BIM技術在施工企業中的應用現狀及價值分析

顧春鳴

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 BIM技術的應用現狀

建筑信息模型（BIM）理念起源于20世紀70年代，它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為基礎，建立起三維的建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。

建設項目的各參與方可以通過模型提取各自所需的數據信息作為工程決策的依據，從而實現協同管理，提高項目管理的效率。

BIM理念于21世紀初傳入國內，經過10余年的發展，BIM技術經歷了從概念認識到快速發展的過程，但總的來說，BIM技術應用仍然處于初級階段，無論在BIM相關標準、BIM應用模式、BIM人才儲備上都還有很多問題需要不斷摸索。

目前，BIM技術應用逐步從設計建模階段向施工應用階段轉變，而施工過程中的業務遠遠比設計階段復雜，參與單位雜、業務工種多、管理范圍廣、施工周期長、工程風險大等對BIM技術應用提出了更高的要求，需要在更廣的范圍內尋求統一方法，考慮更多因素的變化。

在過去幾年的發展過程中，BIM技術在施工階段的應用多體現在單點應用，諸如碰撞檢查、工程量統計、施工模擬等，在項管部技術管理、成本管理、進度管理等方面發揮了一定的作用，但隨著技術應用的不斷深入，BIM應用的重心也從單點技術應用向項目管理綜合應用方向逐步拓展，BIM應用領域也擴充至質量管理、安全管理、資源管理等[1-4]。

另外，隨著物聯網、云計算、移動應用等新型信息技術的迅速發展與普及，依托BIM與上述信息技術的集成應用，可滿足施工現場數據和信息的實時采集、及時發布、隨時獲取，形成了對施工材料構件全過程跟蹤管理，實現了施工階段構件的多方協同管理，為裝配式工程項目提供了網絡化信息管理手段。

2 BIM應用案例

2.1 工程概況

澳門湯臣主教山壹號住宅項目位于澳門主教山學校巷7號及灰爐斜巷2號，工程總覆蓋建筑樓面面積約24 410 m2，有4幢7～12層高住宅塔樓，地下4層停車場，會所位于B3層。

B5層層高3.20 m，B3層層高5 m，RC層層高3.40 m，標準層層高3.10 m，天面層層高3.15 m，建筑總高度64.95 m，工程結構為框架剪力墻結構，非承重結構采用磚砌塊墻，外立面采用干掛石材及面磚貼面（圖1）。

圖1 項目BIM模型

2.2 工程特點

1）項目由臺灣建筑師設計，澳門工程師負責審核管理，由上海建筑公司承建，是一個典型的“邊設計、邊變更、邊施工”的“三邊”工程，各類變更指令層出不窮，統計約有1 500個工作指令。

2）項目空間位置關系復雜，管線種類繁多，排布密集，管綜布置要求高，設計變更頻繁，專業綜合深化協調工作量大，深化設計圖理解偏差大，不利于工程質量和工期的控制。

3）本工程施工工期緊，工序間搭接較為緊湊，尤其是外墻金屬格柵構件裝配工序較為復雜，需明確該專項工程的裝配條件和工藝流程，以確保工程實施順利進行。

4）施工場地狹窄，材料堆場少，施工機械工作面緊張，且工程進出場地正處學校巷，學校巷為一條狹窄的單行道，施工交通組織較為困難。

2.3 機電深化設計

本項目通過Autodesk Revit創建給排水、暖通、消防以及電氣等專業模型，進行三維可視化多專業協同深化設計，再基于BIM技術將機電專業模型與土建模型進行整合，根據各專業及凈高要求，將綜合模型導入Navisworks進行碰撞檢查，根據碰撞報告結果對管線進行調整、避讓，對設備和管線進行綜合布置，再進一步進行豎向管井檢查、結構預留孔洞核查等，制訂優化方案，確保管線綜合合理性，提高空間利用率（圖2～圖4）。

圖2 項目B5層風管布置示意

圖3 項目B4層消防水喉與風管布置檢查復核

圖4 項目B5層消防水喉與風管布置檢查復核

2.4 BIM技術虛擬裝配

本項目通過使用BIM技術對外墻金屬格柵進行施工模擬，在設計的BIM模型中進行構配件的虛擬裝配過程，從而提早發現制造、運輸、安裝中的問題，及時提交給設計方修改，避免因設計問題造成的工期滯后及材料浪費。在此基礎上，借助BIM模型的三維可視化，優化施工方案和技術交底，確保工程的施工質量和安全。

在對RC層和B3層外墻金屬格柵的深化設計和施工模擬過程中，BIM模型能較直觀地表現設計達到的效果，也能展示該部位施工的詳細過程。但在實際操作中，由于對BIM軟件操作尚不熟練，BIM工作模式尚屬探索階段，耗費的時間和成本較多，因此在本項目的三維模型可視化工作中，采用BIM與CAD相結合的方式進行，發揮各自所長（圖5、圖6）。

圖5 項目RC層外墻格柵

圖6 項目B3層外墻格柵

2.5 BIM技術優化場布

運用BIM技術搭建現場場地模型，將場地內主體建筑、大臨、材料堆場、施工便道、施工圍墻、大門等施工設施通過三維模型的方式直觀反映出來，便于項目部對不同施工階段的場地布置方式進行調整優化。具體表現在利用原地基承包商搭設的臨時鋼平臺作為臨時施工、物料吊運、材料周轉及混凝土泵車操作場地，施工至地面RC層后，拆除原有鋼平臺，利用RC層出入平臺作為臨時施工場地。

為確保工程車輛進出順暢，項目部提前2個月向澳門治安警察局申請，提交具體操作時間，便于治安警察局安排警力控制社會車輛。

3 BIM技術價值

通過上述案例的BIM技術應用，BIM的價值主要體現在：

1）以BIM模型為基礎的機電專業深化設計協同，使各專業設計人員協同配合更加緊密，形成了各專業協同交互的工作模式，提供了全面的信息溝通平臺。較傳統二維深化設計方法，更直觀地反映了管線綜合排布情況，有利于多專業管線綜合協調，提高了深化設計的工作效率，更能合理優化管綜排布，提高空間使用舒適性。

2）利用BIM進行施工工藝模擬，可以將重難點工藝直觀展現，從而使項目管理人員在三維環境中查看施工作業，能夠及時、有效地發現施工沖突以及潛在問題，更好地優化施工流程；同時，三維可視化交底可提前發現操作過程中重、難點和危險源，做好應對和防范措施，確保更精準、安全地完成施工作業。

3）借助BIM的三維模型進行場地布置調整，可清晰了解各施工階段重點施工資源的需求，結合現場實際情況在模型中進行調整，優化大型機械、材料堆場、交通組織的布置，減少現場材料二次搬運和不必要的場地硬化，減少施工投入，節約施工成本。

4 結語

BIM技術的應用能提高工程項目的管理水平與生產效率，項目管理在溝通、協調、預控方面均有了顯著的提升。但目前BIM技術在國內建筑業的發展還處于起步階段，仍存在著全生命周期統一應用不足而導致BIM技術的價值發揮不足的問題，相信隨著BIM技術的發展和市場的成熟，會進一步促進建筑業的技術升級和生產方式的改變，BIM技術在施工企業的應用必將具有廣闊的前景。