淺談BIM技術(shù)在展覽館項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

(西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 四川 綿陽(yáng) 621010)

引言

建筑信息模型(Building Information Modeling)將傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S信息集成設(shè)計(jì)及應(yīng)用，BIM技術(shù)既是模型結(jié)果,也是建模過(guò)程,其服務(wù)于建設(shè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)到改建的全生命周期。[1]

在設(shè)計(jì)階段開始使用BIM協(xié)同性設(shè)計(jì)、碰撞檢測(cè)、凈高分析、可視化技術(shù)交底等功能，可促進(jìn)各專業(yè)設(shè)計(jì)間的溝通與協(xié)作，減少碰撞及設(shè)計(jì)變更，提高設(shè)計(jì)效率，加強(qiáng)和業(yè)主間信息交流的有效性，及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

一、BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前很多設(shè)計(jì)單位的工作模式仍以二維為主，對(duì)設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)漏碰缺以及管線優(yōu)化布置由施工企業(yè)在施工階段對(duì)照二維設(shè)計(jì)圖紙翻模后進(jìn)行，屬于被動(dòng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。而市場(chǎng)上絕大部分BIM公司獨(dú)立于設(shè)計(jì)院而存在，為設(shè)計(jì)院的下游產(chǎn)業(yè)，在涉及專業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)整、規(guī)范尺度把握方面存在不足，建立的模型可能偏離真實(shí)情況，對(duì)模型的利用分析能力受限，很難提供專業(yè)的優(yōu)化意見，及施工指導(dǎo)資料[2]。可見整個(gè)行業(yè)各專業(yè)之間在設(shè)計(jì)階段并未發(fā)揮三維模型協(xié)同技術(shù)的效果。

二、BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的實(shí)現(xiàn)手段

BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮在于從公共工程設(shè)計(jì)階段開始，以業(yè)主作為主導(dǎo)方，設(shè)計(jì)與施工方參與的方式在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。圖一為基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)流程。

設(shè)計(jì)單位以業(yè)主的設(shè)計(jì)理念為主，利用BIM技術(shù)可視化、模擬化、協(xié)調(diào)性、可出圖性等優(yōu)勢(shì)，以BIM技術(shù)為輔助手段，對(duì)關(guān)鍵施工工藝和技術(shù)方案運(yùn)用三維立體設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化技術(shù)交底，搭建模型后導(dǎo)入到分析軟件進(jìn)行全面的錯(cuò)漏碰缺檢測(cè)以及管線優(yōu)化設(shè)置[3]，做到在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案，減少施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更及工程返工，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和可施工性，從而降低工程成本、加快進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)全方位的建筑施工管理水平的提升。

圖1 基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)流程

三、基于BIM的管線優(yōu)化在展覽館的應(yīng)用實(shí)例

以某展覽館項(xiàng)目為例，業(yè)主方聘請(qǐng)專業(yè)的BIM咨詢公司，當(dāng)施工圖設(shè)計(jì)完成后交由BIM咨詢方進(jìn)行全專業(yè)模型的建立，完成碰撞檢查、凈高分析、管線初步排設(shè)后出具碰撞檢查報(bào)告及管線排布三維視圖，三方(業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工)召開協(xié)調(diào)會(huì)議解決存在的問(wèn)題。

工程概況：

展覽館是以規(guī)劃為主線的藝術(shù)性展覽體驗(yàn)公益場(chǎng)館，總建筑面積29885.98m，地上五層，地下一層。管線系統(tǒng)分為排水系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、消防噴淋系統(tǒng)等。該項(xiàng)目面臨系統(tǒng)多，各專業(yè)施工存在互相影響等問(wèn)題。

1.協(xié)同設(shè)計(jì)下創(chuàng)建三維信息化模型

BIM技術(shù)的出現(xiàn),使得項(xiàng)目的各專業(yè)設(shè)計(jì)可基于BIM協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行及時(shí)和有效的數(shù)據(jù)交流,解決設(shè)計(jì)信息不對(duì)稱和延時(shí)問(wèn)題[3]。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的運(yùn)用必須創(chuàng)建三維模型，根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)和市場(chǎng)現(xiàn)有BIM建模軟件類型分析，利用BIM技術(shù)核心建模軟件Revit創(chuàng)建本項(xiàng)目的三維信息化模型，同時(shí)為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

利用Revit進(jìn)行協(xié)同建模設(shè)計(jì)的方式主要有兩種。第一種是采用中心文件的方式進(jìn)行模型創(chuàng)建。第二種是模型鏈接方式，可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)分區(qū)域、分專業(yè)建模，最后通過(guò)鏈接方式將多個(gè)單體模型整合為一體。本項(xiàng)目由于專業(yè)項(xiàng)目復(fù)雜、工作地點(diǎn)發(fā)生過(guò)多次變化故采取第二種方式建模，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間和各單體之間的協(xié)同。圖2為創(chuàng)建完成的模型。

圖2

2.碰撞檢測(cè)

將建立好的BIM模型導(dǎo)入Navisworks對(duì)土建、設(shè)備、安裝進(jìn)行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)本項(xiàng)目模型碰撞點(diǎn)836處，導(dǎo)出碰撞檢查報(bào)告836份并提交設(shè)計(jì)方，在圖紙會(huì)審前進(jìn)行修改實(shí)現(xiàn)前期管線綜合優(yōu)化。模型中每個(gè)碰撞對(duì)象都對(duì)應(yīng)一個(gè)ID號(hào)，工作人員可以通過(guò)對(duì)應(yīng)ID號(hào)在Revit中快速精準(zhǔn)定位各專業(yè)的相互碰撞點(diǎn)，針對(duì)相應(yīng)的構(gòu)件直接進(jìn)行修改。圖3為管道修改前后的三維模型效果圖。

圖3 管道修改前后的三維模型效果圖

3.凈高分析

在走廊、大廳等區(qū)域進(jìn)行凈高控制能提升使用者的視覺(jué)效果；在地下室使用凈高控制能在相同凈高的要求下，利用BIM管線綜合，在項(xiàng)目中降低層高，可為土建節(jié)省可觀的造價(jià)。

本項(xiàng)目中，將模型文件導(dǎo)入Fuzor，提前檢查各區(qū)域的凈空高度，結(jié)合Navisworks中碰撞分析報(bào)告，解決凈高不足問(wèn)題并滿足安全洞口防護(hù)要求，進(jìn)一步優(yōu)化管線空間布局，并出具管線排布三維視圖(圖4)。圖5為地下室管線凈高分析。

圖4 具管線排布三維視圖

圖5 地下室管線凈高分析

4.可視化技術(shù)交底

本項(xiàng)目利用三維模型可視化交底功能,針對(duì)性地為現(xiàn)場(chǎng)一線工人進(jìn)行講解,使作業(yè)人員對(duì)關(guān)鍵工藝的施工流程和質(zhì)量要求有更直觀的理解,從而降低返工率,節(jié)約成本,保證工程質(zhì)量。同時(shí)還運(yùn)用三維模型的可視化特點(diǎn)及時(shí)和業(yè)主進(jìn)行有效的信息交流，提高建筑性能和設(shè)計(jì)效率。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)BIM技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)建模、碰撞檢測(cè)、凈高分析、可視化技術(shù)交底，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)前期解決沖突及空間與構(gòu)件間距離不足等問(wèn)題，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中“錯(cuò)、漏、碰、缺”等問(wèn)題，進(jìn)行管線初步排設(shè)從而減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工，以最實(shí)際的方式體現(xiàn)降本增效、加快施工進(jìn)度，為項(xiàng)目創(chuàng)造出實(shí)際的價(jià)值。