基于BIM 的園林景觀設計與施工技術研究與應用

常曉菲，薛曉波

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

在園林景觀項目中融合BIM 技術，能夠從可視化視角，全面展現設計方案，給出了方案修正、參數精調的平臺。BIM 技術能夠自主更新各處的數據，以此顯著縮短設計優化的用時，增強各方技術交流的有效性。在項目施工期間，使用BIM 技術模擬工序、施工技術，能夠全面獲取工藝流程，掌握工期、進度等各類信息，便于管理者及時制定技術決策。

1 工程概況

本項目建筑面積為4456.93m2。除功能設施外，本工程還有景觀項目。在景觀項目中，設計任務較多，具體包括：路面鋪裝、園區綠化、照明設計等。園林景觀中，綠化覆蓋占比最小值為30.56%。在景觀設計、技術管理各項工作中，均需使用BIM 技術，以此保證工藝規劃的合理性，確定工藝方案的可行性。

2 利用BIM 改進設計方案

2.1 建模

景觀項目使用Revit 程序，創建模型，設計人員借此修正設計方案，以此保證各個工藝銜接質量。此項目所在的地理環境欠佳，地形條件一般。在實際設計期間，設計人員需參照地塊資料，保證建模質量。在建模后，設計人員可從主體結構視角，開展設計工作。施工使用的各類構件，均可利用Revit 程序，進行編碼定義。在實踐中，設計者可調整族文件內容，改變構件參數，以此順應景觀項目需求。Revit 程序內未設景觀模塊，需要設計人員自主創建，新建材料文件，編輯各類材料屬性。比如，在創建綠化模型時，設計者在Revit 程序內，添加各類植物模型，以工程經驗為視角，明確各類種植的位置，以此保證景觀設計效果[1]。

本項目在建立景觀模型時，運行CAD 程序內的“提取數據”模塊，逐一獲取了項目30 余種樹木種類，分別設計其坐標參數，以此保證樹木方位的確定性。運行Revit 植物數據單元，與本項目樹木資料，進行對比分析，更新數據庫。借助“Dynamo Palyer”腳本，添加表格的訪問方式、編輯各類植物名稱，批量處理后，得出植物族。

2.2 圖紙分析

使用BIM 程序，創建景觀項目精細管理體系，以全新的技術管理視角，分析圖紙設計的合理性。平面圖紙，無法全面展現建筑的空間位置，極易出現圖紙分析不到位的問題。參照此種問題，設計人員可運行BIM 程序，全面對比各類圖紙，及時發現圖紙設計不足，及時修改設計問題，以此減少后期變更的可能性，有序推進施工活動。

2.3 管線碰撞分析

（1）碰撞檢查的操作方法。運行Revit→選擇模型文件→打開“協作”頁面→頁面下方尋找“碰撞檢查”。點開“碰撞檢查”功能程序后，程序會自主給出一個對話框，設計人員需查看檢查內容，做出調整后，開始檢查。在管線碰撞檢測中，會針對市政、照明、電氣、排水等各類線路，進行全面檢查，排查管線碰撞問題。當發現管線碰撞問題后，會使用不同顏色進行標記，便于設計人員及時處理。

（2）碰撞檢查的任務。①測定建筑、景觀之間的碰撞問題。設計者需測定建筑項目高度，分析建筑高度的規范性，檢查高度重合情況。②測定管線與景觀存在高差、管線交叉等各類設計問題。如果發現有碰撞情況，需適當修正標高。在建筑項目高度不準確時，設計人員需結合實際，改變項目方位，調整項目高度。③檢查電氣、暖通各類設施，與景觀項目之間的碰撞情況。表1為碰撞檢查結果。

表1 碰撞檢查結果

本項目共發現13 處管線碰撞問題，電線碰撞有7 處，排水管線有6 處碰撞。結合碰撞檢查結果，對排水、電力各類線路，進行整改，使其達到景觀設計的要求。本項目共發現多處碰撞問題，依照BIM 平臺給出的檢測結果，進行有效整改。整改完成后，重新檢測結果是零碰撞，設計方案可使用。管線優化時，需遵守優化原則。①符合驗收要求。深化完成的圖紙，應符合國家工程驗收的各類要求。②以原圖為基礎。參照工程圖紙設計內容，以初始設計為出發點，保證管線設計符合實際。在優化管線設計時，需進行移位、調整等處理時，需取得建設、監理各個單位的認可，取得設計變更手續后，再進行后續施工。③管線優化時，需預留一定空間，便于安裝、運維等處理。設計人員需參照設施、管線的參數、建筑組成等因素，有效調整布線方案，以此減少管線占用的空間，保證布線美觀性。

2.4 優化設計

該項目運行BIM 平臺，全面模擬各項施工活動，排查碰撞問題。參照碰撞檢測結果，進行設計優化，以此增強設計方案的可用性。設計者可采取電子圖疊放形式，綜合預測機電碰撞問題。測得的檢測報告，可供各方參考，保證設計方案的修正質量。運行Civil 3D 平臺，針對各類開挖回填位置，給出精確精算結果。針對土方調運路徑，給出可行的路線規劃，以此保持土方挖填的管控質量，有效控制土方成本。此種操作，是以地勘組織給出的方格網資料為參考，以地形數據為依據，對兩份數據進行疊加分析，精確獲取場地挖填施工的工程量[2]。本項目進行優化設計后，整體生產能效增長了3 倍，材料生產前期任務量減少了58%，材料支出收益增加了大約26%。

3 利用BIM 技術加強施工技術管理

3.1 施工材料管理

（1）園林景觀模型，擁有建筑、機電、管線各類參數。BIM 模型內的各類數據，其參數設計的準確性，直接關乎著景觀施工的技術效果。在景觀項目中，材料含有鋪裝類、植物類兩種。石材鋪裝用料，會因為工人測量偏差、操作不當，致使園林項目驗收出現偏差，無法達到設計預期，甚至會降低景觀功能。BIM 技術進行期間，可運行Revit 程序，合理排布石材位置。以數字化設計視角，進行石材鋪裝排布設計。結合設計結果，進行石材預制生產，以此保證鋪裝施工質量。確定的石材類型、數量、尺寸等各類數據，采取BIM 族庫形式，明確各類材料的施工位置，以此展現BIM 技術指導鋪裝施工的積極作用。

（2）園林景觀中，植物的選擇、植物組合、養護規劃，是景觀施工的關鍵點。景觀工程中，植物生長具有一定周期性特點。需要設計者了解各類植物的生長特點，給出景觀設計。在確定施工技術時，可運行BIM 數據庫，導入各類植物的資料。工人可在線查看各類植物信息，給予必要的植物保護。在施工期間，進行技術管理，能夠顯著增加植物的生存量。配合有效的植物養護工作，能夠保持綠植的生命活性，以此減少植物死亡量，控制植物養護成本[3]。

3.2 工程量分析

BIM 平臺中，能夠自主測量工程實物的類型、數量。使用5D 關聯數據程序，能夠增加BIM 數據的精確性。BIM 平臺會自行統算各個施工項目的工程量，依照景觀項目管理需求，自主篩選各類數據，以此顯著縮短施工管理時間。運行BIM 數據庫，可獲取景觀施工各個時段的數據資料，從合同約定內容、各項目單價、預期消耗量、施工材料耗量等多個方面，進行施工對比，分析施工盈虧。此種技術功能，能夠有效排除景觀項目的資金風險。本項目使用ODBC 形式，高效獲取BIM 程序內的各類數據。以API 為數據交互橋梁，找出工程量與資金量之間的關系。利用BIM 程序的數據分析技術，給出較為精確的工程量。結合各處的挖土、填土參數分析結果，給出最佳的運土路徑，以此提高設計方案的全面性，加強運土成本管控，縮短挖土、填土的工藝時間。

3.3 進度管理

借助BIM 技術，景觀項目人員能夠快速獲取各類數據，以此給出更完整、更精確的資源管理方案，提高資源分配的合理性，減少材耗。①BIM 平臺會參照景觀項目的實際情況、導入的技術材料，創建項目模型。此模型能夠精確劃分施工段，減少誤工問題，有效控制工期。②景觀項目出現進度問題時，主要是進度方案不全面。景觀項目含有的工藝類型、技術、工序較少，且景觀項目所在位置具有廣闊性，極易被忽略。③景觀項目，處于園林施工的后階段，具有工期緊張、不予重視等特點，極易發生施工沖突問題。在BIM 技術的支持下，BIM 平臺能夠有效關聯進度方案、景觀模型，以此生成更為全面的進度方案。施工組織可參照模型、進度方案，精細調整工藝方案。借助線上平臺，能夠有序模擬施工過程，反饋技術問題。在進度管理期間，管理者可從各類構件、各個施工點位，逐一開展技術交底，以此保證技術規范性。

3.4 協同管理

BIM 平臺能夠依照專業要求，設定各主體之間的約束關系。BIM 平臺內的虛擬施工程序，可從立體化視角，客觀展現施工進展，便于管理者自行對比技術特點。在BIM 平臺中，可進行多方協同，共同討論技術問題，給出有效的處理方法。各協同主體，會借助WEB、模型等工具，修正景觀模型的各項數據。各主體可借助景觀模型，動態獲取施工信息。在線協同管理形式，能夠有效應對設計變更、線下會議存在的不足。在三維可視技術的支持下，BIM 技術表現出較強的信息直觀性特點，可用于多方技術交流，以此降耗增效。本項目使用BIM 平臺進行場地規劃，景觀施工區域的西側有待建市政道路，東側有擋土墻。針對此問題，利用三維動畫形式，模擬各項施工活動，分析大型設備進場、離場的運輸路徑，判斷場地內材料運輸、人員活動可能產生的碰撞問題，積極消除不利因素，保證車輛運輸、人員活動的有序性[4]。

3.5 模擬施工

本項目使用BIM 平臺時，會有效整合進度、計劃兩個方案。在景觀模型內，有效導入園林時空數據，客觀展現各類構件、各個位置的動態施工過程。此種模擬施工的功能，可用于技術交底，以此增強技術管理的規范性。現場工人能夠準確掌握工程進度，更好地規劃施工任務。

3.6 節能技術管理

本項目進行景觀施工時，引入了節能技術。對此，需運行BIM 平臺，進行技術論證分析。

（1）節能材料。本項目使用了多種節能材料，材料循環使用，減少了材料采買所需的資金。

（2）節能技術。本項目借助節能技術，從節水、節能兩類設施視角，進行技術指導，以此控制施工能耗。

（3）主動節能。本項目施工期間，引入了太陽能技術，形成較大規模的用能機制，成功降低了電能用量。太陽能具有循環使用特點，污染性較小。使用主動節能技術，能夠有效凈化生活污水、雨水，回用于植物澆灌流程，增加景觀項目內的水資源循環性。

（4）被動節能。本項目綠化施工任務，前期預計成本約為50.57 萬元。融合節能技術后，能夠有效控制材料耗量，增加用水循環性，成功減少大約10 萬元的資金量。比如，使用滴灌技術，以此減少用水量，提高灌溉效果。在植物移植期間，借助LED 光源，參照植物特性，合理選擇移植栽培時間，保證移栽成活性。

4 BIM 技術融合景觀項目的收益

本項目使用BIM 技術，進行設計改進、施工管理，嘗試建立智慧施工體系，保證進度、資金的管理效果。在實踐中，相比預期時間，大大縮短了工期，提早完成景觀項目的各類施工任務。表2 為滴灌技術的節水效益分析結果。

表2 滴灌技術的節水效益分析結果

由表2 可知，滴灌節水效果較好，是景觀節能技術的重要應用。

表3 為工程效益分析結果。

表3 工程效益

總體來看，本項目使用BIM 技術參與景觀設計、施工技術管理后，增加了7.2 萬元，節約了87.45 萬元，綜合計算后節約80 余萬元，整體施工效益較好[5]。

5 結語

綜上所述，相比二維圖，BIM 平臺表現出諸多技術優勢。在本項目中，借助BIM 技術進行設計分析，有效解決管線碰撞、設計不到位的問題。在景觀材料、工程量估算、節能技術選用各個方面，均體現出BIM 技術優勢。本項目以BIM 技術為視角，有效增強了前期設計的指導性，合理控制了變更量。在施工技術管理中，BIM技術從節能控耗的角度，建立循環用水機制，加強資金管控，成功縮短了工期，減少了80 余萬元的施工支出，促使施工組織獲取更多收益空間，有效控制各個施工環節的資金用量。