施工階段 BIM 技術應用實踐的總結與分析

陳益超，蒲雪林（四川良友建設咨詢有限公司， 四川 成都 610041）

0 引 言

自 2002 年開始，在國家相關政策的推動下，BIM 概念開始在中國普及。十幾年后的今天，BIM 技術應用、BIM 管理平臺、企業數據平臺等都得到了長足的發展。目前，BIM 在國內已經成為一個高頻詞語。《2011—2015 年建筑業信息化發展綱要》中明確指出了建筑業“十二五”時期的總體發展目標是“建筑企業信息系統的普及應用，加快建筑信息模型（BIM）、基于網絡的協同工作等新技術在工程中的應用，推動信息化標準建設，促進具有自主知識產權軟件的產業化，形成一批信息技術應用達到國際先進水平的建筑企業”，《2016—2020 年建筑業信息化發展綱要》再次明確建筑業“十三五”時期的發展目標是“全面提高建筑業信息化水平，著力增強 BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建筑業數字化、網絡化、智能化取得突破性進展，初步建成一體化行業監管和服務平臺，數據資源利用水平和信息服務能力明顯提升，形成一批具有較強信息技術創新能力和信息化應用達到國際先進水平的建筑企業及具有關鍵自主知識產權的建筑業信息技術企業”，足見我國對BIM 發展的高度重視。

隨著國家政策的大力推廣，各參建單位都開始重視BIM，如建設單位聘請專業團隊進行 BIM 管理，施工單位開始組建自己的 BIM 團隊以提升企業的核心競爭力，等等。對于施工單位來說，應用 BIM 技術可以增強企業的技術實力，輔助投標，增加中標率；應用 BIM 技術信息化和數據化的特點，可以幫助企業建立數據庫，將項目管理信息、工程數據信息、商務信息等歸入企業數據庫中。

BIM 在項目實施過程中，雖然項目各異，但在實施過程中的應用點基本相同，主要包含設計階段的設計模型創建、碰撞檢查、凈高分析，施工階段的方案優化（管線、幕墻、鋼結構、精裝）、施工模擬、信息化平臺管理，竣工階段的運維模型和方案策劃。

1 施工階段 BIM 技術應用實踐總結

1.1 BIM 技術應用實施策劃重點總結

在項目實施之前，應根據項目需求、業主需求以及項目難點和項目應用目標進行方案策劃。同時，為保證項目能有效開展 BIM 技術應用，達到預設的 BIM 技術應用目標，還應做好以下幾方面工作。

1.1.1 實施標準和制度

為保證項目應用目標統一、達到“一模多用”，應根據實施方案制定相關的建模標準、各階段成果的交付標準，同時制定相應的實施標準、審核制度、成果考核制度等，使 BIM 技術應用取得最大效益。

1.1.2 應用實施流程

在項目實施前期，明確項目各階段的實施流程和工作重點，并結合項目建設流程建立清晰明了的 BIM 技術應用實施流程，將各階段工作前置，提前解決圖紙問題、組織協調問題、管理問題及其他相關問題，以保障項目的順利實施。

圖1 為常見的施工單位 BIM 項目實施流程圖。圖中每個項目階段都對應了不同的 BIM 技術應用內容，而每一項實施內容都應制定一套實施流程。

圖1 各階段 BIM 實施內容

根據項目特點和難點，建立健全組織架構，專業到人，明確每個人的職責，確保工作有效合理地開展。圖2為成都天府國際機場空管工程項目的 BIM 團隊架構，顯著標明了各階段 BIM 工作的執行級層，明確劃分了各參建單位的責任，有效提升了項目的實施效率和項目管理水平。

圖2 BIM 團隊架構圖

2 施工階段 BIM 應用點總結

在項目施工過程中，應用 BIM 可以減少圖紙變更，有效輔助方案優化，提高項目的技術水平和管理能力。每個項目在 BIM 應用點、應用深度、應用方向上不盡相同，但從應用目的上看無非是兩種類型：一種是以 BIM 為支撐的技術管理，另一種是以 BIM 為支撐的項目管理，具體應用如下。

2.1 BIM 應用于工程技術

2.1.1 施工圖設計優化

項目圖紙是保證項目順利實施的基礎，通過 BIM 能夠解決大部分圖紙問題，并能夠從使用、美觀、能耗等方面提出優化建議。在施工階段，施工技術人員已解決了大部分影響施工的圖面問題，如基本的圖紙標注錯誤、圖紙缺失、機電預留洞與結構的碰撞等。

BIM 可在此基礎上運用多款軟件及插件，在不影響其使用功能的前提下對各專業、系統路徑、材質、功能房間布置等進行優化，以達到節省成本、創造更多價值的目的。例如，成都某住宅項目的原設計方案，對地下室機房內設備的擺放沒有充分利用好空間，經 BIM 優化后，重新調整設備擺放位置，向內移動建筑墻，壓縮機房空間，騰出了 3 個地下室車位，為業主創造了額外的利益。

2.1.2 機電管線深化

機電管線綜合深化是 BIM 應用的重要體現。前期利用BIM 軟件進行模型創建，依據綜合深化原則，合理排布各專業管線，包括給排水、消防、電氣、暖通、工藝等，優化了項目空間，提升了項目美觀性。同時，根據優化的管線路由，合理安排施工工序，提升了項目管理能力，減少了項目工期。以成都天府機場空管工程為例，其專業多、管線錯綜復雜，導致多處凈高不能滿足業主要求。BIM 團隊利用 Revit 軟件對模型進行管線綜合調整，經建設方、設計方、施工方多家單位確認，將成果輸出為 DWG 格式圖紙。施工單位嚴格按照該 BIM 深化圖紙進行綜合支吊架制作和管線安裝施工，不僅縮短了大量工期，而且使得管線排布方案更趨合理、經濟。

2.1.3 綜合支吊架深化

對于管線較為復雜的項目，人們通常會使用綜合支吊架以節省空間。BIM 團隊對機電圖紙進行深化，造成管線路由發生較大變動，但綜合支吊架必須要完全按照機電管線的綜合深化圖紙進行布置，若 BIM 團隊同時提供支吊架圖紙，則會為施工現場與支吊架廠家節省大量的時間成本。目前，涉及支吊架深化的 BIM 團隊較少，究其原因，一是相關軟件對支吊架的布置和受力分析未能達到理想的輔助效果，二是 BIM 團隊缺少這類專業人才和施工經驗。

成都天府機場空管項目 BIM 團隊在完成任務過程中總結出一套完整的支吊架深化流程：依據機電管線綜合深化方案排布支吊架→與支吊架廠家對接，了解支吊架出圖需求→完成支吊架出圖及受力計算后，交由支吊架廠家進行節點深化和選材→核查支吊架廠家節點深化圖，確認無誤后輔助支吊架廠家生產和安裝。具體方案如下。

（1）完成管線綜合后，應用 Revit 插件（紅瓦、橄欖山、品茗）或 MagiCAD 軟件進行綜合支吊架布置。其中，MagiCAD 能自動識別管線進行綜合支吊架選材、調整布置間距和受力計算，以彌補BIM工程師對支吊架專業知識的不足。

（2）完成綜合支吊架布置后，對不同類型的綜合支吊架進行編號，繪制綜合支吊架的平面圖和剖面圖，應用MagiCAD 出具不同類別的綜合支吊架受力計算書。

（3）將受力計算書和支吊架圖紙交付給支吊架廠家，廠家進行預制加工后運至施工現場進行安裝。

相較于傳統的綜合支吊架廠家深化設計，這套作業流程節省了綜合支吊架廠家用于設計的大量時間。另外，現場完全按照 BIM 管線綜合深化圖紙進行施工，從而確保了綜合支吊架的準確性。

2.1.4 幕墻深化

在特殊項目中會出現外立面雙曲線幕墻，如機場項目和大型商業綜合體項目。這類項目的幕墻加工難度和施工難度都十分大，如果采用 BIM ，就能最大程度地簡化加工廠家和施工單位的作業流程。具體方案如下。

（1）應用 Rhino 軟件搭建幕墻模型。Rhino 軟件能夠完整地反應幕墻嵌板的尺寸、材質、彎曲度以及嵌板之間的膠縫等信息，一比一展現現場的真實情況。

（2）將 Revit 建筑結構模型與 Rhino 幕墻模型結合在一起，查找碰撞點并優化幕墻。

（3）生成龍骨定位圖和面板大樣圖。施工單位依照龍骨定位圖可提前預埋龍骨錨件，不僅降低了施工難度，而且保證了錨點的準確性。BIM 團隊應用 Rhino 軟件將曲面的面板鋪平，生成面板大樣圖，在對每一塊面板設置相關信息（如編號、尺寸等）后，將導出的圖紙和工程量直接提供給加工廠進行加工。

2.1.5 精裝深化

相較于其他專業的深化，BIM 在精裝板塊上的應用點較少。常規的精裝深化都是依照精裝圖紙搭建模型后查找與電氣點位及軟裝的碰撞問題，形成精裝問題報告，再利用 Lumion 等其他視頻渲染軟件對模型的材質進行調整并制作全景或視頻。不過，這類方法存在諸多問題。例如，建設方對視頻效果的要求與圖紙參數存在差異，不同的視頻制作人員和審核人員對視頻的評判標準不統一，導致制作出的視頻一版再版。為了提高工作效率，避免此類情況發生，BIM 工作團隊在實施貴陽某機場空管項目過程中，摸索出一套新的精裝深化模式。

應用 R e v i t 建立精裝模型并導入草圖大師（SketchUp，SU）繪圖軟件中，在 SU 中對材質進行調整，再用 Enscape 插件進行渲染。由于 Enscape 插件是一款實時渲染的軟件，在 SU 中調整材質后可直接在 Enscape中查看渲染效果，從而節省了大量的渲染時間。基于以上軟件條件，BIM 團隊組織召開精裝方案會議，當面與建設方和施工方商討精裝方案。運用精裝施工單位提供的材質貼圖，在 SU 中調整模型中的材質；運用 Enscape 插件展示渲染效果，敲定精裝中所有選材；生成 EXE 文件或視頻作為成果文件，EXE 文件不需要安裝任何軟件即可打開，操作便利，也彌補了非 BIM 專業人員對軟件知識的不足。

2.2 BIM 應用于施工管理

2.2.1 BIM 平臺概述

第二類管理類應用以 BIM 平臺為核心，平臺將各個專業的模型集合為載體，用于承載施工階段中的進度、合同、成本、質量、安全、圖紙、物料等信息，并通過多種終端實現有效決策和精細化管理，從而達到減少施工變更、縮短工期、控制成本、提升質量的目的。那么，BIM協同平臺是如何達到以上成果的呢？下文將以 Revizto 協同平臺為例進行闡述。

2.2.2 基于 Revizto 平臺的數字化管理

（1）Revizto 平臺可以支持超大型 BIM。BIM輕量化解決了設備的受限問題和BIM模型的普及問題，BIM 公司非常需要這個平臺來展示自己在 BIM、BIM 碰撞問題、管線綜合平面圖紙等方面的 BIM 成果。

（2）通過 Revizto 平臺可將 BIM 及其成果報告放入云端，讓業主、設計院、施工單位、項目管理單位等真正參與到 BIM 中。以 BIM 為工作基礎，實現各方實時異地互聯、協同工作、成功應用 BIM。Revizto 平臺有助于業主統籌各參與方，實現項目全流程跟蹤的統一管理。

2.2.3 基于 Revizto 平臺的協同管理

在實施貴陽機場空管項目過程中，BIM 團隊運用Revizto 平臺開展了協同管理工作，并總結了應用點并對其進行了價值分析。在建立好項目文件之后，Revizto 協同平臺可對建設方、施工方、設計方、咨詢方、監理方的賬號設置不同的使用權限。例如，平臺中的模型文件修改權限僅對 BIM 人員開放，但文件上傳權限則對所有項目參與方開放。這既能保證 BIM 的統一性，又能方便項目文件的管理。Revizto 平臺還擁有強大的問題追蹤功能，可以將 BIM的碰撞報告和設計問題溝通以云協同的模式將項目各參與方與各專業聯系起來，并追蹤問題狀態，直到該問題被完全解決歸檔為止。

BIM 技術在完成此項目的管線綜合優化后，將優化方案以問題追蹤器的形式上傳至平臺，對管線復雜區域進行追蹤定位，各參與方人員僅需點擊對應問題追蹤器，即可查看對應位置的三維展示。各參與方人員可實時在平臺上進行交流互動并形成記錄，方案確定后可歸檔留底，作為管線綜合依據。

2.2.4 基于 Revizto 平臺的可視化展示

區別于大部分 BIM 協同平臺，Revizto 平臺自帶了材質調整和燈光調整，可以滿足大部分建筑虛擬現實（VR）需求，可用于樣板房展示、建筑外立面展示等。

此項目為機場塔臺項目，由于外立面幕墻造型較為復雜，幕墻面板材質的選取尤為重要。BIM 工作團隊運用Revizto 自帶的渲染效果等，在 Revizto 平臺中直接輔助建設方選取幕墻面板材料，節省了利用視頻軟件進行渲染的時間。

3 結 語

目前，BIM 技術仍停留在項目的單個技術應用點上，需要我們不停地去探索和研究，有效地將 BIM 技術貫穿于項目的全生命周期。

（1）項目技術能力。目前，單個 BIM 技術的應用點遠未覆蓋到整個施工過程中所遇到的難點，需要 BIM 技術人員努力去拓展。BIM 可視化主要體現在施工工序模擬上，未來可針對不同項目的需求，將 BIM 可視化的優勢與高支模、鋼結構預制、裝配式預制相結合，達到指導生產與施工的效果，挖掘出 BIM 技術更深層的價值。

（2）企業技術能力。面對建筑行業中的競爭壓力，越來越多的企業開始重視 BIM 技術，但高校開設 BIM 相關專業較晚，導致目前的 BIM 技術人員涉獵不深，對技術應用的理解或對軟件的掌握不夠全面，因而加快培養 BIM 專業人才顯得格外重要。同樣，企業信息化建設也是快速提升企業技術能力和企業管理水平的重要途徑。若要充分體現信息化建設的價值，還需要得到企業領導的大力支持，同時結合企業的管理水平和實際情況，確定明確的目標和詳細的計劃。

（3）智慧工地。智慧工地是綜合運用 BIM、云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等新興信息技術與建筑業的深度融合，在項目全生命周期中保證工程的質量、安全、進度、成本等建設目標的順利實現；促進多個部門的協同辦公，實現項目精益化建造、智能化管理的應用。在建筑企業逐漸數據化的今天，智慧工地為企業數據化提供了積累數據的平臺，項目全生命周期中所有數據都能實現轉化積累，為未來的項目提供數據支持。我們相信，隨著 BIM 技術進入更深層次的研究階段，智慧工地也將得到更好、更快的發展。