基于BIM在項目中數據繼承的應用探討

文｜江西省建筑設計研究總院集團有限公司 劉曉林

1.引言

2.項目概況

項目在建設過程中出現停工，且停工時間過長時則需要考慮再重啟時的繼承成本，如遇到相關參與方人員流動，使得參與人員的熟悉成本增加，本文以一個辦公樓為例（圖1）。

圖1 項目效果圖

該項目地處江西省南昌市九龍湖區域，建筑高度50.80m，地下1 層，地上12 層，總建筑面積：33219.6m2，地上總建筑面積24400m2，屬一類高層公共建筑；地下室面積11343 m2，地下室層高3.6 m，局部4.5m、5.2m。項目機電管線錯綜復雜，包括給水、消防、污廢水、雨水、通風、防排煙、強弱電以及智能化等系統。根據需要，項目新加入如智慧消防、智慧安防、空間管理和智能樓宇等一系列弱電管網及綜合布線需求，對綜合管線排布帶來了挑戰。前期主體框架已于2016年建成，由于歷史遺留原因沒有繼續，直至2020年開始重啟辦公樓建設工作。遇到的問題有：

（1）幾年時間的空隙，參與的原班人員已無法聚齊，新組建的團隊成員需要重新熟悉項目信息。

（2）由于消防規范的調整，部分設計需要調整。

（3）裝修設計也在2016年完成，現階段由于新的需求帶來了內部空間的調整。

BIM 技術具備可視化和協同性的技術優勢，借助BIM 技術全面參與到項目的建設過程中，可以利用BIM 模型為數據載體，將信息與模型關聯整合。通過數字仿真模擬建筑物所具有的真實信息。為多個參與方提供協同工作的溝通平臺。提升建設實施階段的管理效率和資源利用率。

3.三維信息模型創建

3.1 BIM 模型創建

通過項目應用特點分析，項目可以拆分為4 個模型文件，即建筑、幕墻、結構以及機電4 個文件，通過Revit 軟件創建并利用鏈接、工作集模式（圖2）協同工作。

圖2 多種協同工作模式研究

（1）幕墻專業有清單量需求，且項目幕墻工作量大、細致化程度高，與其他專業協同需求不高，為便于細節化操作宜單獨創建為項目文件，

估價機構應積極轉變傳統觀念，強化數據建設和加快業務轉型。大數據離不開數據建設，數據建設耗時耗資，估價機構應根據自身情況，決定獨立建設數據庫還是加入現有數據聯盟，數據建設時應重點把握數據的全面性、真實性和及時性。在此基礎上，強化數據的分析研究，提高對數據的“加工能力”，實現數據的增值服務和業務的轉型，進而朝智慧評估與智慧管理方向發展。

（2）項目后期需要做管線深化設計，為便于多專業協同應用，將機電專業采用一個項目文件工作模式。

Revit 提供了“鏈接”和“工作集”兩種工作模式進行多專業協同工作，這兩種方式各有特點。

3.1.1 鏈接模式

也稱為外部參照（與AutoCAD 的外部參照相似），可以依據需要隨時加載模型文件，各模型文件之間的調整相對獨立，尤其是對于大型或特大型項目，以及構件數量較多的項目模型在協同工作時，通過合理拆分文件，通過鏈接模式協作，表現較好。但由于被鏈接的模型不能直接進行修改，因此需要回到原始模型進行編輯。

3.1.2 工作集模式

也稱為中心文件方式，通過中心文件啟用工作集后另存為本地形成副本文件的方式，本地副本文件與服務器中心文件是處于連通、映射狀態，即本地的修改可以同步到中心文件，并保持統一，中心文件通常存放在服務器上。

本項目采用“鏈接”和“工作集”，即建筑、結構、幕墻、機電各專業之間采用鏈接模式，且只鏈接中心文件，工作在本地副本文件操作。各專業內均采用中心文件協同模式（機電專業采用專業間工作集協同模式），確定好拆分和協作模式后，搭建項目必備工作環境：網絡軟、硬件；項目資料、Revit 樣板等等（圖3）。

圖3 各專業BIM 模型

3.2 BIM 模型復核

根據圖紙創建的主體框架模型應與實際建成部分進行尺寸內容復核，確保后續工作數據一致性。由于辦公樓項目，內部均為大跨度尺寸，且主體結構完成僅為梁、板、柱以及剪力墻，物理模型與數字模型的復核從技術層面上可以采用借助人工根據關鍵點控制復核方式，即選取關鍵部位和管控的區域做比對（圖4）。在項目選擇一個基點，以基點對每層選取的十幾個關鍵位置復核，對特定構件尺寸復核，這樣既滿足項目需求又節省大量時間、費用，從而達到相對最優化的方案。

圖4 BIM 模型與現場復核

4.BIM 技術應用研究

4.1 幕墻BIM 應用

項目整體外圍為幕墻（圖5），涉及到材料主要有25mm 花崗巖石材、2.5mm 鋁單板和龍骨等附加件，首先將25mm 花崗巖石材、2.5mm 鋁單板拆分為標準件與非標準件（圖6），將龍骨等附加件拆分為圓形鋼管、矩形鋼管、L 型角鋼、鋁角碼。在Revit 中利用嵌套族功能，對標準件制作成通用族。利用Revit 對構件明細統計，即可統計出各種材料的用量。

圖5 幕墻BIM 模型

圖6 幕墻零部件BIM 模型與明細清單

4.2 優化與管綜設計

借助BIM 軟件，通過運行三維信息模型的碰撞檢查功能，查詢處理碰撞沖突，同時合理排布各專業管線位置，可以最大化地提升建筑利用空間、減少由于管線沖突而造成項目返工等。特別是在機房、各樓層走廊以及電梯廳區域內的路由。在CAD時代，管綜方式主要是將各個專業的圖紙疊加，由設計師在一起開會討論確定，或有些單位直接由機電專業設計師參照土建專業圖紙調整。由于二維圖紙可能帶來信息缺失以及不直觀的交流平臺或方式，導致碰撞常有，成為業主方和施工方一直念茲在茲的事。（圖7）。

圖7 優化管網設計

通過利用BIM 軟件，搭建各專業的三維信息模型，設計師能夠在虛擬的三維環境中及時確定碰撞以及排除可能遇到的沖突問題，顯著減少由此產生的變更，基于BIM 特性，確定內部功能區調整、管線排布、施工原則，優化和管線排布設計，并出具相應的施工輔助圖紙。大大提高施工交底和溝通效率，降低了由于協調工作造成的成本增加與工期延誤（圖8）。

圖8 管線綜合施工指導圖

5.BIM 模型數據繼承應用研究

5.1 一模多用——BIM 模型數據繼承應用

傳統的室內裝修設計、施工主要體現為：基于建筑、結構、水暖電等圖紙進行裝修設計，更多時候使用二維CAD 設計軟件出裝修設計圖和三維效果表達的軟件輔助出設計成果。設計圖紙不可避免的錯漏碰缺、裝飾吊頂的高度控制，裝修構件和原有土建、機電之間的沖突等等問題，這些種種問題的出現與積累，最后使得對裝修公司的滿意度和信任感產生嚴重影響。運用BIM 技術輔助室內裝修設計是現階段的一種趨勢，已經越來越多的裝修公司嘗試去使用（圖9）。基于BIM 技術的最大特點就是：精細化，從設計開始就進行裝修所需的每一項構件精細、準確呈現。出裝修模型，即出裝修實景量，讓客戶真正的做到“所見即所得”。

圖9 設計階段模型傳遞到裝修階段的數據繼承應用

借助BIM 可視化特性，我們可以很容易發現傳統二維設計方式出現的問題：梁底標高考慮不足。由于每層每個房間因為其功能特性以及降板等特殊需要會對結構梁構件有影響，又因為梁底標高會直接影響裝飾裝修的設計，所以這部分也是我們很容易遇到的問題（圖10）。

圖10 裝修問題報告

BIM 的優勢在于可以將數據延伸使用，真正體現的信息模型的價值所在，在建設過程中根據優化后的設計模型建立裝飾裝修BIM 模型（圖11），通過完善族庫和材質庫，最終實現了BIM 模型的一模多用，且達到了BIM 數據的唯一性與延續性（圖12）。

圖11 精裝修的BIM 模型

圖12 基于BIM 模型的精裝修渲染照片

5.2 輕量化模型——云端多方協作應用

輕量化并不難理解，由于BIM 模型精準、詳盡地展示了建筑物外部、內部以及構件的物理模型和幾何信息，其數據量驚人，從而導致BIM 數據在三維場景中的性能有待提高。而模型的輕量化主要是對模型的骨架進行簡化或者刪除，使其模型壓縮。輕量化主要是在移動端和互聯網云端使用，通過減少顯示文件信息，達到加快模型運行顯示。

考慮到疫情等原因，本項目在建設過程中除了采取傳統的遠程聯絡方式，還采用了云端BIM 協同作業模式，各參與方基于BIM 輕量化模型在線溝通反饋和基于數據模型的應用，大大的提高的溝通效率（圖13）。

圖13 基于云端輕量化平臺的協作溝通

6.結語

作為建筑行業的十項新技術之一，BIM 的提出及發展，都對工程建設行業的科技進步產生了重大及其深遠的影響。BIM技術的應用可大幅度提高工程建設的集成化程度。從建筑的全壽命周期來看，BIM的應用提高了建筑行業規劃、設計、施工、運維等的科學技術水平，促進建筑業信息化和現代化發展，有著巨大的應用價值與前景。在全球進入信息化時代的今天，信息技術及其應用已經成為國家發展戰略的杠桿。BIM 作為創建并且利用數字化模型對建設工程項目的設計、施工和運維全過程進行管理和優化的過程、方法和技術，就是建筑行業信息化與數字化融合的技術手段，也必將推動建筑行業的轉型升級與高質量發展。