BIM技術在工程施工全生命周期的應用

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1 BIM技術在工程建設全生命周期的應用[1-7]

1.1 施工策劃及總平面布置

通過BIM技術在施工前對整體工程進行施工策劃，確定施工平面布置和施工交通組織，明確施工布置重點，提高施工效率和文明施工水平。

1.2 設計深化及三維碰撞測試

在三維建模過程中對設計圖紙進行校核和深化：在施工前解決圖紙的錯漏問題。保證精準的管線綜合布置，在二次深化設計圖紙的基礎上，建立三維模型，對模型內機電和結構構件實施碰撞測試，根據測試結果調整設計圖紙，直至實現零碰撞。同時對預留孔洞提前定位出圖，BIM孔洞預留圖解決了砌筑與安裝之間的沖突問題。利用BIM技術對設備機房深化，特別對地下室風機房、生活水泵房、消防水泵房、變電所、制冷機房、全熱交換空調機組、地上空調機房等管線綜合排布作了深化優化，保證了施工質量。

1.3 4D進度計劃動態模擬

建立三維模型與施工進度計劃的連接，將空間信息與時間信息反映到模型中，可以較為直觀地反映整個建筑的施工過程： 管理人員可以直接對現場進度情況進行分析診斷，直觀、可視、清晰，改變了傳統的施工進度管理模式，確保了進度計劃合理和可行。

4D模擬過程中，在模型中漫游查看，可以將現場實際進度與模型進行對比，保證進度可控。

1.4 施工工藝模擬及動態演示

借助BIM模型對大型工程重要施工方案、施工工藝、工序的模擬，能夠非常直觀地了解整個施工組織和工序安排，并清晰把握施工過程中的難點和要點，以提高施工效率和施工質量，從而實現施工組織、施工工藝、施工質量的事前控制。

（a）大型站房施工方案模擬（圖1、圖2）：對大型站房站臺層、高架層、屋面網架層進行施工模擬，確定施工分段、機械配置、施工順序、施工資源配置、交通組織等施工要素，實現施工方案的事前控制。

圖1 大型站房站臺層施工模擬

圖2 大型站房高架層施工模擬

（b）機電安裝施工工藝模擬：針對辦公區域狹窄空間的機電管線施工順序進行模擬，明確施工工藝、施工順序、管線標高、走向；實現管線綜合布置，提高現場施工機電施工質量；同時可對操作人員進行三維技術交底，減少返工。

1.5 安裝構件數字化加工

利用BIM模型各項數據信息，對構件快速放樣，實現工廠預制，將模型應用到現場放線控制中去，保證施工精度要求：通過模型與現場實物對比，采用數字化驗收，實現施工質量的事后控制。

1.6 鋼結構數字化建造技術

利用Tekla Xsteel軟件進行鋼結構的數字化建造工作，首先創建三維模型，然后自動生成鋼結構加工詳圖和報表，通過軟件形成的報表功能，為主輔材物資采購提供精確數據，也可以精確統計工程量，方便工廠及施工現場驗工及結算，工廠化加工借助數控下料設備可以綜合排料，可大大降低材料損耗，節約成本。主要包括：三維模型建模；模型完成經審核確定后，可以直接轉成深化加工詳圖（圖3）；節點的自動碰撞檢查；工程設計變更，只需更改三維模型，相應的圖紙也自動標記更新重新出圖；生成構件清單和材料清單；數字化加工制作進度實時監控。

圖3 深化加工示意

2 BIM技術應用總結及前景分析

BIM技術是建筑產業革命性技術，在項目精細化管理、施工全生命周期管理中能夠發揮巨大價值，是綠色建造技術。目前在我國由于推廣應用時間不長，相關國家工程建設法律法規尚不完善，建筑企業使用BIM成果時，缺乏相應的標準和規范配套，影響新技術的推廣應用。同時前期投入較大，目前工程定額尚無這方面內容，給項目管理帶來一定壓力。但是隨著BIM技術的進一步推廣完善，在工程管理上的作用越來越顯著，建筑企業認識到BIM技術是建筑行業數字化管理的發展趨勢，有利于提高建筑安裝行業施工水平和管理水平，從而實現建筑行業模式的巨大變革。