BIM技術在某高層住宅項目設計施工中的應用研究

王會 楊曉紅 李正超

摘要：隨著信息化技術的不斷發展，建筑行業面臨著巨大的變革，傳統的建造方式，逐漸被新技術、新方法所取代，在這樣的背景下，BIM技術正是帶來這場變革的關鍵。本文以連云港某具體工程項目為背景，通過BIM技術在該項目的設計、施工和管理等多方面的應用進行研究，為項目的設計和施工方案進行優化，從而節約成本和工期，創造較大的社會效益和經濟效益，以期為BIM技術在其它工程項目的實施推廣提供一定的參考和依據。

Abstract： With the continuous development of information technology， the construction industry is facing tremendous changes. The traditional construction method is gradually replaced by new technologies and new methods. Under such a background， BIM technology is the essential of this revolution. Based on a specific engineering project in Lianyungang， this paper studies the design， construction and management of the project through BIM technology， optimizes the design and construction plan of the project， thereby saving cost and construction period and creating a larger social and economic benefits， in order to provide a certain reference and basis for the implementation of BIM technology in other engineering projects.

關鍵詞：BIM技術;協同設計;碰撞檢測;施工模擬

Key words： BIM technology;collaborative design;collision detection;construction simulation

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0237-04

0? 引言

近年來，隨著我國建筑行業快速發展，BIM技術的應用成為建筑行業發展的新方向，2016年住房與城鄉建設部出臺《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》的文件，大力推廣BIM技術的應用。BIM技術是當前建筑設計和施工領域的一項數字化和革命化技術，在全球的建筑設計領域中正掀起一場從傳統的二維CAD設計轉向三維設計的正向設計變革。當前，BIM技術在建筑項目中的應用，主要以數字信息模型作為建筑全生命周期應用的基礎，BIM技術的應用不僅可以使設計、建造、管理等各個階段節約成本，提高施工質量，節約工期，還可以使建筑工程在其整個項目的壽命周期中顯著提高效率、大量減少風險，為項目方案優化和科學決策提供依據[1]。

1? 工程概況

蘇海聽濤苑2#樓及地下室項目位于連云港贛榆區金海路北側、242省道東側、濱海路西側;總建筑面積16105.52m2，地上18層，室內外高差0.30m，建筑結構形式為剪力墻結構，類別為丙類，設計使用年限為50年，抗震設防烈度為7度。項目的地下室為地下一層，層高4.1m，覆土1.2m，埋設5.6m，總建筑面積13396.11m2，共停機動車518輛，為I類地下車庫。

2? BIM技術在設計施工中應用的實現手段

本項目主要采用BIM技術的核心建模軟件Revit創建2#樓及地下室的建筑、結構、機電三維可視化模型，對關鍵施工工藝和技術方案進行可視化技術交底和安全施工交底，模型搭建后通過導入到Naviswork軟件進行錯漏碰缺檢測以及施工進度模擬，根據進度和成本的5D模擬分析，優化設計和施工方案，最后將優化調整后的模型，采用Fuzor軟件進行沉浸式漫游分析，讓項目參與方更加直觀掌握項目的基本信息，有利于各方協作交流，最后通過Lumion軟件制作項目的效果圖，獲得優質的場景渲染圖。通過這一套完整的技術應用路線，使BIM技術應用達到預期的價值[2]。

3? BIM技術在設計階段的應用

3.1 可視化技術和安全交底

建筑的結構和功能越來越復雜，使得關鍵節點的施工技術難度加大，為了保證工程施工質量，針對重要部位的施工工藝和施工過程，按照建筑工程施工質量驗收統一標準，利用BIM技術核心建模軟件REVIT創建本項目的三維信息化模型（如圖1），通過其可視化交底功能，更好地為現場的一線工人進行有針對性地講解，使作業人員對關鍵工藝的施工流程和質量要求有更直觀的理解，從而降低返工率，節約成本，保證工程質量。在開工之前，采用BIM結合VR（虛擬現實）對施工現場的臨邊洞口防護，基坑和腳手架等危險源進行全景安全可視化交底，能夠引起工人的興趣，使工人意識到安全的重要性和安全防護的做法，對危險源的控制起到積極的作用[3]。同時可以實現在虛擬實景中體驗建筑物真實效果，向甲方和業主展示建筑實體（內裝、外裝）模型效果，使用戶身臨其境。如圖2所示。

3.2 協同性設計

近年來大型的綜合體和超高層項目結構越來越復雜，設計的難度加大，如采用傳統的平面二維CAD設計，使得各專業間設計溝通不及時，信息的交流出現不完整可能性增大，將嚴重影響項目的成本和工期。由于BIM技術的出現，使得項目的各專業設計基于BIM協同平臺進行及時和有效地數據交流，解決設計信息不對稱和延時問題。目前，BIM協同性設計方式主要采用文件鏈接方式和工作集方式，兩種協同模式各有優缺點，在本項目實際應用的過程中，將兩者結合，制定了適合本項目的協同設計機制，大大減少了各專業之間和專業內建筑結構以及水暖電的碰撞，提高了設計效率。

3.3 性能化模擬分析

隨著BIM技術在項目的深入應用，在方案和設計階段可以對建筑的采光、通風、能耗以及消防緊急疏散等性能化指標進行模擬分析。通過模擬分析，對于不滿足某種性能化指標的專業參數進行調整，直至調整模擬優化方案，項目負責人將最終優化后的模型在反饋給各專業相關人員予以施工。因此，BIM技術為建筑的全專業化的性能設計提供了便利性，有利于提高建筑居住和辦公的舒適度。

3.4 凈高分析

由于BIM技術的可視化特點，即“所見即所得”，在建造之前就可以提前通過沉浸式漫游方式進行查看和檢查，提前發現設計問題和修改方案[4]。本項目中，利用Fuzor沉浸式漫游對模型進行凈高分析和安全分析，可以一目了然的知道哪些地方不滿足凈高要求和安全洞口防護要求。圖3所示為地下室管線的凈高分析，分析過程中設置高度檢查值為2.2m，檢查間距0.5m，運行檢查后出現紅線標記，表明該區域的橋架凈高小于2.2m，需要優化凈高。圖4所示為地下室暖通局部凈高檢查，此處暖通凈高2.5m，滿足地下室凈高不小于2.2m的要求。

4? 在施工階段的應用

4.1 碰撞檢查與管線綜合優化

本項目采用Navisworks進行檢查和修改，Navisworks能夠精準定位碰撞構件位置，快速的查看碰撞構件的信息，并且能夠返回到Revit中對應的構件進行修改。通過對2#樓和地下室的土建、機電模型整合后，導入到Navisworks，進行全專業碰撞檢查，發現碰撞有三百多處。根據導出的碰撞檢查報告，對有問題部分進行分析和修改，從而優化綜合管線[5]。圖5所示為地下室管道系統與風管系統的碰撞報告。

在Navisworks中，根據碰撞構件ID號，在Revit中輸入ID號，會定位跳轉到碰撞具體位置，通過三維圖可以直觀的看出消防管道直穿暖通。設計一般做法管道在暖通的上方鋪設，查看暖通上方的空間后，得出管道可以上彎的結論。圖6為消防管道與風管碰撞前與修改后的三維模型效果圖。

4.2 施工模擬

在模型深化設計優化調整完成后，利用Fuzor軟件，根據施工進度計劃表編制施工模擬方案，通過模擬施工，進行進度計劃跟蹤、對比和分析，以及形象進度的展示。同時Fuzor提供了強大的過濾器功能，能夠根據進度計劃的安排，快速進行施工區域和構件的劃分和選擇，為施工模擬帶來了極大的方便與快捷。通過對施工方案、工序最真實的動態模擬，優化施工進度計劃，簡化施工流程，實現進度控制和成本控制目標。圖7所示為依據施工進度計劃表，編制施工模擬過程，圖8所示為整個施工過程的渲染視頻。

4.3 工程量統計

Revit明細表具有強大的數據統計功能，可以在模型中設定多種不同的條件查詢統計構件的相關信息，并快速生成統計表，并導入計價軟件進行套價。同時也可以根據項目實際情況，添加項目共享參數，導出某時間段、某施工單位、某分項工程或區域對應的工程量清單，如果結合施工計劃及對應的企業定額或相關經驗數據，則可以制定精確的人、材、機計劃，為精細化的施工管理提供依據。

4.4 模型渲染與效果圖展示

在Revit中，通過插件將文件轉換成NWC文件后導入到Lumion軟件中，對模型的材質和模型周邊的場地和綠化進行再次調整，通過動畫功能對模型進行渲染[8]，能夠在電腦上創建虛擬現實，創造驚人的建筑可視化效果。同時，能夠制作電影和靜幀作品，輸出優秀的視頻和圖像，可作為多方案比選和效果展示，供甲方參考。圖9為在Revit中對模型的墻體外立面進行貼圖，再添加Lumion自帶的族庫中的人物、樹木等之后進行渲染所得到的效果圖。

5? 結語

本文以BIM技術在設計方面的可視化性能模擬分析、多方協同以及凈高分析的應用，減少了返工，降低了設計變更成本，提高了多方的工作效率工程質量。在施工階段，BIM技術在碰撞檢查以及管線優化，施工模擬和工程量統計等的應用，更好地為現場施工提供技術支持。基于BIM技術對建筑進行設計和施工可視化仿真的應用和研究，可為同類型的項目提供參考，具有一定的實用價值和現實意義。

參考文獻：

[1]李冬梅.BIM技術在超高層建筑施工中的應用研究[J].鋼結構，2018，33（9）：122-126.

[2]王會.BIM技術在建筑工程項目施工階段的應用分析[J].連云港職業技術學院學報，2018，31（4）：7-9.

[3]陶鑫，彭紅濤，韓豐，曾憲沂，張嘉輝，杜夢然.BIM技術在圖書館建筑施工中的應用[J].施工技術，2017，46（S2）：1217-1220.

[4]肖映灼，沈興，顧本洋，葉勇，孫順，方春柳.基于BIM可視化技術在工程投標中的應用[J].施工技術，2016，45（S2）：609-611.

[5]劉曉東，田林，高子鈺.BIM對建筑工程施工技術影響研究[J].哈爾濱理工大學學報，2015，20（3）：117-120.