BIM技術(shù)在建筑施工管理中的應(yīng)用研究

本文分析了鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程項(xiàng)目管理的問題出發(fā)，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程在深化設(shè)計(jì)、信息傳遞以及現(xiàn)場管理方面存在問題。

1鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程面臨的問題

（1）鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的制造工藝和連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，深化設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差概率大。鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)是指依據(jù)橋梁設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖繪制用于加工和安裝施工的圖紙資料，保證業(yè)主方、承包方、設(shè)計(jì)方以及分包商的設(shè)計(jì)思想的一致性，使得鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造變得簡易和具操作性。深化設(shè)計(jì)人員需要把每個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)信息在圖紙上表達(dá)，包括材質(zhì)、截面、數(shù)量、重量、形狀、主次零件相對(duì)位置、開孔位置以及焊縫位置等，以求圖紙簡單易懂。

深化設(shè)計(jì)的主要步驟是：根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行放樣，以確定鋼構(gòu)件之間是否有碰撞；若在放樣中發(fā)現(xiàn)碰撞、節(jié)點(diǎn)施工難以實(shí)現(xiàn)等問題，應(yīng)與設(shè)計(jì)院及甲方溝通，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整；確定結(jié)束后進(jìn)行圖紙的繪制，一般順序是柱、梁、支撐、系桿、檁條、圍護(hù)以及其他鋼構(gòu)件。

鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中，放樣的工作量是巨大的。目前，許多使用AutoCAD進(jìn)行放樣，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。而且，對(duì)于比較復(fù)雜的空間曲線和曲面，使用Auto-CAD難以完成任務(wù)，必須借助于先進(jìn)的三維軟件方可實(shí)施。而在深化設(shè)計(jì)的過程中或者完成后遇到設(shè)計(jì)變更時(shí)，深化設(shè)計(jì)人員需要校對(duì)大量的信息，以確定修改的部位，再進(jìn)行重復(fù)的步驟，大大增加了工作量。除此以外，鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)的零件較多，單憑二維AutoCAD軟件以及設(shè)計(jì)師的空間想象能力，容易導(dǎo)致深化設(shè)計(jì)的錯(cuò)漏，也不利于材料清單等信息的傳遞。

（2）鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的壽命周期較短，信息傳遞不夠及時(shí)。在安裝鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件前，項(xiàng)目場地的基礎(chǔ)工程必須先完成。鋼結(jié)構(gòu)的制造工期與工地的項(xiàng)目進(jìn)程緊密聯(lián)系。需要有足夠的時(shí)間讓其可以完成深化設(shè)計(jì)、制造以及包裝運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，否則項(xiàng)目工地上就會(huì)出現(xiàn)停工等延誤工期的情況。

通常鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)生產(chǎn)的旺季是5～12月份。鋼結(jié)構(gòu)制造工廠的產(chǎn)能是固定的，車間的機(jī)械也需要定期維修以保證產(chǎn)能。一些工期較緊的項(xiàng)目完成的時(shí)間可能只有幾個(gè)月。由此可見，當(dāng)市場需求量大于鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的常規(guī)產(chǎn)能時(shí)，企業(yè)需要通過加班和減少機(jī)械的維修以滿足需求。這可能導(dǎo)致機(jī)械折舊的成本大大提高，而且會(huì)降低工人的情緒及工作熱情，導(dǎo)致工作效率下降。

因此，鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程工期和成本的控制與信息傳遞效率的高低有密切的聯(lián)系。然而，現(xiàn)今鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的信息傳遞方式還是依賴于二維圖紙等文本資料。比如，深化設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是設(shè)計(jì)院的結(jié)構(gòu)施工圖紙;技術(shù)工人向一線工人進(jìn)行技術(shù)交底時(shí)依賴加工圖紙。

這使得深化設(shè)計(jì)人員以及一線工人都需要在腦海里重構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)工程的感官認(rèn)識(shí)，同時(shí)也花費(fèi)大量的時(shí)間才能開展工作。項(xiàng)目管理人員對(duì)材料、質(zhì)量以及成本的管理依賴于設(shè)計(jì)階段和深化設(shè)計(jì)階段積累下來的圖紙以及報(bào)表，這些資料量大而且不容易處理，造成鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)不能及時(shí)準(zhǔn)備好材料的購置，控制質(zhì)量以及成本需要做大量重復(fù)的工作。在這種情況下，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目遇到設(shè)計(jì)變更的時(shí)候，項(xiàng)目管理人員需要更多的時(shí)間處理需要變更的構(gòu)件，工作強(qiáng)度也會(huì)大幅增加。

（3）現(xiàn)場安裝管理不確定因素多，管理效率低，鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的構(gòu)件數(shù)量大。鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)根據(jù)承包方的工期計(jì)劃完成鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制造并運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行安裝。這與項(xiàng)目的資源管理、技術(shù)管理、成本管理有關(guān)，同時(shí)也受氣候條件、施工環(huán)境等因素影響。然而這些因素都存在一定的不確定性，遇到特殊天氣必須停工或者設(shè)計(jì)變更時(shí)，承包方項(xiàng)目管理人員若不能第一時(shí)間掌握施工進(jìn)度信息以及構(gòu)件進(jìn)場的信息，則不能作出及時(shí)的調(diào)整，最后會(huì)導(dǎo)致工程進(jìn)度的失控。除此以外，為了節(jié)省鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸成本，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件每次的運(yùn)輸數(shù)量是比較大的，而施工現(xiàn)場通常采用人工的方式采集數(shù)據(jù)效率低，出錯(cuò)率高。

2鋼結(jié)構(gòu)橋梁中實(shí)施BIM技術(shù)的必要性

BIM在橋梁工程中使用得越來越多，已經(jīng)成為建筑業(yè)最關(guān)注的技術(shù)和概念之一，也是工程信息化的重要舉措。現(xiàn)階段一些企業(yè)正嘗試應(yīng)用BIM，努力發(fā)掘BIM的價(jià)值。

但由于軟件功能還沒成熟等問題，建立BIM模型后還需要繪制或者導(dǎo)出CAD圖紙供實(shí)際工程項(xiàng)目的管理人員使用。這有悖于BIM的理念，也沒有起到提高效率的作用。鋼結(jié)構(gòu)工程的深化設(shè)計(jì)、加工制造以及安裝等關(guān)鍵步驟之間的聯(lián)系密切，而且其軟件的功能比較成熟，可以作為BIM應(yīng)用于工程項(xiàng)目生命周期的試點(diǎn)。

另一方面，從上述的研究可以看出，鋼結(jié)構(gòu)工程管理的問題主要在工程各項(xiàng)信息的傳遞效率的問題。而利用BIM技術(shù)，復(fù)雜的建筑外觀以及節(jié)點(diǎn)都可以以三維的視覺呈現(xiàn)，深化設(shè)計(jì)以及制造過程中的巨量信息可以被自動(dòng)地處理，也有助于解決現(xiàn)場管理的問題。而在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中，通常作為分包商的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)承擔(dān)了鋼結(jié)構(gòu)工程的深化設(shè)計(jì)以及構(gòu)件制造工作，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)有時(shí)也作為承包商承擔(dān)現(xiàn)場的安裝工作。深化設(shè)計(jì)和構(gòu)件的制造對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程來說是非常重要的。鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)要承接橋梁設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息以完成這兩項(xiàng)工作，而運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝的工作也要在這兩項(xiàng)工作的基礎(chǔ)下才能完成，鋼結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量和能否實(shí)現(xiàn)都依靠準(zhǔn)確的深化設(shè)計(jì)以及高精度的加工制造。因此，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)應(yīng)用BIM是作為BIM應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)工程中的重要驅(qū)動(dòng)方式。

為了進(jìn)一步落實(shí)BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用，以解決鋼結(jié)構(gòu)工程中存在的問題，以下將探討B(tài)IM在鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用。

3BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中的具體應(yīng)用

（1）系統(tǒng)，所謂面向?qū)ο螅词菍蛄汗こ讨谐Ｉ婕暗降慕Y(jié)構(gòu)部位提取出來，形成固定形式的構(gòu)件對(duì)象。這個(gè)在Revit系列軟件里就是族的概念。就基于族的概念，下面展開參數(shù)化設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用。Revit系列軟件里面族的概念既是參數(shù)化構(gòu)件。Revit系列軟件由于主要針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)，所以軟件的設(shè)置跟內(nèi)置族基本是建筑結(jié)構(gòu)方面的構(gòu)件。但是族是可以自己制作的，而且國際工程同行中有趨勢把族進(jìn)行免費(fèi)共享化。

其實(shí)在橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)里面，早己有橋梁通、橋梁設(shè)計(jì)師這種參數(shù)化設(shè)計(jì)出圖軟件，但是可擴(kuò)展性較差，而且軟件之間的互通性較差，只能實(shí)現(xiàn)本身軟件設(shè)置下的圖紙輸出。該類軟件在橋型較為復(fù)雜的工程中就無能為力了。在模型的建立時(shí)，實(shí)現(xiàn)可參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模型，對(duì)后期的方案修改、調(diào)整等工作極為有利。這類設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械行業(yè)就有典型的代表，如Solidworks，Pro/Engineer等。

不同構(gòu)件有各自的數(shù)據(jù)信息模型。這些構(gòu)件數(shù)據(jù)模型通過輸入不同的參數(shù)，可快速建立這些構(gòu)件的3D模型用于該橋梁工程。

同時(shí)，由于橋梁復(fù)雜異型構(gòu)件多，通用性差，“族”構(gòu)件缺少，要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化往往需要自己具體構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化建模。

（2）模型計(jì)算。橋梁工程的計(jì)算主要包括兩大塊內(nèi)容：整體模型計(jì)算和局部模型計(jì)算。得益于設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)模型的建立，做整體計(jì)算時(shí)可以從橋梁整體數(shù)據(jù)模型中提取很多有用的數(shù)據(jù)包括圖形等，當(dāng)然由于橋梁計(jì)算的特殊性，整體模型計(jì)算時(shí)往往要把橋梁結(jié)構(gòu)做一定的簡化，當(dāng)然這個(gè)基于現(xiàn)階段計(jì)算理論及計(jì)算機(jī)能力的基礎(chǔ)上的，如果互聯(lián)性做的足夠好的話，模型信息數(shù)據(jù)傳遞成功率高，這樣也節(jié)省了計(jì)算模型建立的時(shí)間，大大提高效率。當(dāng)然BIM技術(shù)發(fā)展最高境界就是一個(gè)數(shù)據(jù)模型里面解決所有計(jì)算問題。在Autodesk公司的RevitStructure軟件里己經(jīng)集成計(jì)算模塊，當(dāng)然這部分功能有待于完善與強(qiáng)化。局部計(jì)算時(shí)，則能充分的利用前期的建模成果，例如鄂東長江大橋中鋼箱梁的局部分析，此時(shí)信息模型的箱梁構(gòu)件可以直接輸出計(jì)算軟件的所能讀取的格式文件，轉(zhuǎn)換形式如圖1所示，這樣能省去在有限元計(jì)算軟件里面建模的時(shí)間。

圖1基于BIM的模型計(jì)算模式

在這一階段我們必須面對(duì)的是：當(dāng)前在橋梁工程相關(guān)軟件沒有統(tǒng)一信息交互標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致信息傳遞交互性差，往往無法實(shí)現(xiàn)模型信息數(shù)據(jù)公用互導(dǎo)，導(dǎo)致計(jì)算模型需獨(dú)自建立。

（3）圖紙輸出。3D設(shè)計(jì)能夠精確表達(dá)復(fù)雜造型橋梁的幾何特征，相對(duì)于傳統(tǒng)的CAD平面繪圖，3D設(shè)計(jì)不存在幾何表達(dá)障礙，對(duì)任意復(fù)雜的造型均能準(zhǔn)確表現(xiàn)。3D將成為高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域的必由之路。

4結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)作為一種新時(shí)代被廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式，其構(gòu)件制造過程具有制造業(yè)的特點(diǎn)，同時(shí)具有效率好、強(qiáng)度高、對(duì)環(huán)境破壞少等特點(diǎn)，是建筑行業(yè)里的熱門領(lǐng)域之一。鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程制造工藝復(fù)雜，對(duì)信息管理的要求比較高。BIM技術(shù)適合在鋼結(jié)構(gòu)橋梁項(xiàng)目中的應(yīng)用，可以看出BIM技術(shù)對(duì)降低鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)費(fèi)用、縮短工期、準(zhǔn)確預(yù)算工程量等方面有實(shí)質(zhì)性的效果，而且在提高對(duì)項(xiàng)目的管控能力、改善安裝現(xiàn)場環(huán)境、減少項(xiàng)目信息的流失和錯(cuò)誤方面有巨大的潛在效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]何清華，錢麗麗，段運(yùn)峰，等．BIM在國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究．工程管理學(xué)報(bào)，2012(1)．

[2]張樹捷．BIM在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用研究．建筑經(jīng)濟(jì)，2012(2)．

[3]劉志強(qiáng)．西堠門大橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)．中國公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會(huì)2008年全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議，2008．

[4]孫衛(wèi)泉．自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)研宄．四川省土木建筑學(xué)會(huì)第33屆學(xué)術(shù)年會(huì)，2008．

[5]許宏亮，等．西堠門大橋及金塘大橋結(jié)構(gòu)運(yùn)營監(jiān)測綜合管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)．公路，2008．

BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

BIM技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)階段、施工階段以及建成后的維護(hù)和管理階段，現(xiàn)在已經(jīng)成為設(shè)計(jì)和施工單位承接項(xiàng)目的必要能力，受到了廣泛的重視。目前 BIM技術(shù)專業(yè)咨詢公司已經(jīng)出現(xiàn)，發(fā)展勢力非?；钴S，為中小企業(yè)應(yīng)用 BIM技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支持。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是 Building Information Modeling 的英文縮寫，代表的是建筑信息模型，近幾年來，它作為一種新型的數(shù)字化技術(shù)被廣泛的運(yùn)用在建筑行業(yè)中，推動(dòng)了建筑行業(yè)的巨大變革。

BIM技術(shù)在運(yùn)用上是將三維數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上集成了建筑工程項(xiàng)目中各式各樣的相關(guān)信息的一種工程數(shù)據(jù)模型，BIM技術(shù)可以對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。完善的信息模型可以將建筑項(xiàng)目在不同周期的數(shù)據(jù)、資源以及過程連接起來，能夠?qū)⑼暾墓こ虒?duì)象描述出來，能夠方便的被各個(gè)建筑項(xiàng)目參與方使用。BIM信息模型具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設(shè)項(xiàng)目生命周期中動(dòng)態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享。建筑信息模型同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)，建造，管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。

BIM技術(shù)具備可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性的特點(diǎn)，從而可以方便進(jìn)行更好的溝通、討論與決策，減少不合理變更方案或問題變更方案。

2 BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 前期模擬設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)住宅建筑之前，為了能夠設(shè)計(jì)出最為滿意的方案，需要進(jìn)行前期的模擬設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)中是虛擬的，施工之前在BIM上面將施工過程、內(nèi)容、方案進(jìn)行比對(duì)，并對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行模擬，通過比對(duì)模擬，從中發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)方面存在的問題，并對(duì)問題進(jìn)行分析，找出解決的對(duì)策，在BIM的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)施工過程進(jìn)行控制，不斷的調(diào)整，直到達(dá)到最令人滿意的狀態(tài)。例如，住宅大樓的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)前期，用 BIM技術(shù)將住宅建筑的整體效果圖展現(xiàn)出來，從圖示找出工程的難點(diǎn)和特點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)底板大體積混凝土流水段進(jìn)行劃分，設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)整體模型，對(duì)設(shè)計(jì)的住宅小區(qū)的高度以及選址位置的陽光強(qiáng)度和陰影強(qiáng)度進(jìn)行測量，保證住宅建筑設(shè)計(jì)的合理性。

2.2 動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)

在對(duì)住宅建筑進(jìn)行施工時(shí)，可以利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)的控制。在模擬施工的過程中，可以將整個(gè)過程的信息收集起來，并利用BIM進(jìn)行分析，對(duì)不足之處做改進(jìn)。利用之前設(shè)計(jì)好的住宅建筑方案以及收集的相關(guān)信息，將它們應(yīng)用在住宅小區(qū)建筑的設(shè)計(jì)之上，分析各類原材料資源的使用狀況，住宅小區(qū)的采光條件，技術(shù)人員可以根據(jù)反饋的結(jié)果調(diào)整建筑方案，從而實(shí)現(xiàn)信息的交換，保證后期工程可以成功開展。對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過程都能夠通過BIM模型模擬出來，模擬的過程可以更具需求更改設(shè)施、更改位置、更改設(shè)計(jì)方案、更好建筑材料，整個(gè)過程是動(dòng)態(tài)的，技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)住宅建筑設(shè)計(jì)的控制。

2.3 可持續(xù)發(fā)展中的設(shè)計(jì)

建筑工程在建設(shè)時(shí)是否具備可持續(xù)性，是最終是否能夠保證整個(gè)工程項(xiàng)目的綜合效益的關(guān)鍵。專業(yè)的技術(shù)人員可以運(yùn)用BIM技術(shù)上，將人們對(duì)于建筑住宅的總體方位、總體構(gòu)架的構(gòu)想設(shè)計(jì)成模型，在這個(gè)過程中采用科學(xué)的方法來描繪建筑的過程，并運(yùn)用 3D、4D模型進(jìn)行權(quán)衡，在設(shè)計(jì)的階段，充分考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的可持續(xù)發(fā)展。譬如: 利用 ＲEVIT工具模擬出建筑住宅所建地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境、植被分布，模擬大強(qiáng)度風(fēng)雨雪來測驗(yàn)建筑的穩(wěn)定性，模擬冬夏兩季的陽光強(qiáng)度，加上一定的風(fēng)土韻味設(shè)計(jì)，并采用戶主的意見對(duì)住宅進(jìn)行合理的規(guī)劃，以此來協(xié)調(diào)人、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用趨勢

BIM技術(shù)在美國到歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用比較廣泛，在我國目前還處于起步的階段，但BIM技術(shù)的科學(xué)性、數(shù)字化決定了其未來應(yīng)用前景的廣闊性。為了推動(dòng)BIM技術(shù)的發(fā)展，國家、企業(yè)都付出了諸多精力。

BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用前景廣闊首先體現(xiàn)在國家方面，國家將這項(xiàng)技術(shù)作為重要的戰(zhàn)略部署內(nèi)容，并要求與之相關(guān)的部門制定出應(yīng)用BIM技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，督促完善各類模型，同時(shí)，為了保障BIM市場的規(guī)范，還需要建立健全相關(guān)法律法規(guī)，在BIM技術(shù)的實(shí)踐中，政府應(yīng)該大力支持它的發(fā)展，提供資金、人力物力作為BIM技術(shù)的保障，以此，來調(diào)動(dòng)起人們的積極性并實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的推廣。

BIM技術(shù)在住宅建筑技術(shù)上的應(yīng)用前景在企業(yè)方面的體現(xiàn)為: 建筑設(shè)計(jì)公司的相關(guān)設(shè)計(jì)人員首先需要明確BIM技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)以及企業(yè)發(fā)展的重要程度，在實(shí)際操作的過程中，企業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)該向員工宣傳生產(chǎn)、研究、學(xué)習(xí)相結(jié)合的觀點(diǎn)，將大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)的作用充分發(fā)揮出來，并將其作為BIM技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的平臺(tái)，為BIM技術(shù)的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。除此之外，為了更好的推廣應(yīng)用BIM技術(shù)，企業(yè)還要安排專業(yè)人員對(duì)員工進(jìn)行教育培訓(xùn)，促進(jìn)他們對(duì)BIM技術(shù)的了解，保證建筑工程施工有條不紊的進(jìn)行。

目前 BIM技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用有: 奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程、香港地鐵項(xiàng)目等等，BIM技術(shù)從傳統(tǒng)的2D的方式表達(dá)3D的建筑物，現(xiàn)在已經(jīng)上升到了完成縮短工期要求的4D和控制造價(jià)壓力的5D模型，可以處理更為復(fù)雜的建筑模型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、建筑智能化技術(shù)的發(fā)展和普及，可視化的三維數(shù)字仿真模擬建筑信息模型 BIM應(yīng)運(yùn)而生，并為理想城市的建設(shè)提供了機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來了挑戰(zhàn)，BIM技術(shù)將被應(yīng)用在人們對(duì)理想城市的住宅建設(shè)中去，它的發(fā)展在不斷的被壯大。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)的出現(xiàn)為復(fù)雜的建筑模型設(shè)計(jì)提供了可能，便利了住宅建筑的設(shè)計(jì)、施工過程，但目前建筑業(yè)存在著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散性、工程對(duì)象唯一性、工程信息復(fù)雜性的問題，這導(dǎo)致 BIM標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，同時(shí)在我國BIM技術(shù)還存在模型的版權(quán)以及管理問題，導(dǎo)致出現(xiàn)利益沖突，從而資源不能完全的共享，項(xiàng)目工程參與方不能很好的進(jìn)行協(xié)調(diào)。BIM技術(shù)的發(fā)展還需要時(shí)間的磨合，通過政府企業(yè)的努力，使其和國內(nèi)的建筑市場特色相結(jié)合，滿足中國建筑市場的特色需求。

本文以龍信老年賓館工程為例，詳細(xì)介紹了BIM技術(shù)在該項(xiàng)目施工中應(yīng)用的技術(shù)路線，為BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用提供有益的借鑒。

龍信老年賓館工程

當(dāng)前，國內(nèi)越來越多的施工項(xiàng)目都積極應(yīng)用BIM技術(shù)，尤其是在超大型復(fù)雜工程、三邊工程、工期緊且成本壓力大的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用越來越凸顯其價(jià)值，它能更快消化設(shè)計(jì)方案，更快發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題，更快理出工程數(shù)據(jù)，用于生產(chǎn)計(jì)劃、備料、控制進(jìn)度等。

但是，BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（PC建筑）中的應(yīng)用還屬尚試驗(yàn)階段，本文以龍信老年賓館工程為例，詳細(xì)介紹PC與BIM的結(jié)合。BIM技術(shù)在該項(xiàng)目施工中應(yīng)用的技術(shù)路線，為BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用提供有益的借鑒。

工程概況

龍信老年賓館項(xiàng)目位于江蘇省海門市南海路與嘉陵江路交匯處（見圖1），地理位置優(yōu)越。主樓4層結(jié)構(gòu)平面以下及裙房1~2層為框架剪力墻現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，主樓4~24層為全預(yù)制裝配整體式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，25層及機(jī)房層為框架剪力墻現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，房屋總高度為88.6m?？偨ㄖ娣e約21265.1㎡，其中地上面積18605.6㎡，地下面積2659.5㎡。該項(xiàng)目建成后將成為國內(nèi)第1個(gè)達(dá)到建筑高度達(dá)到88.6m預(yù)制裝配式建筑，第1個(gè)總體的裝配力達(dá)到了80%的裝配式結(jié)構(gòu)。

圖1老年公寓項(xiàng)目BIM模型

對(duì)于4~24層全預(yù)制裝配整體式框架剪力墻結(jié)構(gòu)部分，柱子從4層開始，梁從5層頂開始，樓板從5層頂開始、樓梯從4層開始、陽臺(tái)欄板、空調(diào)板從4層開始到24為PCa化。剪力墻、現(xiàn)澆框架柱外立面采用混凝土預(yù)制掛板作為現(xiàn)澆墻柱外模板，從4~24層實(shí)施，柱子和梁的接合部采用在柱頭部現(xiàn)澆，梁鋼筋錨固采用鍵槽連接。樓板采用半PCa化的疊合樓板，梁采用半PCa化的疊合梁。

BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工運(yùn)用中的必要性

1）老年公寓PC項(xiàng)目的難點(diǎn)

老年公寓PC項(xiàng)目專業(yè)分包多，包括土建、機(jī)電安裝（含電氣、給排水、消防、弱電、暖通）、裝飾等專業(yè)，各專業(yè)工序交替施工，協(xié)調(diào)難度大，總承包管理范圍廣而復(fù)雜。如何有效推動(dòng)總承包管理朝著更精細(xì)化、信息化的施工主流模式，是本工程的一大難點(diǎn)。

老年公寓PC項(xiàng)目施工協(xié)同難度大，是本工程又一大難點(diǎn)。PC項(xiàng)目的施工比常規(guī)傳統(tǒng)的建筑需協(xié)同的專業(yè)和環(huán)節(jié)更多，施工單位應(yīng)具備較強(qiáng)的圖紙深化能力，PC構(gòu)件工廠的深化設(shè)計(jì)要考慮的因素是方方面面，不僅要考慮到給排水、電氣、消防、弱電、暖通等相關(guān)專業(yè)的管線綜合優(yōu)化后的正確預(yù)埋，而且還要考慮構(gòu)件施工時(shí)為方便施工而預(yù)埋的鐵件，如吊裝預(yù)埋件、樓層臨邊圍護(hù)用于與鋼管立柱焊接的鐵板等。連塔式起重機(jī)、施工人貨梯等的附墻預(yù)埋鐵件都要考慮到構(gòu)件圖中具體的位置，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的出錯(cuò)和遺漏，都會(huì)給現(xiàn)場的吊裝和施工帶來“毀滅性打擊”，所以，PC項(xiàng)目的施工需充分協(xié)調(diào)構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)。

2）BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)將常規(guī)的二維表達(dá)轉(zhuǎn)為三維可視模型，各專業(yè)的人員可通過清晰的三維模型正確有效地理解設(shè)計(jì)的意圖，協(xié)助各方及時(shí)、高效決策；采用BIM的項(xiàng)目，各專業(yè)間、各工作成員間都在一個(gè)三維協(xié)同環(huán)境中共同工作，深化設(shè)計(jì)、修改可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)更新，這種無中介及時(shí)的溝通方式，很大程度避免因人為溝通不及時(shí)而帶來的設(shè)計(jì)錯(cuò)漏；通過BIM可以模擬真實(shí)的建造過程和施工場景，并可通過此過程預(yù)先發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。

3）BIM技術(shù)與老年公寓PC項(xiàng)目施工的互補(bǔ)性

正是因?yàn)锽IM技術(shù)有協(xié)調(diào)性、可視化、模擬性等特點(diǎn)，為老年公寓項(xiàng)目各專業(yè)圖紙的整合、構(gòu)件圖的深化、安裝管道的綜合排布提供有利的技術(shù)支撐，通過BIM技術(shù)模擬性，我們甚至可以模擬PC構(gòu)件吊裝施工場景，找到可能存在的問題，并對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行可視化交底。由于BIM技術(shù)特點(diǎn)和PC項(xiàng)目特點(diǎn)有良好的互補(bǔ)性，在老年公寓PC項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)具備先天優(yōu)勢。

BIM技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容及技術(shù)路線

利用BIM進(jìn)行各專業(yè)間信息的檢測

以往的工程項(xiàng)目之所以有那么多的風(fēng)險(xiǎn)，就是因?yàn)楣こ添?xiàng)目各專業(yè)信息零碎化，形成一個(gè)個(gè)的信息孤島，信息無法整合和共享，各專業(yè)缺少一種共同的交互平臺(tái)，造成信息流失和傳遞失誤。BIM技術(shù)的產(chǎn)生有望改變這一局面，建筑施工司空見慣的“錯(cuò)漏碰缺”和“設(shè)計(jì)變更”所增加的建造成本、社會(huì)成本都可以通過BIM技術(shù)得到有效的改善。由于建筑、結(jié)構(gòu)和安裝之間共享同一模型信息，檢查和解決各專業(yè)間存在的沖突更加直觀和容易。在老年公寓4~25層PC標(biāo)準(zhǔn)層中，通過整合土建+給排水+電氣+消防+弱電各專業(yè)模型，標(biāo)準(zhǔn)層初步碰撞成果共計(jì)83處。每處碰撞點(diǎn)均有三維圖形顯示、碰撞位置、碰撞管線和設(shè)備名稱以及對(duì)應(yīng)圖紙位置處，如PC預(yù)制框梁與消防噴淋管的碰撞如圖2所示。

圖2PC預(yù)制框梁與消防噴淋管的碰撞

通過圖2這個(gè)活動(dòng)碰撞信息，在深化該預(yù)制框架梁YKL3（1）-1時(shí)，就可在具體位置（相對(duì)尺寸和標(biāo)高）標(biāo)出該預(yù)制梁的預(yù)留管洞的尺寸，這樣深化后生產(chǎn)的預(yù)制框架梁運(yùn)到現(xiàn)場就可吊裝成型，而不需要再在預(yù)制梁上進(jìn)行開洞。

可以想象一下，如果一個(gè)PC項(xiàng)目存在大量的類似于以上這種碰撞結(jié)果，而單純靠技術(shù)人員的空間想象能力去發(fā)現(xiàn)這些碰撞結(jié)果，勢必會(huì)造成遺漏，如果在施工時(shí)才發(fā)現(xiàn)，則需：返工、修改、開洞、延誤工期，無端增加成本，其損失不可估量的。BIM技術(shù)可以綜合建筑、結(jié)構(gòu)、安裝各專業(yè)間信息進(jìn)行檢測，幫助我們及早發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。

基于BIM的造價(jià)管理

在成本管理方面，老年公寓項(xiàng)目將相應(yīng)的施工定額標(biāo)準(zhǔn)以編碼的形式定制到BIM模型上，由系統(tǒng)對(duì)工程量進(jìn)行自動(dòng)算量，可以精確計(jì)算出工程成本。工程量的精準(zhǔn)計(jì)算對(duì)于業(yè)主、承包商、材料商、工程管理以及建筑造價(jià)等都是十分重要的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，用軟件建模計(jì)算工程量精準(zhǔn)的前提是所建BIM模型的精準(zhǔn)，BIM建模精準(zhǔn)算出的工程量不僅遠(yuǎn)比手工計(jì)算要精確而且可以自動(dòng)形成電子文檔進(jìn)行交換共享遠(yuǎn)程傳遞和永久存檔。精準(zhǔn)的工程量計(jì)算是老年公寓項(xiàng)目最關(guān)鍵的要素，它是該項(xiàng)目進(jìn)行造價(jià)測算、工程招標(biāo)、商務(wù)談判、勞務(wù)合同簽訂、進(jìn)度款支付等一切造價(jià)管理活動(dòng)的基礎(chǔ)。

施工企業(yè)精細(xì)化管理很難實(shí)現(xiàn)的根本原因在于海量的工程數(shù)據(jù)無法快速準(zhǔn)確獲取以支持資源計(jì)劃，致使經(jīng)驗(yàn)主義盛行，造成成本的浪費(fèi)。老年公寓項(xiàng)目正是由于應(yīng)用BIM技術(shù)而快速獲取大量的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為老年公寓項(xiàng)目部制定精確材料計(jì)劃提供有效的支撐，大大減少了資源、物流和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，為實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。

BIM技術(shù)能優(yōu)化管線綜合排布

在以上老年公寓中標(biāo)準(zhǔn)層整合土建+給排水+電氣+消防+弱電各專業(yè)模型而得到的初步碰撞成果，為安裝單位的管線綜合排布提供了依據(jù)。傳統(tǒng)的管線綜合設(shè)計(jì)是以二維的形式確定三維的管線關(guān)系，技術(shù)上存在很多不足，實(shí)際施工效果表現(xiàn)不佳，應(yīng)用魯班BIM技術(shù)后，優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）老年公寓項(xiàng)目各專業(yè)建模并協(xié)調(diào)優(yōu)化，三維模型可在任意位置剖切大樣及軸測圖，觀察并調(diào)整該處管線的標(biāo)高及碰撞情況。走廊位置剖面如圖3所示。

圖3走廊部位剖面

2）老年公寓管線綜合后確定各樓層吊頂高度，配合精裝修工作的展開。

3）老年公寓BIM模型管線綜合后還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游、重要節(jié)點(diǎn)觀察批注等。通過BIMWorks可以實(shí)現(xiàn)工程內(nèi)部漫游檢查設(shè)計(jì)合理性，可根據(jù)實(shí)際工程的需要，任意設(shè)定行走路線，也可用鍵盤進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備動(dòng)態(tài)碰撞對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)備、管線的查看更加方便直觀。

4）老年公寓BIM模型已集成了各種設(shè)備管線的信息數(shù)據(jù)，因此還可以對(duì)設(shè)備管線進(jìn)行較為精確的列表統(tǒng)計(jì)。

BIM技術(shù)在PC構(gòu)件圖紙深化中的應(yīng)用

應(yīng)用BIM技術(shù)在PC結(jié)構(gòu)專業(yè)前期建模中把預(yù)留洞口作為重要的工作之一，PC結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)澆筑成型后，對(duì)于安裝管道穿結(jié)構(gòu)的洞口可根據(jù)需要開槽、開洞。但PC構(gòu)件則不能成型后任意開洞、開槽，PC構(gòu)件所有預(yù)留洞必須在PC構(gòu)件圖中清楚、準(zhǔn)確的表現(xiàn)出來，以便PC工廠制作構(gòu)件的精準(zhǔn)，PC構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場后，吊裝后即可。如果PC構(gòu)件吊裝成型后，發(fā)現(xiàn)預(yù)留洞沒開，將給施工帶來很大的障礙。

所以，PC構(gòu)件制作的嚴(yán)謹(jǐn)性牽涉到與機(jī)電專業(yè)的密切配合，各專業(yè)技術(shù)人員必須根據(jù)模型進(jìn)行安裝管線與PC構(gòu)件預(yù)留洞口之間的校核工作，找出問題點(diǎn)，提交設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，出具精確的PC構(gòu)件圖，把施工中可能出現(xiàn)的問題消滅在BIM模型中。

基于BIM的PC構(gòu)件吊裝施工模擬

根據(jù)PC吊裝方案，制作PC構(gòu)件吊裝施工模擬，在真實(shí)施工開始之前優(yōu)化合理的施工方案，在老年公寓PC項(xiàng)目中，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層6天的吊裝施工循環(huán)為重點(diǎn)，施工模擬動(dòng)畫準(zhǔn)確地、形象地表達(dá)了一個(gè)施工標(biāo)準(zhǔn)層的施工工藝流程，該模擬施工動(dòng)畫可作為實(shí)際施工的指導(dǎo)，有利于現(xiàn)場技術(shù)人員對(duì)整個(gè)工序有個(gè)清楚的把握；另外，也在模擬過程中發(fā)現(xiàn)一些問題，有利于在現(xiàn)場施工前對(duì)施工方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整；同時(shí)，該施工模擬動(dòng)畫也可作為宣傳企業(yè)文化的一個(gè)平臺(tái)。

本文以老年公寓預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目為例，首先介紹了老年公寓預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)和BIM技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)而論述了BIM技術(shù)和老年公寓預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)有良好的互補(bǔ)性，在老年公寓PC項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)具備先天優(yōu)勢；然后，詳細(xì)介紹了BIM技術(shù)在該項(xiàng)目應(yīng)用的技術(shù)路線，從應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行各專業(yè)間信息的檢測、基于BIM技術(shù)的造價(jià)管理、BIM技術(shù)優(yōu)化管線綜合排布、BIM技術(shù)在PC構(gòu)件圖紙深化中的應(yīng)用、基于BIM的PC構(gòu)件吊裝施工模擬5大方面進(jìn)行展開，為同類工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)提供了借鑒。