中央財經(jīng)大學新建圖書館工程BIM技術應用

石　松　韓　宇　董佳節(jié)　費　愷　段惠玲　鄭子亮

(北京城建亞泰建設集團有限公司，北京　100013)

中央財經(jīng)大學新建圖書館工程BIM技術應用

石松韓宇董佳節(jié)費愷段惠玲鄭子亮

(北京城建亞泰建設集團有限公司，北京100013)

【摘要】BIM技術作為信息化技術的一種，已隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的推進在我國建筑業(yè)逐步推廣應用。中央財經(jīng)大學新建圖書館工程結合工程實體情況運用了BIM技術，選取了技術、質(zhì)量、生產(chǎn)、成本、信息化管理等方面作為應用點，通過具體狀況分析，總結了BIM技術在施工過程中的集成應用所獲得的經(jīng)驗和成果，探索了BIM技術對于建筑施工企業(yè)在項目管理中的實際應用價值。

【關鍵詞】BIM技術；協(xié)同；集成應用；項目管理；信息化

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.03.01

引言

BIM技術作為信息化技術的一種，已隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的推進在我國建筑業(yè)逐步推廣應用。對于建筑施工企業(yè)而言，BIM技術應用的價值在于改進傳統(tǒng)項目管理方法，建立基于BIM應用的施工管理模式和協(xié)同工作機制，實現(xiàn)施工階段的BIM集成應用[1]。《中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告(2015)BIM深度應用與發(fā)展》中指出：近幾年來，BIM技術在施工階段的應用價值越來越凸顯，已經(jīng)從單純的技術應用深入到包含成本管理、進度管理、質(zhì)量管理方面的項目管理集成應用中來，并向基于網(wǎng)絡的多方協(xié)同應用轉變[2]。

1工程概況

1.1項目簡介

中央財經(jīng)大學新建圖書館工程位于北京市昌平區(qū)沙河鎮(zhèn)高教園區(qū)，地下2層，地上5層，框架剪力墻結構，建筑面積30501 m2，工程開工時間為2013年3月，如圖1所示。

1.2工程特點和難點

本工程為學校標志性建筑，精裝修深化設計工作量大，參與施工專業(yè)工種多，質(zhì)量目標為爭創(chuàng)“魯班獎”。

圖1　中央財經(jīng)大學新建圖書館工程設計效果圖

2BIM組織與應用環(huán)境

2.1應用目標

在建立信息模型和完成碰撞檢查、管線綜合的基礎上集成進度、成本、資源、施工組織等關鍵信息，對施工過程進行模擬，及時為施工過程物資、進度、生產(chǎn)等重要環(huán)節(jié)提供準確的時間節(jié)點、資源消耗、技術要求等核心數(shù)據(jù)，提升溝通和決策效率，達到節(jié)約工期和成本，提升項目管理質(zhì)量的目的。

2.2實施方案

BIM技術應用實施如圖2所示。

圖2　BIM技術應用路線圖

2.3團隊組織

項目成立BIM小組，組長負責制定BIM實施總體規(guī)劃，與項目各參與方進行溝通協(xié)調(diào)，以及對過程文檔進行管控、更新，BIM小組按土建和機電專業(yè)分別設置一名專業(yè)負責人，協(xié)助BIM項目組長進行項目管理，組員包括技術人員和建模工程師。

2.4軟硬件環(huán)境

本工程應用BIM技術共配置3臺臺式電腦和1臺筆記本電腦，硬件參數(shù)均為i7處理器，16G內(nèi)存，2G顯存。BIM軟件主要采用Autodesk Revit、Autodesk Navisworks Manage、Lumion等。

3BIM應用

3.1BIM建模

本工程BIM建模包括結構專業(yè)、建筑專業(yè)和機電專業(yè)，機電專業(yè)中包含電氣、設備、給排水、消防、采暖、通風與空調(diào)等分部和分項工程，通過模型搭建可以真實反映各專業(yè)的空間分布和交叉關系，如圖3～4所示。

圖3　整體外觀BIM模型圖

圖4　換熱機房設備管線BIM模型圖

3.2BIM應用情況

3.2.1碰撞檢查

碰撞檢查流程：土建、安裝各個專業(yè)模型提交→系統(tǒng)后臺自動碰撞檢查并輸出結果→撰寫并提供碰撞檢查報告→根據(jù)碰撞報告修改優(yōu)化模型。

依據(jù)整合的BIM模型逐一進行空間沖突與分析，解決各專業(yè)細部沖突，反映各專業(yè)之間的布線情況和交叉的狀態(tài)，提前解決問題，對機電安裝進行管線綜合，保證精準的管線綜合布置，避免盲目施工帶來的風險，最大程度提高效率。應用BIM技術，通過碰撞檢查功能、精確定位預留洞、綜合管線的優(yōu)化排布，可以提升凈高，提升整體空間感，如圖5～6所示。

3.2.2工藝模擬

本工程首層外墻及3～5層東西立面的大尺寸外墻，均采用玻璃纖維增強預制砼(GRPC)裝飾掛板，數(shù)量為686塊，裝飾面積約為5 963m2，GRPC掛板板厚為100mm，首層掛板高度均為6.9m，最大板重約為4.9t(GRPC裝飾掛板是以GRC為面板，以預制砼為框架肋，采用工廠一次復合工藝制成的一種具有密肋結構的裝飾掛板)。掛板較大較重，施工的難度加大，現(xiàn)場采用汽車吊吊裝作業(yè)，然后再進行細部構件連接，并找平的施工方法(圖7)。

圖5　風管孔洞預留校核圖

圖6　機電專業(yè)管線碰撞檢查圖

3.2.3精裝修深化

裝修工程需認真了解建設方的裝飾裝修要求，提出可實現(xiàn)裝飾裝修工程最優(yōu)的空間布局、立面造型，以及和諧的色彩搭配的裝飾設計，裝飾材料使用應明確、清晰，利于在裝修工程中予以實施，達到最終的理想效果，如圖8～10所示。例如風口與裝飾面接縫處應自然無縫隙、居中對稱、布置美觀；衛(wèi)生間墻面磚應平整，整磚排置合理，縫子橫豎通順，線角通順，分色清晰美觀等。

圖7　玻璃纖維增強預制砼裝飾掛板(GRPC)　　　安裝節(jié)點模型

圖8　中央大廳BIM精裝修圖

圖9　圖書館內(nèi)部BIM精裝修圖

3.2.4資料管理

本工程將土建和機電專業(yè)的BIM模型通過集成進行整合，并將各專業(yè)設計圖紙、二次深化設計、變更、合同、文檔資料等信息與對應模型構件進行關聯(lián)，工作中能夠隨時方便查詢和調(diào)取模型中各構件以及各施工階段的技術資料信息。結合BIM技術的可視化功能對施工管理和作業(yè)人員進行施工過程與方法的模擬三維交底，提高認知度，避免理解偏差，提高現(xiàn)場工作效率。

圖10　衛(wèi)生間BIM精裝修圖

3.2.5安全管理

本工程結合現(xiàn)場平面布置對現(xiàn)場人員進行模型和仿真模擬交底，讓現(xiàn)場人員預先對危險源進行判別，可以有效規(guī)避運動中的機具設備與人員的工作空間沖突，項目部可以據(jù)此提前制定有針對性的措施避免安全事故發(fā)生，并編制相應人員疏散、救援等應急預案。

3.2.6進度管理

本工程將時間和資金成本結合三維模型模擬施工進度，實時管控施工人員、材料、機械等各項資源的進場時間，通過工程的進度計劃與實際完成情況對比分析，分析實際施工與進度計劃的偏差，合理糾偏并調(diào)整進度計劃，避免出現(xiàn)工期滯后和延誤情況發(fā)生。

3.2.7成本管理

在工程成本管理方面，本工程運用BIM技術有著傳統(tǒng)造價管理不可比擬的優(yōu)勢，可大大提高工程量計算工作的效率和準確性，結合施工進度實現(xiàn)成本管理的精細化和規(guī)范化，合理安排資金、人員、材料和機械臺班等各項資源使用計劃，做好實施過程中的成本控制。

3.2.8三維掃描

三維激光掃描主要用于對物體空間外形和結構及色彩進行掃描，以獲得物體表面的空間坐標，能夠?qū)嵨锏牧Ⅲw信息轉換為計算機能直接處理的數(shù)字信號，實現(xiàn)非接觸測量，快速復建出被測目標的三維模型及線、面、體等數(shù)據(jù)，速度快、精度高(圖11)。

圖11　三維掃描圖

4應用效果

經(jīng)濟效益分析如表1所示。

表1經(jīng)濟效益分析表

發(fā)現(xiàn)問題個數(shù)(處)延誤平均工期(日)預計平均材料費(元)預計平均拆改費用(元)節(jié)約費用(元)節(jié)約工期(日)機電各專業(yè)碰撞22250.3300100490000667.5土建與機電碰撞(孔洞預留)5910.215050118200118.2管線路由不合理40—1500—60000—凈高不滿足要求1100.53008008800055.0合計2966———756200840.7

5總結

5.1創(chuàng)新點

本工程借助BIM模型對玻璃纖維增強預制砼(GRPC)裝飾掛板施工方案進行施工模擬，利用視頻對施工過程中的難點和要點進行分解說明，能夠非常直觀地了解整個施工工序安排，清晰把握施工過程，從而實現(xiàn)施工組織和施工工藝的有效結合。

5.2經(jīng)驗教訓

通過本工程的BIM技術應用，鍛煉和培養(yǎng)了一批BIM技術應用的復合型人才，積累了大容量的數(shù)據(jù)庫資料，為今后在其他項目中推廣BIM技術提供了技術支持。

廣聯(lián)達BIM 5D軟件與Navisworks軟件應用相比較而言，可以實現(xiàn)施工流水段的劃分，對項目進度進行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化調(diào)整，還可以掛接合同進行管理，融合招投標階段的量、價信息，對合同價、預算價和實際成本進行對比分析，并且能通過問題追蹤功能對施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題進行分類匯總，對工程質(zhì)量和安全起到輔助管理作用。

建模規(guī)則的確定是實現(xiàn)模型集成成功的關鍵，提前制定人員協(xié)作機制是保證BIM系統(tǒng)發(fā)揮作用和價值的重要前提。基于BIM的精益建造要靠技術集成來實現(xiàn)，5D模型、項目管理系統(tǒng)以及企業(yè)自有管理系統(tǒng)如何與BIM技術相互融通、相輔相成，海量數(shù)據(jù)如何有效復用等都需要提前策劃。參數(shù)化模型與預算造價、渲染等軟件在互導的過程中存在數(shù)據(jù)大量丟失問題，應在實施前先行考慮，制定好解決方案。

6結語

BIM技術的推廣和應用是大勢所趨，發(fā)展前景廣闊，當前越來越多的建筑施工企業(yè)投身到BIM技術應用和推廣中來，BIM技術不僅應用在一些大型復雜項目，而且也普及到中小型項目中。隨著BIM技術相關標準的完善、應用軟件的逐步成熟以及技術人才的壯大，BIM技術在施工行業(yè)中的應用必將更加廣泛；通過施工階段的BIM技術集成應用，其應用價值必將更為巨大，同時BIM技術也將成為提升建筑施工企業(yè)管理水平和核心競爭力的有效工具[3-5]。

參考文獻

[1]劉占省，趙雪鋒.BIM技術與施工項目管理[M].中國電力出版社.2015.

[2]住房城鄉(xiāng)建設部信息中心.中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告(2015)BIM深度應用與發(fā)展[R].中國城市出版社.2015.

[3]李久林 等.大型施工總承包工程BIM技術研究與應用[M].中國建筑工業(yè)出版社.2014.

[4]丁烈云，龔劍，陳建國.BIM應用·施工[M].同濟大學出版社.2015.

[5]李久林，魏來，王勇 等.智慧建造理論與實踐[M].中國建筑工業(yè)出版社.2015.

Application of BIM Technology in the New Library Engineering of Central University of Finance and Economics

Shi Song，Han Yu，Dong Jiajie，F(xiàn)ei Kai，Duan Huiling，Zheng Ziliang

(BeijingUrbanConstructionYataiGroupCo.，Ltd.，Beijing100013，China)

Abstract:As a kind of information technology,BIM technology has been applied and promoted along with the modernization of China′s construction industry.The new library project of Central University of Finance and Economics has used BIM technology according to the actual project conditions and selected technology,quality,production,cost,management information system and so on as the points of application.Through specific situation analysis,this article summarizes the integrated application of BIM technology in construction process,as well as experiences and achievements,and explores the practical application value of BIM technology for construction enterprises in project management.

Key Words：BIM Technology；Coordination；Integrated Application；Project Management；Information

【作者簡介】石松(1976-)，男，高級工程師。主要從事建筑施工企業(yè)BIM技術推廣應用及研究。

【中圖分類號】TU17

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)03-0001-05