BIM的低成本、高效率應(yīng)用越來(lái)越成為很多企業(yè)的研究課題

現(xiàn)如今，BIM的低成本、高效率應(yīng)用越來(lái)越成為很多企業(yè)的研究課題。為了確保工程項(xiàng)目安全，同時(shí)提高施工利潤(rùn)率，必須將BIM有效地應(yīng)用到工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，為設(shè)計(jì)施工一體化管理注入動(dòng)力。

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設(shè)計(jì)階段

01深化設(shè)計(jì)

利用BIM技術(shù)，構(gòu)建模型，包括建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、管線模型和設(shè)備模型，進(jìn)行建筑三維設(shè)計(jì)。

以管線模型為例，建筑施工過(guò)程中，按照BIM三維設(shè)計(jì)要求，以統(tǒng)一參數(shù)形式，錄入相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建建筑包含二維設(shè)計(jì)圖紙全部?jī)?nèi)容的三維模型。

利用其碰撞分析功能，檢測(cè)管線布置情況，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。在機(jī)電綜合排布中，將各個(gè)專業(yè)，比如電氣等，集中在相同模型平臺(tái)上，通過(guò)碰撞檢查分析，生成檢查報(bào)告，解決所有問(wèn)題。同時(shí)結(jié)合土建BIM模型，預(yù)留機(jī)電設(shè)備安裝孔洞，經(jīng)過(guò)BIM機(jī)電模型確認(rèn)，形成機(jī)電安裝圖紙以及土建預(yù)留洞圖。碰撞檢查總計(jì)發(fā)現(xiàn)數(shù)萬(wàn)個(gè)機(jī)電安裝問(wèn)題，在設(shè)計(jì)階段加以完善，不僅縮短了施工工期，而且節(jié)省了施工材料。

投標(biāo)階段

02投標(biāo)管理

投標(biāo)管理過(guò)程屬于工程項(xiàng)目前期策劃環(huán)節(jié)，采取BIM三維匯報(bào)方式。BIM可以更直觀模擬施工過(guò)程與建設(shè)效果，能提高項(xiàng)目的整體渲染能力。投標(biāo)時(shí)，可基于施工圖紙，構(gòu)建3D模型，直觀展現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，包括平面布置和辦公區(qū)布局等。

因?yàn)闃I(yè)主注重施工進(jìn)度，工程項(xiàng)目部依據(jù)工程節(jié)點(diǎn)，編制了施工進(jìn)度控制計(jì)劃，繪制了Peoject橫道圖，和BIM三維模型構(gòu)件相互關(guān)聯(lián)，采取工期推演的方式，模擬施工作業(yè)全過(guò)程，使業(yè)主能夠?qū)κ┕と^(guò)程有著更為全面的了解，增加工程亮點(diǎn)，提升投標(biāo)品質(zhì)。

1.前期設(shè)計(jì)階段采購(gòu)成本預(yù)算

對(duì)于那些采用新的技術(shù)、產(chǎn)品，或是對(duì)各項(xiàng)性能超過(guò)常規(guī)的要求時(shí)，在初期設(shè)計(jì)階段就要對(duì)有關(guān)市場(chǎng)情況進(jìn)行摸索，達(dá)到較佳的性價(jià)比。

利用裝配式房屋BIM技術(shù)，從設(shè)計(jì)階段開始降低成本，有利于合格的潛在供應(yīng)商與業(yè)主和設(shè)計(jì)院間的充分交流。另外，BIM技術(shù)可根據(jù)圖紙和進(jìn)度情況，可較準(zhǔn)確地做出預(yù)算，對(duì)于控制現(xiàn)金流有一定的幫助。

2.施工圖階段采購(gòu)成本預(yù)算

在施工圖出來(lái)后對(duì)選用材料、設(shè)備的預(yù)先確定需要招標(biāo)采購(gòu)部門豐富的知識(shí)和廣泛的渠道。BIM系統(tǒng)可在施工圖階段確定工料清單而不是在施工階段確定工料清單能大幅度提高工程管理的水平，在確保進(jìn)度、控制成本上具有非常重要的意義。

施工階段

03參數(shù)化建模

參數(shù)化建模是施工前段環(huán)節(jié)中較為重要的工作，對(duì)后續(xù)工作有較為深遠(yuǎn)的影響。應(yīng)注意利用BIM技術(shù)做好族庫(kù)的開發(fā)工作，避免在后期模擬時(shí)出現(xiàn)偏差。

1.參數(shù)化構(gòu)件族庫(kù)的開發(fā)

建筑工程在建立BIM模型前，首先需建立參數(shù)化構(gòu)件族庫(kù)。由于一些建筑工程體量較大，大量構(gòu)件類型及參數(shù)類別相似，為避免因圖紙變更和工程改動(dòng)造成對(duì)整個(gè)模型的修改和調(diào)整，推進(jìn)工程進(jìn)度，減少人力、物力浪費(fèi)，在項(xiàng)目在建模過(guò)程中基于BIM技術(shù)的參數(shù)化特征，建立支持實(shí)時(shí)快捷修改的參數(shù)化專項(xiàng)構(gòu)件族庫(kù)。如果對(duì)族類型參數(shù)進(jìn)行修改，這些修改將僅應(yīng)用于使用該類型創(chuàng)建的所有圖元實(shí)例。通過(guò)參數(shù)化的定義及調(diào)整可快速建立或修改構(gòu)件模型，從而有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與模型的雙向鏈接。

基于不同建筑項(xiàng)目的需求，在BIM建筑BIM實(shí)施過(guò)程中，進(jìn)行族庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，包含尺寸、材質(zhì)、密度、造價(jià)等參數(shù)化數(shù)據(jù)，并開發(fā)了基于本項(xiàng)目的專項(xiàng)族庫(kù)，包括系統(tǒng)族、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族、內(nèi)建族。

參數(shù)化族庫(kù)的建立在建筑工程項(xiàng)目中發(fā)揮了很好的應(yīng)用，效果如下：

(1)將族導(dǎo)入相關(guān)的性能分析軟件，得到相應(yīng)的分析結(jié)果，利用可調(diào)節(jié)屬性的族自動(dòng)完成輸入數(shù)據(jù)的過(guò)程，大幅降低性能分析周期，提高設(shè)計(jì)效率。

(2)在項(xiàng)目中利用族文件，進(jìn)行三維環(huán)境中的碰撞試驗(yàn)，顯著減少由此產(chǎn)生的變更單，降低由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增加和工期延誤。

(3)通過(guò)族與施工過(guò)程的記錄信息相關(guān)聯(lián)，與包括隱蔽工程圖像資料在內(nèi)的全生命周期建筑信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來(lái)便利，還可在未來(lái)翻新、改造、擴(kuò)建的過(guò)程中為業(yè)主及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供有效的歷史信息，提高運(yùn)維效率，降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.整體模型建立

傳統(tǒng)的建模方式是根據(jù)工程需要，在CAD等二維建模軟件中依次創(chuàng)建構(gòu)件柱、構(gòu)件梁、構(gòu)件墻、構(gòu)件板、構(gòu)件屋頂?shù)然緲?gòu)件，每個(gè)構(gòu)件都需手動(dòng)添加，并且在構(gòu)件中不包括參數(shù)信息。建模工作完成后，因缺乏三維形象化圖形，對(duì)后期施工人員的想象力與專業(yè)技能要求較高，易影響施工進(jìn)度與質(zhì)量。

建筑工程項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)基于BIM的參數(shù)化建模，具體建模流程如下。

創(chuàng)建參數(shù)化構(gòu)件族庫(kù)→在CAD中建立軸線圖并將其導(dǎo)入Revit Structure中→將建立的族導(dǎo)入到項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)族庫(kù)與項(xiàng)目的鏈接→在Revit中根據(jù)構(gòu)件尺寸進(jìn)行參數(shù)化建模→模型搭建完成→進(jìn)行深化設(shè)計(jì)及施工模擬。

04應(yīng)用于施工方案優(yōu)化

在工程施工策劃中應(yīng)用BIM模型，開展場(chǎng)地三維模擬布置。從建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的安全文明施工到工程施工機(jī)械設(shè)備布置;從外排腳手架布置到施工現(xiàn)場(chǎng)辦公生活區(qū)域的設(shè)計(jì)，均使用3D立體布置模型圖，實(shí)現(xiàn)可視化操作，保證了前期策劃的效果。

此外，應(yīng)用BIM技術(shù)開展施工方案對(duì)比分析，選擇適合的施工方案。此工程施工方案設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)比分析高空滑移法和分塊吊裝法，來(lái)選擇大跨度網(wǎng)架安裝施工方案。在具體操作中，結(jié)合工程具體情況，繪制網(wǎng)架模型以及施工現(xiàn)場(chǎng)吊車布置三維圖等，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工具體情況。利用BIM技術(shù)的分析功能，通過(guò)模擬施工作業(yè)，明確在進(jìn)行網(wǎng)架安裝階段，屋面女兒墻框架部分正處于施工階段，框架柱上無(wú)法安裝滑移軌道，因此不采用高空滑移法。

為了保證施工作業(yè)進(jìn)度，網(wǎng)架安裝1/2之后插入地面施工，采用整體頂升法會(huì)對(duì)工期造成一定的影響，因此不采用高空滑移法。最終，選擇滑移腳手架施工方法。因?yàn)榇朔椒ǖ膽?yīng)用，使用滑移操作架，科學(xué)合理地避免安裝期間的二次撓度，將滑移軌道，設(shè)置在地面，使用吊車設(shè)備，開展吊裝安裝作業(yè)，完成1榀安裝后，當(dāng)其穩(wěn)定后，實(shí)行分段滑移，網(wǎng)架安裝1/2之后插入地面施工。運(yùn)用此方法，不僅能保證施工進(jìn)度，還能控制施工安全風(fēng)險(xiǎn)，減少安全事故的發(fā)生。

05施工場(chǎng)地布置

由于一些建筑工程項(xiàng)目施工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，施工前對(duì)材料堆放和大型施工設(shè)備的布置、分區(qū)尤為重要。在項(xiàng)目中利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維可視化立體施工規(guī)劃，可減少如材料堆放空間不夠或布置不合理造成場(chǎng)地浪費(fèi)，交通通道無(wú)法滿足構(gòu)件運(yùn)輸空間要求，起重吊裝等大型設(shè)備操作預(yù)留空間不能滿足施工安全要求及焊接及切割等分區(qū)不合理造成對(duì)辦公及休息區(qū)甚至周邊居民生活的不良影響等。

基于已建好的整體結(jié)構(gòu)BIM模型，可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維合理規(guī)劃，使平面布置緊湊合理，盡量減少施工場(chǎng)地占用，并做到場(chǎng)容整潔、道路暢通;同時(shí)，可合理安排庫(kù)房，加工工地和生活區(qū)等位置，解決現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地劃分問(wèn)題;通過(guò)與業(yè)主的可視化溝通協(xié)調(diào)，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線，以符合防火安全及文明施工要求。

06可視化施工進(jìn)度模擬

建筑工程BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，因施工環(huán)境及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜，施工人員專業(yè)素質(zhì)不一，故信息溝通不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，如此易造成施工錯(cuò)誤或延期。為尋找最優(yōu)的施工方案，項(xiàng)目部可采用基于BIM的施工過(guò)程及進(jìn)度可視化模擬，通過(guò)將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D模型中，可直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過(guò)程，真正做到前期指導(dǎo)施工，過(guò)程把控施工，結(jié)果校核施工，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理。

實(shí)現(xiàn)施工模擬的過(guò)程就是將Project計(jì)劃進(jìn)度表、BIM三維模型與Navisworks施工動(dòng)態(tài)模擬軟件進(jìn)行鏈接，制訂構(gòu)件運(yùn)動(dòng)路徑和構(gòu)件屬性信息，并與時(shí)間維度相結(jié)合的過(guò)程。

07管線綜合碰撞與深化

由于建筑工程，尤其是大型公建的管道種類繁多，包括給排水管、送風(fēng)風(fēng)管、回風(fēng)風(fēng)管、排煙風(fēng)管、強(qiáng)弱電橋架、消火栓水管、自動(dòng)噴淋水管、醫(yī)用氣體管道、潔凈風(fēng)管、空調(diào)水管與冷凝水管等管線。機(jī)房?jī)?nèi)管道規(guī)格較大，且需與機(jī)電設(shè)備進(jìn)行連接。如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預(yù)制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管線施工、預(yù)埋和現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件的吊裝帶來(lái)極大的困難。

針對(duì)此類建筑項(xiàng)目的復(fù)雜性，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建模與整合，根據(jù)檢測(cè)任務(wù)的需要，選擇系統(tǒng)內(nèi)不同的模型構(gòu)件、類型或范圍，對(duì)待檢模型進(jìn)行內(nèi)部碰撞檢測(cè)，導(dǎo)出碰撞報(bào)告，進(jìn)行類別篩選分類，利用BIM模型的三維可視化查找機(jī)電內(nèi)的碰撞問(wèn)題。

通過(guò)優(yōu)化管線排布解決碰撞問(wèn)題并可指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，提高工程質(zhì)量，減少材料的浪費(fèi)。進(jìn)行機(jī)電專業(yè)的碰撞檢查，將碰撞問(wèn)題分類篩選并生成詳細(xì)的碰撞報(bào)告。

08施工工期模擬

在建筑工程施工方案編制期間，采用BIM技術(shù)，利用其4D模擬施工功能，對(duì)進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)行對(duì)比分析，綜合分析多種因素的影響，包括施工工序和資源供給等，來(lái)安排施工工序。模擬施工進(jìn)度，并且在施工期間的周例會(huì)上，進(jìn)行BIM模擬施工計(jì)劃和實(shí)際施工計(jì)劃的對(duì)比分析，明確存在的差異問(wèn)題，通過(guò)分析差異原因，進(jìn)行施工工期的合理調(diào)整。從應(yīng)用效果角度來(lái)說(shuō)，基于BIM技術(shù)，優(yōu)化施工進(jìn)度方案，主要是通過(guò)信息采集和歸納處理，構(gòu)建信息系統(tǒng)，模擬施工作業(yè)，合理安排施工，有效的提高了施工作業(yè)效率。實(shí)施更新和對(duì)比分析進(jìn)度信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度問(wèn)題，做出相應(yīng)的調(diào)整，保證工程進(jìn)度。

09一體化云平臺(tái)

質(zhì)量目標(biāo)是工程建設(shè)項(xiàng)目的三大目標(biāo)之一，離不開各參建單位中各個(gè)部門的有效溝通。利用BIM的一體化云平臺(tái)類功能，可針對(duì)傳統(tǒng)工程建設(shè)項(xiàng)目在全過(guò)程質(zhì)量管理中的的不足，結(jié)合BIM技術(shù)與云技術(shù)結(jié)合的BIM一體化云平臺(tái)進(jìn)行有效應(yīng)用，在全過(guò)程質(zhì)量管理中的應(yīng)用，有效利用BIM一體化云平臺(tái)在質(zhì)量管理中的優(yōu)勢(shì)，提高溝通效率，加快工程建設(shè)進(jìn)度，提高建筑施工質(zhì)量。

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