建筑工程施工級模型精度的淺析與建議

劉 軒 何 毅

(云南建投第三建設有限公司，昆明 650000)

1 建筑工程通用模型精度簡介

根據《建筑工程施工信息模型應用標準GB/T51235-2017》，以及BIM應用相關專業和任務的需要，建立項目建設模型。模型精度可分為深化設計模型，施工過程模型和竣工模型。模型要素和模型細度應滿足深化設計，施工過程和竣工驗收的要求[1-2]。

表1 施工模型表[1]

在傳統意義上，深化設計模型是通過基于施工圖設計模型的設計添加或改進模型元素來創建的； 施工過程模型基于施工圖設計模型或深化設計模型。并在施工過程中動態地將施工信息附加或關聯到模型和模型元素； 應根據施工過程模型，基于項目完成驗收要求，通過添加或刪除相關信息來創建竣工模型[1-4]。

2 現行施工級信息模型精度的不適用性淺析

施工階段，基于信息模型的BIM施工應用，主要可分為技術與管理兩部分，涉及的內容主要包括以下幾方面[5]：

(1)基于Revit的建筑工程建模及設計檢查；

(2)建筑工程施工的深化設計；

(3)施工模擬和優化；

(4)輔助進度管理與優化；

(5)輔助質量與安全管理；

(6)成本管理；

(7)竣工驗收與交付。

在建筑工程領域，信息模型通常是由Autodesk Revit軟件構建的Rvt模型。對于建筑工程信息模型的建立及設計檢查，本應由設計端完成，但現實大多是在施工階段完成的。這意味著在建立模型時，模型構建者不是每個專業的設計者，而是專業的建筑方。在這樣的情況下，通用的模型精度分級與精度是不適用的[6]。

以土建專業模型為例，原本施工圖設計模型包含建筑與結構兩個專業的模型，但對于施工單位而言，需要的是土建、裝修等專業深化級的信息模型，鋼結構和幕墻甚至需要加工級的信息模型才能滿足基本的施工需要，這就造成了施工級的信息模型，不同專業對模型的精度需求級別的不一致。而且現有模型精度對構件的劃分與細度的要求對土建專業而言屬于多余，但對裝修、鋼結構和幕墻專業而言又屬于不夠。

以機電專業模型為例，其施工階段的深化設計主要為各專業的管線綜合優化，現有的模型精度中對設備、金屬槽盒、母線等的幾何信息要求和構件的非幾何信息要求都十分多余。但對于有附加應用而言的項目，比如在基本的管線排布調整的基礎上還需進行預制加工深化或機電施工的施工模擬與進度管理，現有的模型精度要求是不滿足需要的。如表2所示強電專業的深化設計細度要求中，在進行一般管線綜合優化時金屬槽盒及線管是不予考慮的，但如果進行橋架的預制加工，就需要增加現場分段連接節點連接件的位置和尺寸。

表2 建筑電氣強電模型細度[1]

在借助功能工具或平臺進行施工模擬，進度、質量、安全管理時，即LOD400施工過程模型，在現有模型精度要求的情況下是很難實現的，因為實際開展模擬及項目管理時，都需要將完成深化與優化的模型進行輕量化的處理減輕數據量才能實現相關應用。在輕量化過程中，信息模型的幾何或非幾何信息都會有一定的丟失[7]。

在進行成本管理時，最基本的就是工程量統計的準確性，但對不同類別、不同內容的構件進行不同級別的工程量統計時，模型的精細度要求也不同。以普通加氣混凝土砌塊墻為例，簡單的砌體工程量可以是墻體的長度，寬度和高度。也可以為分別計算砌體排腳、上部滾磚和主要砌體部分的不同砌體的墻體長寬高體積，更可以為扣除抹灰量后的各砌體長寬高體積。以此看，現有模型精度的分級及模型細度要求均不是用于成本管理應用的需求。

對于用于竣工驗收與交付的信息模型，現有模型精度要求中并未對LOD500竣工模型的細度進行要求，但這卻是施工階段信息模型必須面對的問題。

由此可見，在普遍的 BIM施工應用實施時，現有模型細度等級和細度要求(《建筑工程施工信息模型應用標準 GB/T51235-2017》中的模型細度規定)不能服務于項目所需，最根本的原因有兩點：工程項目的實施及項目級BIM的應用是由不同專業完成的，不同專業對在不同級別、不同類型的應用時，對信息模型的要求是不一樣的； 現有可參考的模型精度要求，考慮的前提是全生命周期，其模型的起始是設計端，所以在模型細度劃分時仍按照設計慣性來進行，但實際應用時并不適用于項目施工階段的需求[8]。

所以在施工實施階段時，無論是設計端傳遞而來的上游模型，還是通過設計圖紙進行的施工階段的翻模模型，經常出現建模的過渡和不足的情況，其原因主要還是缺乏真正意義上的施工級模型精度標準。

3 施工級信息模型精度建立的建議

在施工實施階段時，應根據不同專業分專業制定相應的模型精度標準，其專業的劃分代碼可參考表3所示的規定。

表3 施工模型專業代碼

表4 建筑工程—土建專業施工級模型深度

表5 建筑工程—機電專業施工級模型深度

不同專業的信息模型精度標準，應根據本專業的特點、施工深化要求、應用管理的需求、以及運維所需等，劃分不同等級精度的要求，并盡量與現有的通用等級命名保持聯系，如鋼結構的竣工型精度可表示為“ST-LOD500”； 對于有不同級別規定的可劃分子級別，如機電的一般級別的深化設計模型可表示為“MEP-LOD350-1”。

(1)土建專業

土建專業的施工級模型建議分為：設計與空間檢測，視覺表達，管道綜合調整的施工圖設計模型； 深化設計模型，設計可施工性檢查、節點的深化、管線綜合調整； 施工過程模型-1，用于施工模擬，進度，質量，安全管理； 施工過程模型-2，用于主控制項目量的統計和成本管理； 竣工模型，用于竣工驗收、責任追溯； 共有5個深度級別，詳見表4。

(2)機電專業

機電專業的施工級模型建議分為：深化設計模型-1，設計可施工性檢查、節點的深化、管線綜合調整； 深化設計模型-2，系統管道的預制加工； 施工過程模型-1，用于施工模擬，進度，質量，安全管理； 建設過程模型-2，用于系統工程量的統計和成本管理； 竣工驗收，責任追溯，設備操作和維護的竣工模型； 共有5個深度級別，詳見表5[9]。

(3)鋼結構專業

鋼結構的施工級模型建議分為：深化設計模型-1，設計施工性檢驗和管道綜合調整； 深化設計模型-2，節點深化，預制加工深化，工程量提取； 施工模擬，進度，質量，安全管理的施工過程模型； 竣工模型，用于竣工驗收、責任追溯； 共有4個深度級別，如表6所示[10]。

表6 建筑工程—鋼結構專業施工級模型深度

表7 建筑工程—幕墻專業施工級模型深度

表8 建筑工程—裝飾裝修專業施工級模型深度

(4)幕墻專業

幕墻專業的施工級模型建議分為：深化設計模型-1，設計施工性檢驗和管道綜合調整； 深化設計模型-2，節點的深化、預制加工的深化； 施工過程模型-1，用于施工模擬，進度，質量，安全管理； 建設過程模型-2，用于系統工程量的統計和成本管理； 竣工模型，用于竣工驗收、責任追溯； 共有5個深度級別，詳見表7。

(5)裝飾裝修專業

裝飾裝修專業的施工級模型建議分為：深化設計模型，設計方案的比選； 施工過程模型-1，用于施工模擬，進度，質量，安全管理； 施工過程模型-2，用于主控制項目量的統計和成本管理； 竣工驗收，責任追溯，設備操作和維護的竣工模型； 共有4個深度級別，詳見表8。

土木工程，機電，鋼結構，幕墻，裝飾等建筑級模型應考慮設計圖紙的必要元素，深化施工作業，專業協調，施工段劃分，預制加工，施工等因素。施工過程模型應考慮建筑模擬，進度管理，成本管理以及質量和安全管理等因素。竣工模型應考慮質量及必要施工資料的關聯性、運維的便捷性和構件及設備資料的必要性等因素[11]。

4 總結

整個生命周期中的建筑級信息模型，是設計與運維兩階段的連接樞紐，在承接設計端時應根據施工的運用所需選擇性的排除設計的冗余、補充設計的不足，形成真正有價值的施工過程模型。如涉及到交付，還應根據專業的特殊性與運維所需完善為竣工模型。