BIM技術(shù)在屋面施工當中的應用

孔祥利　李川　李曉雷　宋鍇笛 許劉晟

【摘要】復雜造型及功能多樣的屋面工程是整個建筑施工重要的一部分，要想高效準確的完成施工設計、放線定位及各專業(yè)配合施工等要求，二維的傳統(tǒng)施工技術(shù)已經(jīng)難以達到建筑要求，必須進行突破改變采用BIM技術(shù)來對工程實踐進行指導。本文就長沙國金中心項目的屋面工程施工中BIM技術(shù)應用進行介紹與研討。

【關鍵詞】屋面工程；BIM技術(shù)；施工模擬

1、前言

經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑施工技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)代化的建筑其復雜性不斷在向上提升。其中屋面工程造型的復雜性及屋面工程與其他施工項目的綜合管理難度表現(xiàn)尤為突出。如何在保證質(zhì)量的情況下用最優(yōu)的施工方案施工流程解決現(xiàn)場問題，將是施工中非常關鍵的一個部分，我們就此引出BIM技術(shù)來模擬現(xiàn)場的施工方式、規(guī)劃施工順序、檢測施工紕漏。

2、施工BIM技術(shù)應用

2.1工程概況

2.1.1基本概況

長沙國金中心項目位于湖南省長沙市黃興路與解放路的交界，本工程集辦公、酒店、商業(yè)為一體的多功能綜合發(fā)展項目。建筑高度：塔樓T1屋面裝飾體最高點452m，主屋面高約452m；塔樓T2屋面裝飾體最高點315m，主屋面高約308m；建筑結(jié)構(gòu)形式：T1塔樓為核心筒+框架+伸臂桁架+環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)體系；T2塔樓為核心筒+框架+環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)體系；裙樓為混凝土框架結(jié)構(gòu)。

2.1.2工程重難點分析

本屋面工程的主要特點有：各專業(yè)間交接處的節(jié)點處理；屋面離地面距離大，材料轉(zhuǎn)運及堆放場地較難規(guī)劃；屋面包括幕墻專業(yè)、機電管線專業(yè)、土建專業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)等交叉施工，工作面劃分及施工順序安排復雜。

傳統(tǒng)施工，難以做到對各專業(yè)交界處節(jié)點的高效率處理，只能通過二維圖紙以及對其他施工專業(yè)的了解來解決問題，對各專業(yè)人才的專業(yè)技能要求較高，難以完成幾套施工順序的優(yōu)劣點分析對比。針對以上工程特點，項目采取BIM技術(shù)對屋面工程進行施工指導，順利完成屋面工程。

2.2 BIM技術(shù)應用點

2.2.1屋面層結(jié)構(gòu)施工BIM技術(shù)應用

屋面結(jié)構(gòu)施工中的防水及屋面找坡是最關鍵的地方，防水不合格將對整個工程產(chǎn)生巨大影響。為保證施工質(zhì)量，在后期的建筑防水做法上，通過Revit軟件建立施工模塊模型，細致的構(gòu)建施工中需要涂刷的防水涂料及相關卷材模型，并輸出NWC文件以便導入Navisworks軟件進行后期處理。在Navisworks軟件中模擬施工，通過三維動畫的形式對施工人員進行技術(shù)交底，保證施工不出現(xiàn)紕漏。其中通過精確的建模，Revit軟件將自動計算需要的材料用量，生成的材料清單對項目物質(zhì)部采購材料有極大的幫助，可以達到降本增效的作用。

防水卷材施工各階段圖

2.2.2屋面各專業(yè)設備施工的BIM應用

屋面工程包括通風的風管、風機、支架；給排水的支架、管道等，其中的大部分管件機械安裝前都需要預留預埋，以保證其安裝固定的準確穩(wěn)定性。

在結(jié)構(gòu)模型的基礎上，通過機電暖通各專業(yè)的模型建立與導出，在Navisworks軟件中進行碰撞檢測，對圖紙進行審核，利用三維模型的協(xié)調(diào)性和可視化發(fā)現(xiàn)圖紙問題，找出設計中的不合理點，即時反饋設計部和設計院，改變布局，深化設計圖紙，提前解決了現(xiàn)場圖紙問題，減少變更和返工。

本工程在模型中關聯(lián)了現(xiàn)場的實際坐標，在模型中建立的整體坐標系與實際的是按照一定比例進行縮放繪制的。實際屋面施工中需要對相關的設備基礎及電梯曳引機等機械安裝前的預埋件進行定位，實際施工中難以完成對安裝相應的設備的準確性及施工效果進行檢驗；通過BIM技術(shù)建模的三維實體查看及測量，分析預埋件位置對后期的安裝設備的使用情況的影響，從而確定定位的有效性。

2.2.3屋面各專業(yè)構(gòu)件綜合管理的BIM應用

屋面工程包括結(jié)構(gòu)施工、建筑施工、機電設備安裝、外幕墻布置等內(nèi)容；施工過程中需要對各個工種的協(xié)調(diào)配合合理安排，以保證施工過程安全有序的進行。在完成所有模型建立之后，對施工順序的安排規(guī)劃尤為關鍵，沒有正確流暢的施工順序，將造成施工工期的延誤，材料的浪費，達不到項目要求的降本增效要求。

通過三維實體的模型按照施工時間不斷生成，模擬現(xiàn)場施工順序，生動形象的展示現(xiàn)場實際情況，通過Navisworks軟件進行施工進度模擬，為技術(shù)人員進一步分析流程的可操作性提供了強有力的證據(jù)。

利用多個施工模擬的三維動畫指導，從時間節(jié)點、流程分配、材料堆場的變化分析討論各個流程的優(yōu)缺點，對比得出了最優(yōu)的施工方案，指導現(xiàn)場施工。

2.3 BIM技術(shù)應用效果

在傳統(tǒng)施工中，二維圖紙以及全文字性的計劃排布，各專業(yè)分包溝通效率較低，對施工計劃理解也有可能產(chǎn)生偏差，不能完全按照計劃進行施工，導致各部位施工工序沖突。應用BIM技術(shù)通過模擬施工，各專業(yè)分包之間可直觀的找出施工計劃的不足，并且不斷優(yōu)化調(diào)整。從而減少分包間的穿插施工沖突，以及工作面交接處的施工節(jié)點問題，保證了整個施工過程中無返工，無漏工，所有安裝構(gòu)件一次到位。

結(jié)語：

信息化程度更高、更加透明化是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，現(xiàn)目前的設計已經(jīng)開始由二維向三維轉(zhuǎn)化，施工也開始通過三維模型來指導施工，建筑業(yè)將達到一個新的階段。隨著我國建筑行業(yè)的日趨成熟以及人們對建筑美學的更高追求，BIM 技術(shù)的應用將成為建筑業(yè)的主流，未來的行業(yè)模式。

參考文獻：

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