BIM技術在卷煙廠建設質量控制中的重要性

陸正卿 方維嵐 劉會杰

BIM技術在卷煙廠建設質量控制中的重要性

陸正卿 方維嵐 劉會杰

BIM技術是數字卷煙工廠信息化建設的重要組成部分。本文對某卷煙廠建設過程中對BIM技術應用的實踐進行分析，對BIM技術對卷煙廠建設過程質量控制的重要性進行了詳細的闡述。

一、項目簡介

項目總用地面積約55.39公頃（830.85畝），建設用地面積約42.98公頃（642畝）。場地中間被一條東西向的河道分成南北兩個地塊。北地塊（生產實驗區）用地面積約30.85公頃，南地塊（科技研發區）用地面積約12.13公頃。

本項目技術服務的主要目標是：利用BIM技術實現項目建設技術手段的創新，提高建設工程設計、施工質量，合理安排建設周期、控制建設成本、降低運營成本，全面提升項目建設過程中的總體質量。

二、BIM技術對施工圖設計過程質量控制的重要性

傳統的二維設計在工程建設行業中出現諸多問題：二維圖紙難以將各方意圖全面表達，設計中出現錯、漏、碰、缺導致施工中不斷出現返工、變更現象，導致質量、成本、進度不易控制；項目建成后資料分散，諸多施工信息丟失，不便于運營設施的管理。

1.BIM技術對施工圖設計過程的質量控制作用

（1）三維可視化

設計師利用Revit建筑、結構、設備系列設計軟件創建各專業的三維模型。涵蓋了全面的信息。可以有效地訪問有關設計與幾何圖形、成本、進度信息，所有這些關鍵信息均可立即獲得，從而可以更快更有效地制定項目相關決策。

允許項目團隊在設計或文檔編制過程中隨時對項目做出更改，三維工程模型能自動關聯協調二維圖紙的不當表達和疏漏，省去了繁重、低價值的反復協調與人工檢查工作，提高檢查質量。這使項目團隊可將更多時間投入項目關鍵問題。

由三維模型能夠自動生成的平、立、剖、大樣、節點、統計表等所有視圖間都保持關聯關系，實現了“一處修改、處處更新”的關聯設計，避免了所有的人為錯誤，節約項目成本。

（2）管線綜合

在三維空間內統籌安排各類管線的空間位置，綜合協調管線間以及與建筑、結構、設備間的矛盾，避免管線間及管線與臨近構件間相互產生干擾，解決管線在設計階段的平面走向、立體交叉時的矛盾，以及建設順序上產生的矛盾。

BIM模型只要對項目做出更改，由此產生的所有結果都會在整個項目中自動協調。創建關鍵項目交付件（例如可視化文檔和管理機構審批文檔）更加省時省力，因此可以更快更好地交付工作，信息模型提供的自動協調更改功能可以消除協調錯誤,提高工作整體質量

2.施工圖設計過程BIM技術實施內容

本項目是建立在建筑信息模型的基礎上的建設咨詢服務項目，實施內容主要包括BIM模型設計服務、設計驗證服務、三維管線綜合設計服務、輔助施工組織管理服務、展示素材制作和技術培訓服務等七大服務。

3.施工圖設計過程BIM技術實施方式

（1）BIM模型設計服務

BIM模型設計服務包括根據施工圖設計圖紙建立的初始模型，設計檢查及施工配合優化模型、最終竣工模型。

BIM模型設計包含實施范圍內各子項的各個相關專業，具體包括：

建筑結構：樁基、墻體、屋面、門窗和系統支架的三維模型；

給排水、暖通：管路、附件、配件和管路保護層的三維模型；

電氣及智能與信息、自控和消防自控系統： 管線、附件、配件和托架的三維模型。

公用設備：相關通用設備的基礎模型及設備參數定義。

（2）設計驗證服務

設計驗證服務主要是依據二維圖紙數據創建的BIM初始模型，對各專業圖紙數據的準確性進行驗證，同時對專業間和專業內的沖突干涉問題進行檢測分析。

圖1　碰撞檢測示例

碰撞檢查包括以下三個方面：專業內部碰撞檢測分析；專業間的碰撞檢測分析；設計變更后的碰撞檢測分析。

專業內部碰撞檢測分析：依據經業主方確認的各專業設計圖紙，對項目范圍內各子項的公用專業內部系統主干管道之間進行自檢碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和各專業碰撞分析報告。

專業間的碰撞檢測分析：依據經業主方確認的管線綜合專業設計圖紙，對項目范圍內各子項公用專業之間的系統主干管道進行碰撞檢測分析，公用專業系統主干管道與建筑、結構專業進行碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和相關碰撞檢測分析報告。

設計變更碰撞檢測分析：在變更前期對變更方案可能對其他專業造成的影響，以及影響的范圍進行分析,驗證變更方案的可行性。變更方案確定后依據經業主方確認的專業設計變更圖紙及管線綜合設計變更圖紙，修改設計變更范圍內的專業模型，對設計變更范圍內的公用專業內部系統主干管道之間進行碰撞檢測分析，公用專業之間的系統主干管道進行碰撞檢測分析，公用專業系統主干管道與建筑、結構專業進行碰撞檢測分析，并提供檢查分析設計模型和相關碰撞檢測分析報告。

（3）三維管線綜合設計服務

①三維綜合管線設計

在BIM初始模型的基礎上對公用專業（機電）主干管路進行綜合管線設計和綜合吊支架布置設計，在施工之前與專業組協調確定各主干管線的空間位置數據。

圖2　三維綜合管線設計示例

②預留洞口、預埋套管與綜合管線布置方案的驗證優化

實施內容：根據已確定的綜合管線模型對建筑結構預留洞口、預埋套管位置進行驗證，提前確定預留洞口、預埋套管的位置數據，減少施工返工。

③綜合管線深化設計（專業設備、分支管路、地下車庫、重點區域或動力機房）

實施內容：在設備采購招標、室內裝修深化設計方案確定后，對動力機房內的專業設備進行模型深化設計，明確各設備管路接口位置數據，對與設備連接的主干、分支管路進行綜合管線深化設計，同時依據室內裝修深化設計方案對綜合管線設計方案進行調整、優化。

圖3　三維綜合管線深化設計示例

三、BIM技術對施工過程質量控制的重要性

BIM技術為項目建設過程提供直觀的溝通輔助工具，利用基于三維模型的直觀模擬進行討論、溝通、協調，在工程規劃階段就對整個項目的各個細節進行檢驗、評估，促使一些非常細小的細節在施工之前就容易協調一致，減少因多方書面或語言表達誤解產生的歧義與扯皮現象，從而為項目建設順利實施提供強大的溝通輔助。

1.BIM技術對施工過程的質量控制作用

（1）施工指導

由BIM模型創建的施工圖，配以重點部位的三維詳圖，三維設備安裝圖等，對項目施工、特別是設備安裝過程將起到重要的指導作用。

可以同步提供有關建筑質量、進度以及成本的信息。施工人員可以促進建筑的量化，以進行評估和工程估價，并生成最新評估與施工規劃。計劃產出結果或實際產出結果易于分析和理解，并且施工人員可以迅速為業主制定展示場地使用情況或更新調整情況的規劃，從而和業主進行溝通，將施工過程對業主的運營和人員的影響降到最低。還能提高文檔質量，改善施工規劃，從而節省施工中在過程與管理問題上投入的時間與資金。

（2）施工模擬

各專業的BIM模型，可以在Navisworks中做4D施工模擬，在施工前結合施工進度計劃表先行體驗項目實施工程，作為后期的施工進度管理和施工現場管理的重要參考。

通過建造模擬服務輔助工程項目管理和施工建造，增進項目各方溝通效率，合理安排施工周期，提高施工質量，節省建設投資。

2.施工過程BIM技術實施方式

在項目施工管理過程更好的應用BIM技術，提升施工項目的組織管理水平，針對BIM現場施工應用需求，我院自主開發了基于BIM技術的EEP 可視化項目管理系統、EEP三維綜合交付系統（PC版、移動版）

（1）項目模型管理

實現對本項目三維信息模型的組織、管理、版本控制、模型工作包拆分以及模型的選擇、平移、縮放、漫游等功能，同時為進度模擬和工序模擬提供基礎數據。

（2）可視化標段劃分

根據業主標段劃分的總體思路，協助項目經理將標段與設計模型相關聯，可以隨時查看每個標段下關聯的模型信息，避免工程內容的重疊與遺漏。

（3）施工進度模擬

針對階段性施工分解計劃，在可視化項目管理平臺中按施工任務時間先后順序，在施工實施前，進行更細粒度施工過程模擬，及時發現可能出現的問題，制定相應的解決或規避辦法，從而更好地開展施工前預防和施工中指導工作，不僅有效掌控施工進度，同時也能夠減少工程變更，提高工程的整體質量。

（4）關鍵節點工序模擬

關鍵節點工序模擬是施工工序與設計模型的三維可視化集成。根據工序的拆分與BIM模型的關聯，逼真地模擬現實施工中的工序場景，輔助相關人員驗證當前施工工序方案是否合理，并進行調整優化，避免因施工順序錯誤導致的重復勞動、材料浪費、延期等。

四、結語

現代化、工業化、信息化是我國建筑業發展的三個方向，BIM技術將成為中國建筑業信息化未來十年的主旋律。住建部編制的建筑業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用，普及可視化、參數化、三維模型設計，以提高設計水平，降低工程投資，實現從設計、采購、建造、投產到運行的全過程集成運用。本項目的實施正是基于BIM技術展開，是符合國家政策要求的新技術的應用，有利于推動建筑工業化和提高行業信息化的水平。

（作者單位：陸正卿，方維嵐，上海煙草集團有限責任公司；劉會杰，機械工業第六設計研究院有限公司）