BIM技術在工程項目設計中的應用探索

姜世勇

（重慶市梁平縣興路道路橋梁工程有限公司 重慶 400000）

近年來，BIM技術快速發展，成為建筑行業熱點話題。住建部信息中心發布《中國建筑施工行業信息化發展報告2014BIM應用和發展》，以及《建筑工程施工BIM應用指南》等的實施，形成了BIM的中國推力。從技術應用實際來說，獲得了不錯的效果。不過BIM技術尚未實現全面推廣應用，因此加深此課題的研究，推動BIM技術的應用，有著必要性。

1 工程概述

某建筑項目總建筑面積為352294m2，建設項目包括科研區域、宿舍區域等。項目特點和難點：①工藝流程較為復雜，建筑體量大，涉及機電系統多，部分專業系統貫穿兩個標段，存在著較大的協同難度。②施工工期緊，工程質量要求高，對施工流水段以及作業面的安排，有著較高的要求。③管廊空間小，加之管線多，采取常規手段，很難保證項目設計質量。基于此，在項目設計中，應用BIM技術，通過構建3D建筑模型，模擬建筑配筋和其他內容，利用碰撞分析功能和空間分析等功能，及時發現設計問題，優化項目設計，保證設計的質量。

2 BIM技術在工程項目設計中的應用分析

利用Revit軟件和硬件設施，構建模型和運行系統，開展工程項目設計，優化項目設計方案。

2.1 前期設計

2.1.1 碰撞檢查

在工程項目設計階段，針對設計成果，進行碰撞檢查。通過3D的方式，展示建筑模型。設計人員能夠直觀了解建筑結構情況，對工程暖通管道以及墻體梁板等，進行設計成果檢查，及時發現問題，采取解決措施，保證施工的質量。從設計方案中，對建筑管廊部位的機電管線進行檢查。在設計階段，通過建立協同工作機制，系統結構和機電等專業，進行碰撞檢查，落實項目設計質量管理要求。

2.1.2 綠建分析

為了設計出高質量的建筑，使用BIM技術，對項目設計方案的朝向布局以及設備分布進行優化設計。一方面，開展環境分析。對建筑設計方案BIM模型，利用Ecotect軟件，開展日照和通風等的模擬分析，確保建筑內部能夠獲得充分的采光和通風。另一方面，進行設備分布分析，通過模擬雨水管網末端綠地下方設置雨水調蓄池分布。經過水文數據模擬分析，進行位置優化，減少初期雨水給市政管網造成的壓力，減少高峰雨水量，削峰率達到74.32%，峰值延后時間為20min。

2.1.3 空間分析

利用BIM模型，進行建筑空間布局和頂內管線排布。利用BIM模型，使得建筑結構和建筑專業相互協同，進行空間布局優化，滿足建筑要求，使其達到空間效果。利用BIM模型，優化管線排布，充分利用建筑空間。譬如：A建筑負一層機房集中，管廊集中供熱和空調等主管線總計26根，在3m寬的走廊、6m層高、0.8m高梁的控制下，使用BIM模型優化，使得吊頂高度達到3m。

2.1.4 流體分析

對醫技樓三層凈化區域房間，進行CFD流體分析。使用CFD軟件，開展流體模擬，實現家具和機電設備等的優化布置，獲得最佳的設計方案，使得建筑內部空氣凈化效果達到最好。

2.2 深化設計

利用BIM，在工程技術方面，發揮著優化作用。具體如下：①碰撞檢查。施工圖紙翻模后開展碰撞檢查，在施工作業前，發現施工圖紙問題，避免了施工作業后的拆改[1]。在深化設計階段，再次進行碰撞檢查，能夠避免協同設計不足引發施工變更問題。對于重點部位空間，開展碰撞檢查，要BIM機電設計師和結構工程師協同工作，針對機房和管廊交叉位置等，使用模型來判斷，看其是否滿足施工空間以及檢修空間，看能否滿足后期管線安裝作業需求，減少由于圖紙問題造成拆改或者浪費。②管廊深化設計。醫療建筑項目中，機電管線類型眾多，系統設計較為復雜。受到吊頂標高和其他因素的控制，需要排布風管和空調水管等管線，增加了管線深化的難度，部分部位難以使用CAD深化。利用BIM模型，能夠實現3D深化設計，導出施工圖紙。在現有模型中，通過空間位置分析，搭建深化設計模型，經過組織審查后，確認BIM模型可行，再使用BIM模型，將CAD深化施工圖紙導出。

2.3 設計效果

利用BIM技術，開展項目設計和施工管理，獲得了不錯的成果，具體體現如下：①提高了建筑品質。利用BIM技術，對項目設計方案，開展碰撞檢查和可視化空間分析，模擬建筑施工工藝，發現了一些設計問題，在設計階段優化了設計方案，減少了建筑拆改，提升了建筑實體工程質量。②提高了投資效益[2]。利用BIM技術，發現施工圖紙和施工工藝缺陷，通過合理安排施工，減少了由于物料使用和施工組織不合理等造成的成本增加。據不完全統計，避免了浪費以及降低成本總計2000萬元左右，占據建安工程總投資的1%左右。

3 BIM技術在工程項目設計中的推廣應用建議

3.1 加強人才培養

BIM技術在工程項目設計中，發揮著積極的作用，但受到人才因素的限制，使得BIM技術的應用作用尚未充分發揮。BIM技術功能強大，從工程項目設計中的應用情況來說，存在著利用率低下的問題，需要深度挖掘技術資源，提高技術利用率。基于此，為了推廣應用BIM技術，需要做好人才培養工作[3]。大數據技術和應用的快速發展，對BIM技術人才，有了更高的需求和要求。通過技術人才培養，推動BIM技術在國內建筑行業普及和應用，為建筑行業人員，提供發展平臺，培育技術探索者和先行者，帶動建筑行業創新。從工程項目設計內容來說，涉及到的專業較多，需要各專業協同設計。正所謂術業有專攻，需要培養機電BIM設計師和建筑結構BIM設計師等，負責各自領域內的工作，為BIM技術推廣應用，提供人才保障，充分發揮BIM技術的作用。

3.2 加大BIM技術研究力度

按照住房部發布的《推進建筑信息模型指導意見》要求，到2020年末，建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他技術一體化進程應用。除此之外，要以國有資金投資為主的大中型建筑以及申報綠色建筑的公共建筑等項目，在勘察設計和施工、運營維護方面，BIM技術集成利用率要達到90%。隨著建筑工程的發展，建筑的復雜性越來越強，增加了設計難度，對BIM技術的需求不斷增加，因此為了能夠更好的適應建筑行業發展，實現技術可持續化發展，需要加強BIM技術的研究。針對BIM技術在工程項目設計中存在的弊端，加大技術研究力度，攻克存在的技術問題。加快BIM技術標準的完善，為BIM技術的應用，提供相應的指導和規范。除此之外，要注重加大配套設施和相關技術升級，比如CAD軟件，為BIM技術作用的充分發揮，奠定堅實的保障[4]。

4 結束語

綜上所述，建筑行業的發展，使用BIM技術出替代傳統的設計方式，已經成為必然。BIM技術的應用，實現了跨專業和跨部門的數據信息共享，實現了協同工作，降低了建筑成本。不過BIM技術的應用，還存在著諸多難點，需要國家和企業共同努力，來解決BIM技術推廣應用中的問題，促進建筑行業穩定發展。

[1]陳竟翔，曾明根，孫麗明.BIM技術在大型復雜橋梁施工方案優化中的應用探索——以范蠡大橋項目為例[J].結構工程師，2017，33（2）：182～189.

[2]白勇，趙蕾蕾，張金輝，等.基于BIM技術的漆水河倒虹改建工程設計與研究[J].電網與清潔能源，2017（7）：134～138.

[3]王斌，王麗.BIM技術在幕墻結構施工過程管理中的應用研究[J].建筑技術，2017，48（4）：417～420.

[4]吳遵奇，段昶，黃睿奕，等.BIM技術在復雜碼頭結構施工可視化進度管理中的應用[J].中國港灣建設，2017，37（7）：22～26.