BIM技術在大樹智能科技中心項目中的應用研究

吳 凱 拜正芳 花鋒 吳利平 石登鋒 金康熙

（南京明麓建筑工程有限公司，南京 211100）

引言

建筑信息化模型（BIM）現如今已不是一個新鮮的概念，但其如何落地和應用價值還是眾說紛紜，通過實際項目的全過程應用才能夠檢驗每個應用點的價值。現在的大環境下，有很多的先行者已經開始了BIM的應用之路，但絕大多數企業依然處于觀望的狀態，選擇大樹智能科技中心項目，也是為了發掘BIM的應用點，清晰應用點的使用價值，為BIM應用點的選擇提供實際的案例依據。

圖1 整體效果

圖2 地理位置

1 工程概況

1.1 項目簡介

大樹智能科技中心項目位于江蘇省南京市江寧區勝太路以北，挹淮街以東，總建筑面積49 007.09㎡，用地性質為科技研發。建筑的地上部分，由高層加裙房所組成。裙房部分為配套商業及研發辦公，高層標準層為研發辦公空間。建筑的地下部分為機動車庫，非機動車庫，以及設備間。地下三層部分區域兼做戰時人防工程。整體項目效果以及地理位置如圖1～2所示。

1.2 工程特點及難點

本工程由于地理位置處于江寧核心區，項目周期短，施工場地狹小，因此臨建的布置就需要事前很好的策劃。對具體的施工分析，幕墻構件吊裝體量大，安裝精度高，加上多專業穿插施工，管線復雜，會造成施工難度較大。管理人員多，各專業溝通的及時性對施工的管理也提出了較高要求。項目周期短，圖紙數量大，直觀性不足的特點決定了必須尋求新的施工和管理方式來保障工程的按時按質完成。

2 BIM組織與應用環境

2.1 BIM應用目標

表1 BIM實施計劃表

BIM技術在本項目中的應用主要在施工階段。主要的應用目標為解決本項目客觀存在的一些困難，為工期和質量安全提供保障，為項目的經營節省資金。充分完全的利用現階段的 BIM應用點，對各個有用點做出分析，為公司后期其它項目的應用點選擇提供依據。

2.2 實施方案

在本項目初期，綜合考慮本項目的特殊性，我們制定了完整的BIM實施方案，并且根據方案的指導，制定了表1所示的BIM實施計劃，并制定了相關的標準和獎懲制度來確保在整個工程內，能夠為項目提供有效的服務與技術支持。

2.3 團隊組織

本項目組建了以項目經理為主管領導，項目經理-BIM總協調-BIM團隊負責人的管理方式，如圖3的組織架構，BIM總協調負責制定總體實施方針，BIM團隊負責人負責BIM應用、項目應用兩個小組的BIM實施，以及建立BIM工作管理方案等具體實施制度，在建筑、結構、機電、裝飾、效果、經營方面，對應到相應的小組成員，并一一對應責任人。BIM小組成員皆具備全國BIM等級考試一級或二級相關證書，并且具備豐富的現場應用以及管理的經驗，從而能更好的發揮BIM在本項目中的應用。

2.4 應用措施

BIM應用的核心是建立符合精度的模型并把模型應用于實際項目中，解決問題并產生實際效益，項目實施中，在關于建模和用模方面都建立了相關的標準及制度，如圖4～5所示，對應專業人員按照統一的標準建立相應的專業模型，進行問題處理和模型調整完成后，通過格式轉換導入5D平臺進行資源的統一管理。

圖3 組織架構

圖4 建模標準

圖5 構件過濾色

表2 硬件配備

表3 軟件配置

2.5 軟硬件環境

本項目的硬件配置和軟件應用如表3～4。

3 BIM應用

3.1 模型創建以及圖紙問題反饋

圖紙任務按專業劃分至各個專業人員，各專業建模師按事先制定的統一標準，建立建筑、結構、機電、場布等相關模型，模型整體截圖如圖 6所示。在建模過程中，將發現的圖紙問題記錄下來，同時對施工圖的優化與調整，在工程施工前通過BIM模型結合施工現場實際情況，利用BIM的三維可視化，及時將圖紙存在的問題向設計單位反饋并及時解決，避免出現工期延誤和返工。

3.2 可視化交底

傳統的交底利用二維圖紙，紙質工序交底，存在溝通難，交底不透徹等問題，將構件通過模型建立出來，根據三維模型，通過旋轉、剖面等多種方式展示，如圖7所示，再配以紙質化的工序交底，讓交底不在流于形式，發揮真正意義上的交底的作用，提高交底的效率。

3.3 施工方案模擬及實施

本項目自身存在臨建區域小的缺點，所以針對臨建以及后期的樣板區漫游提前做出策劃是必要的。

根據施工圖紙，經過初步的臨建設計以及地上部分的樣板區的觀摩初步設計后，組織討論方案的可行性，并制作樣板區的漫游動畫來直觀的展示漫游路徑。

圖6 建筑、機電、場布相關模型截圖

圖7 交底使用的部分構件模型截圖

圖8 臨建及樣板區漫游動畫截圖

圖9 專業進度計劃模擬動畫截圖

各專業所建立的模型，結合現場提供的施工計劃，對建筑，結構，機電分別按照施工進度計劃在廣聯達5D平臺、Navisworks等軟件中進行施工模擬，如圖 9所示，一者用于展示施工進度狀態，二者可以根據計劃進度和實際進度進行對比，從而直觀地了解實際工程進度的快慢，實際進度滯后計劃進度時提醒現場采取相應措施來按時完成施工任務。

3.4 深化設計及碰撞檢查

土建結構模型深化、機電管線深化、幕墻深化是本項目BIM應用所必須的，對于已完成的結構模型和幕墻模型，在進行碰撞檢查后，根據得到的碰撞檢測結果，組織深化設計會議。根據會議討論結果，進行深化設計后，報設計單位予以確認。對于機電管線的綜合，由于機電本身的碰撞較多，在碰撞檢查之前，先組織機電各專業進行初次會議，討論出大致的排布方案后，進行管道的調整，再進行碰撞檢查及深化會議，得出圖10的調整后的管綜，將方案交由設計單位確認。

圖10 機電管綜調整前后

圖11 支吊架形式

圖12 機電留洞圖

圖13 機電管綜圖

3.5 支吊架的設計及洞口預留

機電專業管綜調整完成后，為提高整體的支架制作安裝效率以及在澆筑時預留洞口來避免后期開洞，在支吊架方面，制定了如圖11所示的支吊架形式，并在圖紙上進行定點安裝。

將調整好的三維模型應用于現場施工，現階段的二維 CAD圖紙還是必須的，實際操作中依照導出圖12～13的平面圖來指導施工。

3.6 BIM5D應用

由于各專業的模型是不同的建模軟件搭建而成，文件格式的差異和不兼容會給現場的實際施工管理帶來較大的難度，因此，平臺管理在此階段就體現出它的價值，將不同格式的文件進行格式轉換后，導入5D平臺來進行全專業的BIM模型集成，如圖14所示。

將項目編制的工期計劃導入平臺，和相應的模型綁定后，對施工的責任區進行區域劃分，從而實現工期的可視化以及資源分配的精確化，通過對施工流水段的劃分如圖16，也為交叉作業提供了依據。對區域的提量如圖17可以進行物資的定點輸送，更大的作用是有利于經營上的合理規劃、材料計劃的復核以及三算對比分析。

5D平臺具備云存儲的功能，對資料管理是一個利器，首先有利于將項目用到的工程規范、標準、圖紙、模型等導入以供實時查詢，再者對工程中出現的變更單、簽證單等，以掃描件的方式錄入，對整個項目資料起到一個很好的保存和管理作用。

3.7 智能排磚

智能排磚為什么要單獨拿出來，因為它的方便性和實用性著實讓人驚嘆，如圖 18～19所示，通過對現場的每一面磚砌墻的智能排磚和方案比對之后，不光能達到砌筑美觀，控制成本的目標，而且還實現了定點加工，精確運送，節省二次搬運以及垂直運輸的費用，效果明顯。

3.8 質量、安全管理

質量、安全的管控是所有施工企業的生命線，傳統的紙質文件流轉保存不便，對隱患問題很難做到實時的整改。應用手機APP完成對現場問題的隨手拍，通過對現場的發現問題-限期整改-結果反饋-關閉的閉環流程，來確保安全質量問題的及時整改，如圖 20，管理層可以通過管控端實時掌控安全質量問題的數量，整改情況并做出合理分析，提高項目管理水平。

圖16 施工流水段劃分

圖17 物資提量

圖18 智能排磚

圖19 智能排磚的導出砌筑量表格

圖20 質量、安全管理

圖21 VR體驗館

3.9 BIM+VR應用

引進VR技術如圖21，主要是出于兩個目的。首先，在安全方面實現了安全的教育體驗，身臨其境的體驗必然會提升所有人員的安全意識，同時，通過BIM模型的導入，不進入施工現場就可以直觀的感受建筑的建造和完成狀態。

3.10 BIM+無人機技術

項目通過引進基于BIM的無人機技術，設置無人機拍攝航線及固定拍攝點，獲取每個時段現場人、材、機布置情況及形象進度。助力項目實時掌控和調整施工部署，并最終獲得整個項目的建造影像資料如圖22，提高了工作效率。一些危險區域使用無人機進行質量和安全隱患的排查對管理人員是一種有效的保護。

3.11 智慧工地

大樹智能科技中心項目還采用了智慧工地的平臺，如圖23所示，能夠將在5D平臺所積累的各種數據以一種更加直觀的方式在現場的大屏中展示出來，做到 BIM的模型數據展示和應用，將項目的生產進度、環境檢測、質量安全管理、經營管理、遠程動態的監控等多個模塊在統一的平臺展示，一目了然。

智慧工地平臺還能做到將現場現場揚塵、溫度、濕度、風力、風向、監控、臨邊防護、塔吊等設備的數據自動采集，滿足項目目標監控，實現智能化科學決策，并且可以設定警戒值，自動控制設備啟動關閉，如揚塵達到警戒值時自動控制霧炮、塔吊噴淋、圍欄噴淋啟動，實現自動降塵;對臨邊防護警報做到模型自動定位，及時處理存在問題；對塔吊做到及時監控，超重限位報警等。

圖23 智慧工地界面

表4 效益分析

4 應用效果

本項目從施工初期根據工程特點決定應用BIM技術以來，為施工總承包方帶來了客觀的經濟效益，經過經營和成本部的測算，得出了表 4所示的大樹智能科技中心的效益分析，總計節約了資金 265萬，節約了工期63天。

BIM的應用帶來的不僅僅是經濟上的收益，具體形象的三維展示，絢麗多彩的視頻動畫對企業的形象是一種提升，同時，更為透明化的資料管理，更加精細化的質量安全管理給企業和社會帶來的價值是無法估量的。

5 總結

5.1 創新點

大樹智能科技中心項目作為企業BIM中心的主要試點項目，在盡可能全面地應用和發掘BIM基礎應用點的同時，也進行了創新點了探索。VR和無人機技術的引入提高了現場質量安全的可視化管理，同時5D平臺和智慧工地兩個平臺的引入為BIM的落地提供了支撐，通過打通兩個平臺的數據，成功做到了各個應用模塊的集成管理和展示。

針對BIM5D平臺、信息化平臺、物聯網平臺、智慧工地平臺，其中BIM5D平臺和智慧工地平臺做到很好的對接，BIM5D的模型數據可以直接在智慧工地平臺使用，BIM5D和智慧工地平臺的安全質量經營數據是完全同步的，數據可以在任意平臺上輸入，保證了數據的唯一性。對于物聯網平臺，使用鏈接的方式，將物聯網平臺的數據鏈接至 BIM5D、智慧工地平臺，達到只在物聯網平臺輸入數據，便可同時 BIM5D、智慧工地平臺、物聯網平臺同時輸出相同數據的目的。而信息化平臺開發較早，現階段仍單獨使用，其他平臺的如需要使用信息化平臺需要另行錄入，信息化平臺與其他平臺的打通的工作正在進行。

5.2 經驗教訓等

在大樹智能科技中心項目中，通過對BIM技術較為完整的應用，為企業的BIM標準的新版修訂提供了依據，也為后期其它工地的批量化BIM應用和應用點的選擇提供了實例參照，對企業的BIM進程是一個相當大的進步，在實施的過程中，發現并解決了很多實際問題，但依然存在下面兩個比較迫切的問題。

（1）目前幾個BIM工程試點項目，針對各個應用點均由企業BIM中心進行完全的應用點跟蹤實施，對于后期BIM的全面展開，在實施上會存在問題，在下一階段，建立完善的項目級BIM團隊，為項目級BIM團隊培養人才，明確企業級BIM中心和項目級團隊的職能分工迫在眉睫。

（2）現階段企業應用到的平臺有 BIM5D平臺、信息化平臺、物聯網平臺、智慧工地平臺，四個平臺運行的同時，發現目前存在有數據要重復錄入的問題，增加了錄入人員的工作量，并且在數據發生偏差時產生的檢查工作也很繁瑣。目前已經打通了 BIM5D平臺與智慧工地平臺的數據，下階段計劃將四個平臺的數據全部打通，只有這樣，精細化、標準化、信息化的管理才能更上一個臺階。