BIM技術在配套服務用房項目的深化設計及應用研究

李高鋒　郝風田+　陳紅杰+　韓旭

摘要：基于BIM技術的深化設計在某共享性生產實訓基地服務配套用房項目中的應用，很好的解決了復雜管線碰撞的問題，也為施工成本控制起到了積極作用，為建設工程項目管理提供了一個很好的創新技術管理模式。

Abstract： Application of BIM technology in detailed design of supporting service building， it solves the problem of the complex pipeline collision， plays a positive role for the construction cost control， and provides a good innovation management mode for the construction engineering project management.

關鍵詞：BIM技術；深化設計；創新管理

Key words： BIM technology；detailed design；innovation management

中圖分類號：TU172 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0108-03

0 引言

BIM技術是我國建筑業力推的新技術，基于BIM技術的深化設計及應用正在為很多建設項目管理服務，比如三維建模、算量、碰撞檢查等等。BIM技術應集成建筑產品所有信息數據，其作用不僅僅是建模和碰撞檢查的簡單相加。基于BIM技術的深化設計及應用如何在工程項目中開展，如何指導工程項目管理，如何為工程項目管理增值，這是施工階段BIM技術發展的真正方向。

1 工程概況

江蘇建筑職業技術學院共享性生產實訓基地服務配套用房，主要功能為實驗實訓教室及辦公室，地上四層，一層層高4.5m，其余層高均為3.6m，總建筑面積5013.6m2，框架結構，主體嵌固于基礎頂面。

2 BIM技術應用方案

2.1 本工程技術難點

江蘇建筑職業技術學院共享性生產實訓基地服務配套用房雖然只是四層框架結構，但其主要用途多為實訓教室、實驗室，尤其是實驗室，安裝設備及管道較為復雜，預留孔道及預埋件較多，對施工單位提出了很高的要求。基于校級課題研究，江蘇建筑職業技術學院基建處希望基于BIM技術能對施工成本、材料投入進行很好的控制。

2.2 甲乙雙方統一建模軟件

由于BIM技術的深化設計以模型為基礎，建模質量需要精確把控，為方便甲乙雙方溝通和交流，遂確定了本工程的統一建模軟件，考慮到建模及施工實際需求，根據各階段、各專業的不同深化設計需求，甲乙雙方確定了相應的模型精度和統一的模型表現形式，并根據施工現場實際情況確認成果形式、添加信息參數。

2.3 創新的協同管理模式

基于BIM技術的深化設計不是一個單位獨立就能完成的工作，特別是在本工程中，需要各參建單位共同參與，這樣才不會讓BIM技術只作為一個噱頭，而要BIM技術真正應用于實際工程中，解決工程建設中遇到的實際問題。為此，一個重要工作就是項目各參與方的溝通與協調。本工程中建立BIM深化設計例會討論制度，將BIM技術深化設計作為周例會中一個重要環節，使基于BIM技術的深化設計工作得到及時溝通，這樣也使得深化設計全程透明，方便各參與方及時確認，以保證深化結果的準確性和可實施性。

2.4 保障機制的建立

利用BIM技術在深化設計過程中，要根據不同深化任務的特點制定不同的實施方案，據此選出最合適本工程的BIM軟件，一款或是多款，充分利用不同軟件的優勢。BIM技術深化設計需要各參與方的協作支持，為保證深化結果有效實施，制定了一系列措施，比如由建設方和總包方牽頭，與分包方簽訂分包管理協議來規范分包方施工，以此達到總包單位對深化設計成果的統籌管理和有效管控。

3 基于BIM技術的深化設計應用案例

3.1 管線綜合與碰撞檢查

在江蘇建筑職業技術學院共享性生產實訓基地服務配套用房項目中，由于大量的實訓教室及實驗室對設備安裝及管線的要求，使得綜合管線排布施工較為困難，尤其是后期設備安裝需要的預埋件及預留孔道的位置準確性保障問題。為解決傳統二維圖紙深化設計不足的問題，利用BIM技術進行管線綜合深化設計，具體實施流程如下圖1所示。

3.1.1 原始建模

根據施工圖紙，甲乙雙方選派BIM建模師進行三維建模。對建模過程中發現的問題及時與設計方溝通、解決。比傳統的二維圖紙審圖更省時省力，而且更高效。考慮到不同實施階段的實際需要，制定切合本工程特點的實施標準，這里主要考慮模型的精度和模型標準。

3.1.2 碰撞檢查

土建模型與安裝模型建立后，進行專業間模型碰撞檢查，分析建模失誤與設計問題，分類整理并生成碰撞報告。根據項目部要求對碰撞報告進行調整，可以使現場管理人員清晰易懂，快速確定解決方案。碰撞檢查報告如圖2。

3.1.3 管線綜合深化設計調整

碰撞檢查工作完成后，及時召開各參建方會議，制定適合本工程的管線綜合調整原則，主要有各樓層凈空高度、管線避讓原則等，據此指導后續管線綜合調整工作。由BIM建模師依據制定的管線綜合調整原則對碰撞點進行綜合管線優化，保證優化順序按從上到下、從大管到小管的順序進行，為后期施工減小難度。F1北側冷熱水管碰撞點優化前后如圖3所示。

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3.1.4 模型確認與二維出圖

模型綜合管線優化完成后，再次召開各參建方會議，對修正模型進行確認，如若存在問題繼續調整，直至模型滿足各方要求。最終模型經確認后，出具各專業二維深化圖紙，并在圖紙中標注管線標高、平面位置、彎轉點位置等信息，確保圖紙可指導現場施工，對重要節點處出具剖面圖。所有圖紙經設計方確認，保證信息無誤。

3.1.5 施工監督與實施效果

施工單位依據二維深化圖紙進行洞口預留、預埋件安裝和管線施工，建設單位（監理單位）依據三維模型對照現場實際施工，及時發現施工現場與模型不一致及時調整，保證現場施工按照管線優化結果進行，有效進行整體質量控制。基于BIM技術的管線綜合深化設計，提前發現管線施工可能遇到的碰撞、工序交叉，并提前進行優化。在本工程中，基于BIM技術的管線綜合深化設計有效指導了現場施工，比傳統的二維深化工作效率提高了50%。深化圖紙詳細、準確，基于三維模型展示，各方對于復雜節點的認識更為直觀。

管線綜合深化設計前期與各單位單獨溝通時，設計方主要考慮設計規范和建筑物功能需求，建設單位著眼點主要是凈空標高，施工單位主要關注的是方便現場實際施工，在對模型進行調整建議時，各方均從自身角度出發，很難達成一致意見。據此，召開BIM協調會，各方參與，利用模型展示碰撞點情況。根據各方需求直接對模型進行修改，由此可直觀反映優化建議的優劣，然后由建設單位和施工單位協調制定比較合理的優化方案。設計方全程參與，能很好的進行優化設計的簽認。避免后期對模型反復進行調整造成的浪費，形成了一套基于BIM技術深化設計的創新協調管理機制，對江蘇建筑職業技術學院后期建設項目提供了很好的參考。

3.2 施工模擬

3.2.1 施工平面布置

由于本工程處于校園內西北角，所處區域原有道路及綠化完善，根據基建處要求，盡量減少對原有道路及綠化的破壞，這就對施工單位的場地布置提出了很高的要求。根據BIM場地布置軟件，首先繪制出場地大樣，將場地周圍校園原有道路及綠化按比例繪出；然后確定擬建服務用房樓位置，在此基礎上布置塔吊、辦公區，生活區，材料堆場和木工和鋼筋工棚，制定三套方案，在例會上討論，由建設方和施工方協商決定最有利于保護既有道路和綠化又能方便施工的方案。

3.2.2 人、材、機綜合調度

本工程附近有兩棟實訓樓同時進行施工，還要對原有校園道路及綠化進行保護，在狹小的空間如何高效進行施工任務，這是施工單位面臨的一個難題。在場地布置的基礎上，利用BIM軟件模擬施工，將施工組織設計導入軟件，根據施工模擬動畫查看人、材、機械的調度是不是有可調整空間，對存在的問題及時優化和調整。并盡量減少交叉作業的出現，采取能避免就避免、不能避免就降低的原則。

3.3 工程造價輔助

3.3.1 材料采購

傳統大宗材料采購多根據項目部管理人員經驗，缺鋼筋就要鋼筋，缺水泥就要水泥，沒有一個統一的標準，不知道什么時候訂購定多少最合適。利用BIM軟件可以很好的解決這個問題，根據下一期工程進度要求，可截取下一期工程量，根據工料分析即可得出下一期施工所需要材料的量，三維模型→工程量表→工料分析表，如此更加直觀反映材料采購如何進行。另外，BIM軟件可以自定義參數，借鑒工程經濟中經濟采購批量的概念，使得材料采購周期所花費用最低化，主要考慮參數有一次采購變動成本、施工周期材料需要量、單位材料存儲成本，由此得出經濟采購批量和采購周期。此方法對于降低施工總成本起到了積極的作用。

3.3.2 形象進度展示與工程款支付

三維展示是BIM軟件的基本功能之一，不僅是展示完整的建筑，還可以根據客戶需求展示某一層、某一施工期間模型，根據這一特性，施工單位在進行進度款申請時，不再僅僅是一本數字堆積的表格，而是本期完成工程量的三維展示，以及BIM軟件導出的完成工程量統計，建設單位或監理單位更方便檢查與核實，節省審核時間，大大提高工作效率。

3.4 安全文明施工優化

BIM場地布置軟件可檢查場地安全設施布置情況，是否設置消防栓、滅火器，位置、距離是否滿足規范要求，后臺參數根據規范要求初定，根據現場實際可以調整，布置完成后施工單位可以據此對現場安全設施進行布置，建設單位或監理單位依據三維布置圖可以進行現場檢查。

對于建筑物內部防護主要是“四口五臨邊”，三維模型建好以后，BIM軟件可自行檢查需要設置安全防護的位置，并進行標定，也可輸出匯總表格，建設單位（監理單位）據此對現場安全防護檢查，發現問題及時要求施工方整改，有效規避危險情況的發生。

4 基于BIM技術的深化設計優勢分析

基于BIM技術的深化設計成為本工程項目技術管理的一個重要組成部分，與傳統的二維深化設計相比，基于BIM技術的深化設計有如下特點。

①基于BIM技術的深化設計更加便捷高效；

②基于BIM技術的深化設計通過對碰撞點的處理、工程造價輔助、經濟采購批量的驗算，對施工單位控制施工成本起到積極的作用；

③基于BIM技術的深化設計的應用不僅僅是技術的創新，更是管理模式的創新；

④基于BIM技術的深化設計，可直觀展示復雜節點詳細信息，都為真實數據，方便技術交底，并為基于BIM技術的深化設計提供了很高的置信度。

5 結語

江蘇建筑職業技術學院共享性生產實訓基地服務配套用房項目BIM技術深化設計及應用，通過管線綜合與碰撞檢查、施工模擬、工程造價輔助、安全文明施工優化等流程的實施，大幅提升了工作效率，為建設工程項目管理提供了一種創新的技術管理模式，進而提升項目部整體管理水平。

參考文獻：

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