BIM技術在提升建設項目品質的落地應用研究

張純江

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

隨著社會、科技的發展，建筑行業也在不斷更新與創新，建設項目趨于復雜化、精細化，行業面臨巨大的技術障礙和管理挑戰。住房和城鄉建設部等部門關于加快新型建筑工業化發展的若干意見指出：大力推廣建筑信息模型(BIM)技術，加快推進BIM技術在新型建筑工業化全壽命周期的一體化集成應用[1]。目前有越來越多項目開始實施使用BIM技術，但多數主要服務于施工單位，用于指導施工及項目宣傳；同時由于BIM的集成模型容量大，使用軟件較復雜且專業，導致一線施工人員無法應用，BIM成為空談。筆者將從建設方角度出發，提升建設項目品質，輕量化BIM模型，將BIM“搬”到現場，實現BIM技術真正落地應用。

1 BIM協同

現階段，建筑工程的設計、施工、運營維護各階段常需要BIM信息化模型的介入，也導致各專業、各建設主體人員往往單獨建模，因溝通不暢或不及時造成“信息孤島”現象，模型與模型、專業與專業間相互矛盾，模型的應用無法落地。本項目發揮業主牽頭優勢，匯聚各方人員，共同討論以高效解決工程問題，一模到底，各方協同。

1.1 全專業模型

BIM建模軟件多樣，常因不同功能特色而共同服務于同一建設項目的不同專業或不同階段，如建筑、機電、景觀、幕墻等專項工程。充分利用各軟件之間數據轉換交互，保持數據不變且傳遞，變換模型形態，實現了不同數據格式間的靈活轉換，諸如.rvt與.skp、.rhi、.db1、.gltf等，為BIM全專業模型的全過程應用奠定基礎。

1.2 協同各參與方

在項目建設的不同階段，參與主體不同。在項目前期，業主邀請設計方共同討論設計方案，建立初步設計BIM模型，以三維可視化的優勢，直觀探討改進方案；在項目實施階段，甲方、設計方、施工方、監理方共同基于BIM平臺與施工實際進行現場管控，及時作出調整，并利用BIM平臺協同輸出過程報告；在項目移交階段，甲方、施工方與物業方應共同制定建筑后期運營維護計劃，基于BIM平臺實現智慧小區管理。

2 品質提升

2.1 建筑設計優化

利用BIM軟件，1∶1建立建筑全專業模型，通過碰撞軟件可生成碰撞數據報告；同時還可以通過第一人稱實景漫游，模擬項目建成后用戶的實際使用。以用戶及建設方的角度出發，發現建筑中存在的不合理設計或影響使用舒適度等問題(碰撞軟件無法發現的)，提出優化建議，并及時配合解決問題，全方位考慮，提高建設項目整體品質，從而提高用戶的使用舒適度及滿意度。

圖1 建筑設計優化

2.2 管綜方案優化

針對項目的重難點及行業規范要求，對管線復雜節點做出不同的方案比選，協同建設、咨詢、施工、設計等各方單位商討確認最終管線方案，均滿足各參建單位要求。模擬管線安裝過程，對管線綜合排布進行優化，排列整齊美觀，最大化提升凈高，并利用BIM可出圖特性進行施工交底，節省施工成本，縮短工期，提升建設項目品質。

圖2 管綜方案優化

2.3 景觀與主體綜合優化

基于建立的建筑、結構、裝修、機電、景觀等全專業全BIM模型，通過BIM軟件碰撞校核功能，自動檢查各專業之間的設計碰撞問題。根據BIM碰撞軟件所產生的碰撞數據，創建對應的碰撞報告。優化報告中可詳細記錄調整前各專業模型間產生沖突與碰撞的位置、碰撞類型、原設計標高等信息，記錄沖突檢測及管線綜合的基本原則，并提供沖突和碰撞的解決方案，對空間沖突、管線進行綜合優化。對于業主而言，景觀是吸引客戶的重大賣點，好的景觀布置可以大大提高用戶使用舒適度。通過第一人稱視角漫游，把景觀與主體建筑相結合，合理優化入戶、出入口、休閑娛樂場所等空間布置，以用戶體驗為基礎，打造舒適、優美、宜人的景觀環境。

圖3 景觀與主體綜合優化

3 虛擬與現實結合

針對現階段工程實踐中模型與現場脫節、建模與用模主體脫節的現象，本項目采用二維碼、AR/VR技術將BIM模型分區、輕量化，打通BIM技術應用的最后一公里。二維碼張貼方便，能夠批量化在平臺上進行提取，信息與BIM模型聯動，提高了模型信息粒度，多方人員參與，加快了BIM與工程管理的互動，提高了BIM新管理模式給工程帶來的效益[2]。

3.1 管線安裝

根據深化設計碰撞調整復雜區域的管線排布，使該區域獲得最優凈空高度，同時保證用料相對較少。利用三維視圖、復雜區域剖面視圖，來進行管線調整。將結果展現給各專業設計人員，進行可視化溝通。三維輕量可視化技術指導的優勢：

(1)三維輕量可視化技術交底可直觀地與實際工程進行對比，及時發現不合理的位置。

(2)加深對設計與實際建設質量的對比，能夠更加精確地評估機電安裝工程進度以及質量，便于業主提出整改意見，及時整改。

(3)幫助施工人員快速理解設計意圖以及施工要點，對于機電安裝來說，可以使快速掌握管線布置以及設備安裝的要領，并通過不同角度進行觀察，加強對整個安裝工程的了解，盡可能降低施工過程中的誤差。

圖4 管線安裝二維碼

3.2 公區裝修

裝修BIM模型是建立在建筑結構BIM模型的基礎上，模型包含但不僅限于裝飾、照明、吊頂、硬裝等，主要表達項目室內裝修設計的內容。裝修往往和機電管線設計與安裝有著唇齒相連的關系，為了后期機電安裝更加順利，同時保證項目各個樓棟裝修相對統一，需在工程施工前即建立起精細化的BIM裝修模型，并和建筑結構模型進行整合，避免前期裝修不一致導致的各種問題。同時，BIM技術可在裝修模型中為業主方實時呈現不同方案、不同材質、不同燈光所營造的效果，節省了渲染效果圖所需要耗費的人力物力財力，充分發揮BIM的價值。另外，通過三維輕量化，將含有對應信息的二維碼張貼于毛坯房中，可以讓用戶提前了解該空間的裝修風格及材質細節等。

圖5 公區裝修二維碼

3.3 建筑立面

建立精細的建筑模型，真實反應建筑的立面效果，包括材質、線條大樣、門窗樣式等，輕量化處理后將二維碼張貼于現場對應位置，一方面可以指導現場施工，通過三維模型與二維圖紙相結合，提高對圖紙的準確理解，提高施工效率；另一方面，現場管理人員可以對比模型與實際立面效果，是否達到審核驗收效果，遇到問題可及時處理解決，減少返工，保證質量。

圖6 建筑立面二維碼

3.4 VR+AR模擬實景體驗

通過BIM+VR+AR技術打造數字樣板房，以其直觀的溝通表達能力，清楚地將項目特點、優勢傳達給非專業客戶群體，令人耳目一新。對于還在施工前期但已開始銷售的項目，將BIM模型導入VR/AR引擎，經過精細的渲染調節，輔以一定的交互程序，完整呈現建筑工程在完工后的運營狀態，精確傳達給潛在客戶、業主以及廣大市民。VR/AR在此成功達到了傳統視頻、效果圖所無法媲美的效果，對數字樣板房的傳播宣傳大有裨益。隨時隨地，突破時間、空間的“云看房”，已逐漸成為一種新式時髦的營銷手法。

圖7 VR/AR模擬體驗

4 結語

以建設方及客戶方為角度出發，利用BIM技術，從源頭開始實施應用，貫穿整個建筑全生命周期。通過對建設項目實施過程、觀感、使用舒適度等方面進行優化管控，從而達到提升建設項目品質的目的，充分發揮BIM的深度價值。