王 超，金兆鑫，李彥博

（蘭州石化職業(yè)技術大學 蘭州 730060）

當前建筑行業(yè)中，傳統(tǒng)的人工管理方式已經無法滿足新時代建筑行業(yè)新背景下數(shù)字化項目管理的要求，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術作為一種新的數(shù)字化可視化技術被應用于建筑行業(yè)，在建筑工程管理中采用建筑信息模型能夠實現(xiàn)工程各環(huán)節(jié)、各階段的有效管理，保證工程建設目標的實現(xiàn)，同時管理人員還可以應用BIM 技術對項目管理中的各個環(huán)節(jié)進行設計、進度、質量等方面的優(yōu)化及完善，以強化管理工作質量及水平［1-6］。

綜合宿舍樓建筑工程項目施工是一項復雜繁瑣的系統(tǒng)性工程，具有工程建設體量大、涉及建筑設計、土建施工、機電安裝、管道暖通等多個施工工藝和工種，因此對項目管理團隊的要求極高［7-9］。本文以某綜合宿舍樓為例，分析BIM 技術在建筑工程管理中的應用價值，重點研究了BIM 技術在圖紙審核、深化設計、管線碰撞檢查、構件合理布局、綜合管線排布及全專業(yè)優(yōu)化、可視化交底、BIM 技術指導現(xiàn)場施工中的有效應用，以提高該項目的工程管理水平，保證該建筑工程項目的整體質量、進度與安全［10-11］。

1 工程概況

某綜合學生宿舍樓建設項目由宿舍樓和室外地下消防水池兩部分組成?？偨ㄖ娣e20 379.51 m2，宿舍樓總建筑面積20 063.39 m2，地下消防水池總建筑面積316.12 m2。其中，學生宿舍樓建筑設計為13 層（局部14 層），為二類高層公共建筑，建筑面積為20 063.39 m2，其中地下建筑面積1 537.62 m2，地上建筑面積18 525.77 m2，建筑高度49.20 m，地下耐火等級為一級，地上耐火等級為二級。設計功能：地下一層，建筑面積1 537.62 m2。主要功能：平時為地下自行車庫，戰(zhàn)時為甲類核6 級人防地下室，二等人員掩蔽所，共分兩個抗暴單元。人防面積913.35 m2，掩蔽面積650.10 m2，掩蔽人數(shù)650 人；以及配套的變配電室、生活水箱間、加壓泵房、排煙機房。一層平面建筑面積1 440.15 m2。主要功能包括活動場地，1間消控室，1 間值班室、入口門廳及衛(wèi)生間等輔助用房。二層平面建筑面積1 401.43 m2。主要功能為29 間六人間宿舍，1 間無障礙宿舍及洗衣房、晾衣室、衛(wèi)生間等輔助用房。3～13 層平面建筑面積均為1 401.43 m2。主要功能為30 間六人間宿舍及衛(wèi)生間等輔助用房。屋頂平面建筑面積268.46 m2，主要功能為出屋面樓梯間、電梯機房、消防水箱間、送風機房和防空警報間。室外地下消防水池為地下一層，樓梯間與地上室外地面連通。總建筑面積為316.12 m2，地下耐火等級為一級，地上耐火等級為二級。設計功能為540 m3消防水池、消防水泵房、專用疏散樓梯間，項目效果如圖1所示。

圖1 宿舍樓BIM模型Fig.1 Dormitory Building Model

根據(jù)勘察報告，該場地地下水屬潛水型地下水，勘察期間，水面埋深18.1～19.5 m，標高1 552.32～1 553.46 m，②黃土狀粉土層下部、③卵石層為主要含水層，主要由大氣降水及黃河上游側向補給。本工程抗震設防烈度為8 度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第三組，場地類別為Ⅱ類場地。該場地場環(huán)境類型按Ⅰ類考慮，根據(jù)水質分析結果，地下水對混凝土結構具強腐蝕，在干濕交替的情況下對混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕；地基土對普通硅酸鹽混凝土結構具弱腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

2 BIM技術應用

2.1 BIM技術應用的目的

運用BIM 技術可以在計算機上進行仿真模擬施工，能夠提前發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，讓施工過程變得更加可控?？梢杂行У剡M行合理優(yōu)化機電管線排布，減少占用空間，加強項目設計與施工的協(xié)調，消除施工隱患，防止施工過程中發(fā)生安全事故。在保證建筑質量的同時，還能有效提高施工效率。

2.2 深化設計、圖紙審核

⑴深化設計：深化設計，補充招標圖紙或施工圖紙。

⑵審核圖紙：利用BIM 技術，建立BIM 模型。利用BIM 建筑三維模型的先天優(yōu)勢，快、全、準、省地檢查出BIM 模型中錯、漏、碰、缺等各種設計問題，最大限度降低施工返工，節(jié)約成本。

⑶圖紙動態(tài)管理：通過BIM 平臺輔助圖紙管理，提高圖紙傳輸效率和管理效率，減少了圖紙傳遞過程中的錯誤及偏差。依據(jù)現(xiàn)場實際和設計變更，及時更改BIM模型，實現(xiàn)動態(tài)管理圖紙。

⑷該項目累計排查出結構圖紙問題35 項，內容涉及剪力墻暗柱表與平法施工圖紙尺寸不符、結構圖紙尺寸與建筑圖尺寸不一致、預留洞口重合、平法施工圖跨數(shù)與原位標注尺寸不符、標高錯誤、豎向煙道尺寸不符、使用規(guī)范已廢止、使用圖集不是最新等等。

⑸在鋼筋工程、剪力墻中的應用中，累計節(jié)約不必要的鋼筋余量2.4 t，為甲方節(jié)約了成本。BIM 在鋼筋工程、剪力墻中的應用如圖2所示。

圖2 BIM在鋼筋工程、剪力墻中的應用Fig.2 Application in Reinforcement Engineering and Shear Wall

2.3 碰撞檢查、合理布局

利用BIM 軟件平臺的碰撞檢測功能，通過設計建模、模型復核，本項目發(fā)現(xiàn)碰撞問題896個。解決了建筑與結構、結構與暖通、機電安裝以及設備等不同專業(yè)圖紙之間的碰撞，提前解決了各專業(yè)管理人員的問題，有效節(jié)約工作人員的時間。預先發(fā)現(xiàn)圖紙問題，及時反饋給設計單位，避免了后期因圖紙問題帶來的停工以及返工，提高了項目管理效率，也為現(xiàn)場施工及總承包管理打好了基礎。極大程度上節(jié)省了成本和時間，管道碰撞檢查如圖3所示。

圖3 管道碰撞檢查Fig.3 Pipe Collision Check

2.4 綜合管線排布及全專業(yè)優(yōu)化

⑴管線排布：在已有模型及碰撞檢查結果基礎上針對電氣、動力、給排水工程、通風工程等專業(yè)之間的相對位置及標高進行深化調整，達到節(jié)約材料、便于施工、優(yōu)化空間、協(xié)調美觀的效果。

⑵全專業(yè)優(yōu)化：提供Revit 模型，用于其他施工班組深化設計。

⑶模型拓展：施工單位根據(jù)完善模型進行施工模擬、算量等工作。

⑷合理計算設備參數(shù)：機電安裝過程中，考慮管線綜合平衡設計和精裝修部分管線調整，增加和減少部分管線尺寸和彎頭數(shù)量，BIM 只需在模型點幾下，即可完成復雜模型計算并關聯(lián)計算結構。BIM 管線優(yōu)化如圖4所示。

圖4 管線優(yōu)化設計Fig.4 Pipeline Optimization Design

2.5 可視化交底

通過建立三維模型，將擬建設安裝工程的各道工序以3D 效果直觀地展示，可以清晰直觀地了解整個工程的實施方案和建造完成后的效果如圖5所示。

圖5 實施方案和建造完成對比Fig.5 Comparison of Implementation Scheme and Construction Completion

BIM 技術除了可以提供設計院常見的建筑設計圖紙及構件加工圖紙，同時還可以通過在可視化、協(xié)調、模擬、優(yōu)化過程中幫助業(yè)主提供綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查報告和改進等。

3 BIM技術指導現(xiàn)場施工

⑴三維可視化，精準定位：以BIM模型和3D施工圖取代傳統(tǒng)二維圖紙指導現(xiàn)場施工，提前展現(xiàn)建筑建成后的面貌，表達直觀、清楚。模型按真實尺度建立，展現(xiàn)了傳統(tǒng)二維不能展現(xiàn)的方面（如管道保溫等）。

⑵加快施工工業(yè)化進程：建筑相關行業(yè)中，跨行業(yè)規(guī)范、標準缺乏，涉及到跨行業(yè)數(shù)據(jù)鏈條斷裂，行業(yè)協(xié)同效率低下，BIM模型很大程度上解決了這個問題。

⑶施工組織方面：①現(xiàn)場布置優(yōu)化；②進度優(yōu)化；③工作面管理。

4 結語

綜上所述，在實際施工階段，依托先進的BIM 技術進行項目圖紙的可視化建模，及時排查管線碰撞和鋼筋工程建模，能顯著地提高施工現(xiàn)場科學化的管理水平，現(xiàn)如今，建筑工程的美觀、適用性、安全性要求愈發(fā)的嚴格，在建筑全生命周期有效利用BIM 技術進行優(yōu)化設計，能有效提高施工現(xiàn)場項目管理的科學性，讓項目管理方和施工方能全方位了解項目進度和優(yōu)化效果，能保證工程質量和管理水平。