陳翔路地道工程BIM應(yīng)用解析內(nèi)容簡介

BIM在北京燕翔飯店機電中的應(yīng)用

作為一項新興的科學(xué)技術(shù)，BIM正引領(lǐng)著建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次，它的全面廣泛應(yīng)用將對建筑工程領(lǐng)域產(chǎn)生無可估量的影響，為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，使整個工程的質(zhì)量和效益顯著提高。然而BIM技術(shù)在中國的應(yīng)用還只是剛剛開始，但會逐步推廣和深入到建筑行業(yè)各個領(lǐng)域，從全球化的視角看，BIM作為一種全新的理念和技術(shù)，對其應(yīng)用已成為建筑行業(yè)的主流。

本文利用關(guān)BIM軟件建立燕翔飯店改擴建項目樣板間工程的結(jié)構(gòu)模型及機電管線綜合模型，并進行仿真分析，完成了機電管線的碰撞檢查，結(jié)合工程實際，將理論與實踐相結(jié)合，對實驗結(jié)果進行了綜合分析，為后期BIM技術(shù)在燕翔飯店改擴建項目正式工程中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

建筑信息模型的發(fā)展及應(yīng)用

建筑信息模型的概念

建筑信息模型是指在開放的工業(yè)標準下，建筑設(shè)施的物理特性、功能特征以及相關(guān)的項目生命周期信息的可計算或可運算的表現(xiàn)形式，它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過一個共同的標準(IFC，Indus-tryFoundationClass)，集成的建設(shè)工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。建筑信息模型是對工程項目實體與功能特性的數(shù)字化、參數(shù)化的表達，可以持續(xù)、及時地提供有關(guān)項目的各種實時數(shù)據(jù)，且完整可靠，是設(shè)計人員和工程技術(shù)人員應(yīng)對各種建筑信息，實現(xiàn)協(xié)同工作的基礎(chǔ)。

建筑信息模型的發(fā)展背景

傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計主要采用AutoCAD等設(shè)計軟件進行二維圖形的設(shè)計，然而這種工作模式與傳統(tǒng)手工繪圖方法類似，只是利用了計算機作為繪圖工具，提高了繪圖效率和繪圖精度，并未從根本上將設(shè)計師從繁重的繪圖任務(wù)中解放出來；另一方面，為了推敲細節(jié)與最終設(shè)計效果，設(shè)計師們雖然可以在3dsMax等三維設(shè)計軟件中制作效果圖，然而此類三維模型并未集成建設(shè)工程所用的材料、材質(zhì)及其他相關(guān)信息，其目的僅僅是為了得到三維動畫或效果圖；此外，傳統(tǒng)設(shè)計軟件無法將平面、立面、剖面與三維模型統(tǒng)一關(guān)聯(lián)，某一圖紙作了變動，其它圖紙并不隨之改變，因此往往出現(xiàn)各種圖紙表達互相矛盾的現(xiàn)象。

以上是目前CAD設(shè)計面臨的普遍問題，是進一步提高設(shè)計水平和設(shè)計效率所面臨的嚴重挑戰(zhàn)，因此通過計算機新技術(shù)來解決這些問題便成為各軟件廠家競相研究的對象。建筑信息模型技術(shù)提供了可靠的解決方案，它根據(jù)設(shè)計圖紙將整個建筑在電子三維環(huán)境中完整的表現(xiàn)出來，模型中蘊含了完整的實際信息，包括材料、材質(zhì)、規(guī)格、型號、尺寸、構(gòu)造及其他各種相關(guān)信息，從而把整個建筑模型化、數(shù)字化。

建筑信息模型在機電工程中的應(yīng)用

在機電工程施工過程中，可以利用BIM技術(shù)的碰撞檢查、施工模擬及工程量統(tǒng)計等功能，進一步指導(dǎo)現(xiàn)場施工，達到節(jié)約材料、控制成本、加快施工進度、確保工期目標的目的。通過BIM技術(shù)相關(guān)軟件建立三維數(shù)字信息模型，在施工深化階段對建筑、結(jié)構(gòu)及機電專業(yè)管線進行綜合碰撞檢查，是BIM技術(shù)較為直觀、突出的功能之一。它可以將發(fā)生沖突的管線以高亮的形式顯示出來，從而使施工技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)沖突，并在施工深化階段對管線布局進行合理優(yōu)化，避免因后期返工帶來工程費用的增加及建設(shè)工期的延長。

在工程建設(shè)過程中，借助于BIM技術(shù)，還可以對施工現(xiàn)場的施工管理預(yù)先進行模擬，對建筑材料的堆放位置、方法和建筑設(shè)備的位置、工作流程進行優(yōu)化，提出最優(yōu)施工方案，合理調(diào)配人員數(shù)量、建筑材料、機械設(shè)備等建設(shè)資源。對于重難點施工部位，還可以通過精確預(yù)演模擬現(xiàn)場施工過程，減少因施工順序，施工技術(shù)方案不合理造成的返工和浪費。由于BIM軟件所搭建的數(shù)學(xué)模型是帶有材料材質(zhì)、規(guī)格、型號及尺寸信息的數(shù)字模型，因此在信息量足夠的條件下，可以對現(xiàn)場施工所用建筑材料的數(shù)量進行準確計量和預(yù)算，同時，可以準確測量預(yù)制構(gòu)件的尺寸，從而避免預(yù)制構(gòu)件的尺寸錯誤。

BIM技術(shù)在燕翔飯店改擴建項目樣板間機電工程中的應(yīng)用

為了在正式機電安裝工程中降低工程返工次數(shù)，提高勞動生產(chǎn)率，我們首先在樣板間的建設(shè)中運用了BIM技術(shù)。目前主要的BIM設(shè)計軟件有Autodesk公司的Revit、Bently公司的Revit、Progam公司的Magi-CAD以及Graphisoft公司的ArchiCAD。在此我們以Autodesk公司的Ｒevit軟件為建模工具，利用Au-todesk Revit Architecture建立了主體結(jié)構(gòu)模型，利用Autodesk RevitMEP實現(xiàn)了機電管線的合理布局并進行了仿真分析，完成了機電管線綜合的碰撞檢查，同時結(jié)合工程實際進行了簡單的施工模擬和工程材料統(tǒng)計。最后將理論與實踐相結(jié)合進行分析，驗證了該技術(shù)的可行性及先進性。

  工程簡介

燕翔飯店改擴建項目工程是由首旅集團開發(fā)建設(shè)，為北京市重點酒店類建筑工程，集五星級酒店、三星級酒店以及甲級商用辦公樓為一體。該建筑工程總建筑面積166293.20m2，其中地上建筑面積108766．00m2，地下建筑面積57527．20m2。結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，外飾面主要由玻璃、鋁構(gòu)件和琉璃瓦鑲板組成。工程要求確保結(jié)構(gòu)長城杯金獎，建筑長城杯金獎，力爭魯班獎。本項目為高品質(zhì)酒店工程，項目質(zhì)量要求高、工期長，因此希望通過建立樣板間，為后期主體工程客房精裝修提供參考依據(jù)，同時通過對樣板間的建造，確定裝修選材、減少變更、縮短工期、降低成本。

BIM技術(shù)在樣板間機電管線綜合中的應(yīng)用

在樣板間圖紙深化階段，有必要對機電管線進行綜合分析，找出并調(diào)整有碰撞的風(fēng)管、線管、管道和橋架，用于指導(dǎo)后期施工。使用BIM技術(shù)能夠快速準確幫助施工技術(shù)人員確定所建模型中存在的碰撞問題，從而為施工技術(shù)人員指導(dǎo)現(xiàn)場施工解決問題提供理論依據(jù)。要查看其中一個有沖突的圖元，可以在沖突報告對話框中單擊該圖元名稱，并單擊下方“顯示”按鈕，該圖元將在當(dāng)前視圖中以高亮顯示。

為存在碰撞的機電管線BIM模型，為了解決實際施工中的碰撞問題，通過分析調(diào)整了空調(diào)補水管的標高，如圖8所示為解決碰撞后的現(xiàn)場實際管線布局情況。同目前在二維圖紙上進行管線綜合相比，使用BIM技術(shù)進行管線綜合分析，檢查碰撞沖突，不僅具有直觀的三維顯示效果，而且能快速準確地找到并修改碰撞的圖元，從而極大地提高了管線綜合分析的效率和準確性。

BIM技術(shù)在模擬施工中的應(yīng)用

Autodesk Navisworks Simulate軟件具有諸多先進工具，它提供了完備的4D模擬功能和動畫制作功能，支持用戶對設(shè)計意圖進行模擬演示，對施工流程進行模擬仿真，從而幫助加深項目理解，提高可預(yù)測性。在四維環(huán)境中對施工進度和施工流程進行仿真，可以通過可視化的方式分析項目活動，減少工期延誤和施工工序中的其它問題。

利用Au-todesk Navisworks Simulate進行四維仿真的具體步驟如下：將模型幾何圖形與時間、日期相關(guān)聯(lián)制定施工順序；從項目管理軟件導(dǎo)入時間、日期和其它任務(wù)數(shù)據(jù)，以此在明細表和項目模型之間創(chuàng)建動態(tài)鏈接；制定預(yù)計時間和實際時間，以及可視化的計劃進度與實際進度之間的偏差。

為了驗證該軟件在模擬施工中的可行性，我們建立了仿真模型，并根據(jù)樣板間工程的實際施工進度，進行了仿真分析，期間通過改變某些工作間的銜接關(guān)系、縮短某些工序的持續(xù)時間，加快了施工進度，保證了計劃工期的順利實現(xiàn)。通過仿真分析，BIM技術(shù)可以通過可視化的方式對施工進度和施工程序進行模擬，可以對施工難度大及重點施工部位進行精確預(yù)演，從而減少因施工順序、施工技術(shù)方案不合理等原因造成的返工和浪費。

BIM技術(shù)在機電工程材料數(shù)量統(tǒng)計中的應(yīng)用

BIM技術(shù)除能夠進行管線綜合分析、模擬現(xiàn)場施工外，同時還具有材料統(tǒng)計功能，Autodesk Revit MEP提供了多種明細表類別，可以分別對建筑、結(jié)構(gòu)、機械、電氣及管道系統(tǒng)所用材料的規(guī)格、型號、數(shù)量等進行詳細統(tǒng)計，并可以對統(tǒng)計結(jié)果計算求和。

如列出了樣板間工程中使用的部分鍍鋅鋼管的規(guī)格、型號、長度，并可以在此基礎(chǔ)上對相同規(guī)格型號的鍍鋅鋼管計算求和，為材料使用及成本控制提供依據(jù)。BIM技術(shù)是建筑業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的必然產(chǎn)物，對BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使建筑工程更快、更省、更精確，各工種相互配合更協(xié)調(diào)、更方便。從長遠利益看，BIM技術(shù)得到的效益已經(jīng)超越了設(shè)計和施工階段，并將惠及整個建筑物的運行、維護和設(shè)施管理。

本文通過Autodesk Revit相關(guān)軟件實現(xiàn)了BIM技術(shù)在建筑機電工程施工中的應(yīng)用，通過碰撞檢查實現(xiàn)了大家最為關(guān)心的機電管線綜合問題，并將其仿真結(jié)果應(yīng)用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工；同時，結(jié)合工程實際分析了BIM技術(shù)在模擬現(xiàn)場施工、材料數(shù)量統(tǒng)計方面的應(yīng)用。BIM技術(shù)的出現(xiàn)極大地提高了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率，隨著軟件與硬件的進一步發(fā)展，BIM技術(shù)作為一種新生的科技力量，必將推動傳統(tǒng)建筑行業(yè)快速發(fā)展，并引起整個建筑生產(chǎn)方式的巨大變革。

在國內(nèi)的BIM熱潮中，只講BIM的優(yōu)勢，不講BIM當(dāng)前遇到的問題是不利于BIM技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用、收益的，也就是不利于BIM推廣的，諱疾忌醫(yī)是不行的。

從下面三個維度來解析目前國內(nèi)BIM發(fā)展面臨的問題：

1、BIM技術(shù)本身存在門檻

BIM是一項新技術(shù)，新技術(shù)的植入一定是需要投入的，無論是培訓(xùn)學(xué)習(xí)、軟硬件采購還是各項實踐與探索，都需要投入，所以成本是第一個門檻，面臨國內(nèi)當(dāng)前建筑業(yè)的現(xiàn)狀，BIM的植入，既是挑戰(zhàn)也是機遇。

BIM技術(shù)是要求形成一個技術(shù)系統(tǒng)的，就是說一個個人、一個專業(yè)、一個部門用BIM是不行的，需要各專業(yè)各部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一工作才能實現(xiàn)協(xié)同，使企業(yè)獲得收益。

BIM軟件的學(xué)習(xí)需要過程，需要時間，對于年齡稍大的專業(yè)負責(zé)人、管理負責(zé)人來說，沒時間學(xué)習(xí)、排斥學(xué)習(xí)，也是很常見的現(xiàn)象。

BIM技術(shù)對硬件的要求比二維設(shè)計要高，許多企業(yè)有足夠的電腦，但是軟硬件都需要升級，否則用不了BIM。

市場需要BIM軟件廠商不斷提升軟件，并更大程度的提高對中國市場的投入、推出更加關(guān)注中國本地化需求的軟件版本與服務(wù)，這些軟件本身的提升，用戶是無法主導(dǎo)的。令人欣喜的是，現(xiàn)在軟件廠商的提升雖然還不夠快，但是目前市場上BIM軟件的能力，已經(jīng)能夠支撐企業(yè)BIM的應(yīng)用和收益了。

2、國內(nèi)的BIM生態(tài)圈不成熟

如同消費品互聯(lián)網(wǎng)電商的發(fā)展離不開發(fā)達的第三方物流、便捷安全的電子支付手段一樣，BIM技術(shù)在國內(nèi)的深入應(yīng)用，也需要一個完整的、伴隨BIM技術(shù)不斷成熟的生態(tài)圈，比如：

BIM的發(fā)展首先需要人才，現(xiàn)在BIM對人才需求的缺口很大，尤其是有設(shè)計或施工經(jīng)驗，會做、會講、會管的人才更是稀缺，按BIM的技能來說建模人才、造價人才、管理人才都需要大量培養(yǎng)。

提高BIM出圖的速度、完成施工圖設(shè)計的效率、達到出量的準確度，都需要大量基于真實構(gòu)件生產(chǎn)廠家真實資料的、豐富的BIM構(gòu)件庫，但國內(nèi)目前由于設(shè)計與施工企業(yè)的應(yīng)用本身就還不算廣泛，所以對于生產(chǎn)商對其產(chǎn)品BIM化的拉動不足，所以，本該由產(chǎn)品廠商買單的構(gòu)件BIM化，現(xiàn)在主要是設(shè)計施工企業(yè)的BIM中心在用自己的人工進行制作，以建立企業(yè)自己的構(gòu)件庫。同樣令人興奮的是，市場上出現(xiàn)了越來 越多的第三方的BIM構(gòu)件庫，希望他們盡快成熟起來。

BIM需要多種維度的標準和規(guī)范，比如構(gòu)件庫分類編碼、標準做法BIM模型庫、項目全過程的BIM應(yīng)用標準和規(guī)范、竣工模型與FM管理軟件相協(xié)同的編碼標準，等等，這些對于應(yīng)用有巨大意義的標準和規(guī)范起到著類似于各方各階段工作銜接的“接口語言”的作用，但它又只能伴隨著BIM技術(shù)在這個市場上的植入，逐步由市場自己生成，因為它只能“來自于實踐、應(yīng)用于實踐”。

3、國內(nèi)的建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀帶來的障礙

設(shè)計習(xí)慣問題，中國的項目建設(shè)現(xiàn)狀是“快設(shè)計、慢施工”，而不是國外的“慢設(shè)計、快施工”，就是說在我們的項目建設(shè)中，很多情況下，設(shè)計階段是要求盡快完成設(shè)計，在施工進程中才不斷對不確定的情況進行明晰化并予以解決，帶來了建設(shè)行業(yè)大家公認的弊端，就是“建出來的房子和設(shè)計時的想法差距較大”，洽商變更多，扯皮造成施工周期拉長。而BIM技術(shù)的實質(zhì)就是“在電腦里將房子先建一遍”，力求在設(shè)計階段解決大多數(shù)不明晰的細節(jié)，也即要求設(shè)計人員在設(shè)計過程中需要考慮的較大信息量，這使得很多設(shè)計人員不習(xí)慣，當(dāng)然，項目給設(shè)計人員配套的資金和時間也很有限。

BIM技術(shù)使得項目的量、料都變得透明，如果實現(xiàn)高質(zhì)量的協(xié)同，則又會減少變更和洽商，這些都似乎與現(xiàn)在施工企業(yè)的操作相左，有些企業(yè)有顧慮。

不過，在政府強力推動下，越來越多的企業(yè)意識到“市場越不好，越要技術(shù)創(chuàng)新”“未來的項目是靠實力，不是靠操作”，所以，相信更多的企業(yè)會借勢造勢應(yīng)用BIM技術(shù)，而BIM的應(yīng)用一旦達到一定的市場比例，則整個市場跟風(fēng)、井噴是不可避免的，一如20年前CAD的普及，10年前ERP的普及，市場都是先顯示了排斥和阻力，但一旦應(yīng)用比例超過臨界值、生態(tài)圈趨于成熟，則全市場普及速度快的驚人。

那么，面對目前推廣有些問題的BIM大潮，我們該如何應(yīng)對呢？

我們首先要認識到BIM技術(shù)的應(yīng)用的三個層次：

1、了解BIM理想深度

基于上述對于當(dāng)前面臨問題的認知，企業(yè)應(yīng)該認識到，追求BIM技術(shù)的理想深度，會帶來過大風(fēng)險和過高投入，理想深度是我們的目標，但不是今天的目標。

2、致力于BIM適宜深度

了解并認知BIM當(dāng)前應(yīng)用的適宜深度，把BIM技術(shù)與傳統(tǒng)工作流程進行有機的銜接，保持“一把手推動”，保持適度投入，不斷以真實項目進行實踐，引入第三方咨詢公司，制定企業(yè)切實可行的BIM能力建設(shè)規(guī)劃。

3、每個項目明確具體目標

企業(yè)應(yīng)不強求每個項目都做“高大上”的BIM應(yīng)用，而是應(yīng)該堅持“小步快跑”，在多個項目進行實踐，堅持“小投入、小收益，大投入、大收益”原則，通過多個項目的積累，完成BIM能力培育。

總之，BIM技術(shù)現(xiàn)在國內(nèi)發(fā)展，已經(jīng)到了這樣的階段---“有難度和問題，但只要適度應(yīng)用，現(xiàn)在就能收益”。