基于BIM技術的高層公共建筑綜合設計與施工管理

李雨蔓?李坤

摘要：通過分析高層公共建筑設計與施工管理的現狀，明確當前工程管理的問題，以山東理工大學6號7號實驗教學綜合樓為例，詳細介紹了基于BIM技術的綜合設計與施工管理方法，使工程項目管理更加精細化、信息化及高效化，為BIM技術在高層公共建筑的應用提供參考依據。

關鍵詞：高層建筑;BIM技術;建筑設計施工管理

21世紀以來，隨著國內經濟的穩步發展以及城鎮化進程的加快，高層及超高層建筑的數量不斷增加，在該領域上我國作為全球超高層建筑發展中心已達到國際較高水平^[1]。但是據我國近年來有關數據統計，半年全國建筑業發生生產安全事故達2000起，并呈上升趨勢，這充分說明我國建筑工程管理內部存在管理會計思維模式不滿足、責任落實不明確、信息化手段不完善、風險控制不健全等一系列問題，這些頻出不窮的問題無不顯現施工管理的四控、三管、一協調沒有充分落實^[2]。

其中，陳壯壯從建筑工程項目管理以及工程施工質量的影響入手，對工程質量問題進行進一步分析并提出相應建議^[3];焦云義對我國工程管理信息化建設存在的問題進行探究討論并給出一定解決辦法^[4];蔣俊通過分析探討建筑業工程管理現狀，提出促進建筑行業發展的措施^[5]。利用上述研究在一定程度上對建筑工程項目管理有積極作用，但實際工程中仍存在大量問題難以解決，本文利用BIM技術，深入詳細的闡述了高層建筑綜合設計與施工管理方法，可以很好的解決問題，并以實例加以論證。

1 基于BIM技術的綜合設計與施工管理方法

1.1 BIM協同管理云平臺

BIM協同管理云平臺是指利用先進的BIM技術，結合GIS、物聯網、BI數據分析等技術，能夠提供建筑可視化數字化集成化的交付系統，旨在實現模型可視化和管理數據可視化，提升施工管理效率同時降低成本。

1.1.1 團隊建設

采用IPD的項目管理模式，BIM團隊由業主方、設計方及施工方組成，業主方進行統籌，設計方及施工方根據各專業需求配備相應BIM人員，如圖1所示。

1.1.2BIM實施軟硬件環境

通過建立中心服務器，與BIM團隊各參與方建立聯系，創建統一實施標準，運用BIM技術，實現各參與方在不同地點不同時間協同管理可視化建筑信息，再通過輸出設備進行直觀交流，如圖2所示，從而查閱、分享、協調和管理工程項目，達到BIM團隊同步協調合作，提高工作效率。

1.1.3BIM協同模式

BIM標準和指南作為BIM協同的指導性文件，需要在項目實踐當中不斷積累和編制統一項目實施標準，包括統一命名標準、定位標準、模型拆分標準、數據交互標準等。

1.2 BIM綜合深化設計工作流程

業主方對工程項目特點及需求進行應用分析并制定全方位BIM實施規劃，包括確定BIM應用階段、范圍及目標，以明確對各參與方的要求，高效展開后期工作。

在工程設計階段，各專業設計人員需要充分利用圖紙及相關數據信息分別建立初步設計數據信息結構模型，再通過BIM協同管理云平臺協同各專業模型，基于各專業BIM模型，統計預算工程量，完成施工圖設計模型。在完成BIM綜合信息結構模型后，檢查建筑與結構及機電與結構設計問題，通過BIM軟件進行碰撞檢查，生成碰撞檢查報告，進行反復的管線綜合處理及設計優化，直到檢查合格后輸出管線綜合圖，交付設計成果。

后施工方進行基于BIM的施工方案模擬，通過三維場布及施工組織模擬更直觀的發現問題，并進行施工深化設計，在設計過程中如遇問題需及時與建設單位聯系進行設計變更，再次回到施工圖設計模型階段，經過多次循環，直到方案最優移交竣工模型。

1.3 BIM施工管理

1.3.1 三維場布及施工組織模擬

施工方利用三維場布軟件，按照規范進行繪制、導入圖紙、快速建立GCL模型等步驟進行施工組織模擬。通過BIM施工組織模擬，將進度、成本等信息直觀形象的傳遞給各參與方，與此同時，進行施工中的工序、工法、物料應用、人力成本、資源分配等細部模擬，大幅度改善傳統施工的浪費與施工管理的不完善問題。

1.3.2 綜合圖紙會審及三維交底

在項目施工前，通過各專業模型綜合碰撞檢查進行綜合分析優化設計文件，提前解決影響正常施工的不合理設計。進行三維交底，以三維形式再現施工過程，展現施工細節，將有效信息傳遞給施工人員，能夠提高工作人員施工效率，確保施工計劃有序進行，避免危險事故的發生。

1.3.3 施工現場綜合管理

為實現施工現場規范化管理，采用勞務實名制，將施工現場的門禁、考核、進出人員職業健康情狀等信息同步輸入至BIM管理協同云平臺，以便施工現場安全管理。

1.3.4 管線綜合排布與預裝配技術應用

在做好管線綜合排布基礎上，對管線及配件的參數、機組設備等信息進行綜合分析，利用3D模擬施工技術將管線拆分為不同的構配件并將構配件重組為裝配施工模塊，以便現場制作及預制裝配協同進行。

2 工程實例

2.1 工程概況

山東理工大學6號7號實驗教學綜合樓坐落在山東省淄博市張店區山東理工大學院內，地上南樓5層為21.45m，北樓11層為44.25m，均有局部突出屋面，地下一層4.0m，其地下層主要為設備用房及機動車停車庫，地上主要為教室，實驗室及教學輔助辦公，局部突出屋面為設備機房，外形如圖4所示。

2.2 BIM技術的施工與現場應用

2.2.1 BIM協同模式：工程采用智慧建設BIM協同管理云平臺、移動端，將各參見方納入統一平臺，以計劃管理、工程管理、成本管理“3大管理”為核心，以BIM協同、成本、質量、進度、安全等“18大功能模塊”為輔助，進行全生命周期的協同管理，同時還編制了統一實施項目標準。

2.2.2 三維場布及施工組織模擬：通過三維模型，全面了解和分析現場布局，規劃辦公場所、材料堆放區、加工區等臨建設施，大幅改善傳統的浪費與施工方案制定缺乏指導性等問題，如圖5所示。

2.2.3 綜合圖紙會審及三維交底：通過對設計文件進行綜合分析，把各專業模型進行綜合碰撞檢查，發現多處碰撞問題，在項目施工前，進行設計優化，提前解決影響正常施工的不合理設計。例如，通過三維模型，平面圖紙及測量現場結構標高，與模型排煙風管標高對比發現排煙風管局部穿過結構，與設計溝通后，改為局部排煙風管下翻。

2.2.4 管線綜合排布應用：例如，利用3D模擬施工技術將泵房中水泵模型局部取出，并進行拆分泵組構配件，重組成為便于施工的施工模塊，生成加工、施工圖紙的過程。

3 結語

本文闡述了通過建立BIM團隊及BIM實施軟硬件環境，利用BIM協同管理云平臺，實現各參見方的協同工作，著重詳細介紹了BIM綜合深化設計工作流程以及施工管理，并將其應用到山東理工大學6號7號實驗教學綜合樓高層建筑工程實例中，使工程項目管理更加精細化、信息化及高效化，充分落實四控、三管、一協調，實現安全規范施工，同時為日后BIM技術在高層公共建筑的應用提供參考依據。

參考文獻：

[1] 汪大綏;包聯進.我國超高層建筑結構發展與展望[J].建筑結構， 2019年（19）：16-29.

[2] 陳國樹.建筑工程管理模式現狀及創新發展分析[J].城市建筑， 2019年（36）：187-188.

[3] 陳壯壯.建建筑工程管理及工程施工質量的有效控制探究[J].工程建設與設計， 2020年（06）：239-240.

[4] 焦云義.建建筑工程工程管理信息化建設探究[J].中國建設信息化， 2020年（04）：76-77.

[5] 蔣俊.淺論建筑工程管理的現狀分析及控制措施[J].科技風， 2020年（08）：138.

作者簡介：李雨蔓（1999-），女，學士，研究方向為工程管理;

李坤，女，碩士，講師，研究方向為結構工程。