BIM技術在大型商業綜合體項目中的應用

(中國建筑標準設計研究院有限公司，北京 100048)

圖1 BIM應用整體思路

1 引言

隨著經濟的發展，大型綜合體類建筑越來越多，涵蓋功能趨于多元化。此類建筑普遍具有投資金額大、工期緊張、工藝復雜、專業繁多等特點，對項目建造及管理提出了巨大挑戰。隨著建筑信息化程度不斷提升，BIM技術近些年取得了快速的發展，促進了建筑業發展，其在各類建筑工程中的應用也逐漸成為研究熱點。

2 工程概況

本項目位于北京市，建筑面積88 421m2，地上五層，地下三層。功能涵蓋購物、影院、餐飲、游樂、超市等，具有造型復雜、業態多、工期緊，品質要求高等特點。

項目涵蓋專業齊全，分包單位較多，對項目管理及建造提出巨大挑戰，BIM技術在設計及施工階段的應用保證了項目順利實施。

3 BIM應用路線

項目BIM應用目標為： 1)提高圖紙質量，提前發現并解決設計階段的圖紙問題，避免施工階段暴露問題造成返工； 2)優化施工方案，實現可視化交底，避免拆改返工，提高工程質量； 3)合理加快進度，縮短項目工期，確保如期交付； 4)提高項目管理水平，加強項目各參與方的信息溝通效率； 5)把控工程造價，降低施工成本，杜絕材料浪費。

圖2 設計階段BIM模型構建流程

圖3 項目 BIM團隊組織架構

根據項目的應用目標，確定BIM的具體應用項。隨后確定相應技術標準，制定配套的管理措施，具體應用思路如圖1所示，設計階段模型構建流程如圖2所示，項目BIM 團隊組織架構如圖3所示。

4 BIM在項目中的具體應用

BIM在本項目中的應用主要集中在設計與施工階段，并且在竣工模型的基礎上，添加和運維管理相關的屬性參數，為將來項目運維管理提供數據支持。具體應用如下：

4.1 圖紙審查

對設計圖紙和變更信息進行核對，對 CAD 圖紙進行全面、準確地檢查，發現大量的錯、漏、碰、缺問題，諸如：平面系統不符、缺少系統圖、上下層立管不對應、專業間矛盾、建筑結構專業不一致、建筑結構留洞不一致，缺少一次結構留洞等。例如：樓梯間因結構梁設計錯漏導致疏散門洞口高度僅有1.5m高，不滿足規范要求； 汽車坡道處底板無支座，梁的位置高于板，建筑結構設計圖紙不交圈等問題； 機房空間不足需修改建筑布局等問題。圖紙問題報告如圖4、5所示。

圖4 圖紙問題報告

圖5 階段圖紙問題報告匯總

結合建筑結構與機電專業發現無壓管道設計預留套管高度無法出戶，B1層一區域六個成排出戶套管標高為-1.30m，因污水管路由經過1300mm高的梁下，建議設計修改出戶套管標高。設計修改標高為-1.60m，但因污水管路由較長，管線較大，我方建議套管不高于-1.80m，后經排布驗證出戶套管-1.80m滿足要求。

通過圖紙審查提出相關各專業的圖紙問題報告，經由設計回復確認將修改落實到圖紙上，提高了施工圖質量。

4.2 機電管線綜合深化

各機電專業模型整合后，發現管線間碰撞問題1 400余個。根據施工原則和現場實際情況，對機電管線進行深化設計，方便直觀地查看管線的安裝效果并提出優化方案，合理排布管線走向，確保凈高滿足要求，管線之間無硬碰撞及軟碰撞。

本項目地下三層有車庫、超市、設備用房等。因柱子較少，梁截面較大，導致管線排布空間不充足，部分車位為機械復式停車位，凈空高度需控制在3.60m，造成地下機電管道需沿通道布置，集中程度較高，管線排布難度增大。對有管線最低控高要求的區域進行模擬測試，驗證控高是否滿足，如圖6、7所示。個別區域因結構問題無法滿足控高要求，我方結合實際情況提出修改方案。經與建設方協商后，在控高圖紙中標出如圖8所示。管線深化排布時發現局部梁下凈高2.80m，車道上空控高要求為2.40m，且風管路由無法調整，最終調整方案為將經由此區域線槽改為線管暗敷于頂板如9所示。

圖6 凈高漫游測試

圖7 車道凈高模擬

圖8 控高綜合圖

圖9 方案調整示例

地上五層業態為商場、影院、游樂、餐飲等，管線系統復雜，且公共區域為曲線造型，結構復雜，定位精度高。建設方對精裝效果要求高，管線的排布要結合精裝造型進行深化。公區、店鋪的凈高要求較高、走廊空間狹小等難點對機電管線的排布提出很高要求。因此在滿足深化排布原則的基礎上，結合具體情況進行分析，如系統主管線集中布置在公共區域，不滿足凈空要求時將線槽、水管等移至店鋪內。考慮系統檢修的要求，合理確定各種設備、閥門的位置。滿足各區域的凈空要求，并保證無吊頂區域管線排布美觀等。

綜合深化過程中發現F4層頂板結構偏低導致層高不夠無法滿足需求，后將該層整體抬高280mm，如圖10所示。

圖13 管線綜合示例

圖10 結構調整示例

在模型綜合深化過程中，隨著精裝、卷簾等資料的完善，進行相應專項配合，解決大量問題，極大程度地避免施工時出現返工。結合精裝方案發現F4層某處異層排水問題，此處精裝方案燈帶與污水管沖突，初步排布后發現無法修改路由或穿一次結構，與設計溝通后改為同層排水。如圖11所示。

圖12-15依次為深化模型整合、三維管線綜合、制冷機房模型及剖面展示。

圖11 排水方式修改示例

圖12 建筑機電模型整合

4.3 三維交底

利用BIM最直接的優勢，將傳統的二維圖紙信息轉變為三維立體信息模型，使復雜的結構清楚地呈現出來，對于管線密集區域和隱蔽工程的展示效果較好。本項目中三維交底3次，著重強調路由調整較大的管線、空間狹小管線排布緊湊的區域，施工次序需提前明確的區域等。結合模型對施工方進行技術交底，較大程度地提高了施工質量和效率。對重點部位的施工情況進行模擬，生成演示動畫，提高交底的有效性，如圖16所示。

圖14 制冷機房模型

圖15 管線及吊架剖面

圖16 三維交底

4.4 總平面布置

應用BIM技術，對施工場地和外圍環境進行建模，展示現場的實際情況，立體展現施工現場的布置情況、交通情況和各作業平面的組織，為交通規劃提供依據。通過可視化的總平面管理，減少現場材料轉運次數，提升施工現場物料的運輸效率，減少運輸成本，同時方便物料的取用和存放，促進施工現場材料管理規范有序。如圖17所示。

圖17 平面布置模擬

4.5 施工模擬

BIM應用可減少對圖紙的誤讀和信息傳遞失真所造成的損失，提升工程技術人員對工程的認識能力。同時在施工過程中，可以將施工進度計劃與搭建好的BIM模型鏈接，將空間和時間信息反映到模型中，實現對施工進度計劃的直觀掌控。當實際施工進度與計劃進度不符合時，可以直觀分析診斷原因，改變傳統的施工進度管理模式。

圖18 項目施工模擬

4.6 工程量統計

應用BIM技術通過預先規劃合理的模型及輸入相應的構件屬性信息，自動算量，方便團隊高效、精確的獲取各種類型材料、設備的數量，避免傳統算量由于信息不完整導致的工程量不準確。通過對模型的操作，即可獲得相應數據，方便物資招標及物資材料采購計劃的制定，提高施工管理效率和成本管理水平。

5 結語

BIM 技術在本項目中的應用證明，通過圖紙檢查避免了錯漏碰缺等問題的發生； 通過機電管線深化解決了管線排布及凈高問題； 通過三維交底及工藝模擬，解決了圖紙交底不直觀，復雜節點不清晰的問題； 通過項目模擬及進度管理，解決了多專業施工次序及工序穿插等問題。BIM的應用帶來了直接效益，例如節約材料消耗、節約人力、縮短工期等，也提升了管理能力，例如可視化交底、溝通效率提升等。本項目中通過提前發現圖紙問題、檢測碰撞及優化不滿足凈高要求的區域等為項目節約成本約430萬元，減少返工窩工等工期損失約50天，可見BIM技術的應用成果顯著。BIM具有直觀可視化的特點，BIM 模型集成工程項目自始至終的全部相關數據，避免信息錯漏，增強信息統一性，項目人員可以隨時調用所需信息，為整個項目順利實施提供有利的支持。

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