BIM技術在大型工業廠房工程建設中的應用探討

程國豐

摘? 要：大型工業廠房工程中鋼結構的建筑施工，可以利用BIM技術，對廠房內部復雜空間的施工、施工構件尺寸精度，以及施工進度、資源使用情況進行設計與控制，以保證廠房建設項目在預定工期內的完工。該文主要將BIM建筑結構、物件導向的建模技術，應用到大型工業廠房三維模型的建設中，以提高大型工程建筑施工的信息集成化水平。

關鍵詞：BIM技術? 大型工業廠房? 工程建設? 應用

中圖分類號：TU318 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0056-02

隨著我國大型工業建筑的不斷建設，工業廠房在空間布局、建筑物件裝配方面，也開始向大型化、精密化與復雜化的方向發展。如何在滿足大型廠房基本施工項目進展的情況下，提高工程建筑的裝配協調性、精密性與安全性，成為大型工業廠房混凝土建設面臨的主要難題。通過三維可視化建筑模型的設計和交底，能夠推動項目各參與方之間的協同作業，并保證工業廠房施工建設的質量。

1? BIM技術的內容概述及其主要特征

1.1 BIM技術的主要內容概述

BIM技術最早是由Autodesk公司提出的建筑設計、施工技術，其能夠通過建筑三維模型、信息數據庫、施工單位及施工流程的設計與構建，來有效提高建筑工程的施工效率、信息集成化程度，降低大型建筑工程的施工成本。現階段我國大型工業施工中，所使用到的BIM技術，通常包含revit建筑軟件、bentley工程軟件、ArchiCAD施工流程軟件等，不同軟件分別用于民用建筑、大型工業建筑、基礎設施建筑的施工中，且已在全球范圍內得到廣泛的應用與認可。

1.2 BIM技術在工業建筑施工中應用的特征

在大型工業建筑施工中，利用BIM技術開展工程結構、建筑施工資源、施工流程的組織與設計，主要具有以下幾方面特征。

（1）建筑結構的可視化。BIM技術相比于傳統“圖紙化”的建筑設計，其有著更加立體結構、更加生動真實的構件造型，不同建筑構件之間的連接也更加自然與真實。同時建筑設計與施工人員，可以通過鼠標或觸屏操作，與三維立體實物建筑展開互動，可視化頁面中能夠顯示整個建筑的具體數據信息，以便于項目設計與施工人員的進一步決策。

（2）推動建筑項目設計與建設主體的協調。工業項目建設中不同建筑結構設計、建設主體之間的協調，決定著項目能否在短時間內高效率、高質量地完工。比如，在工業廠房內墻ALC板安裝、梁體結構構件安裝、管道鋪設等環節，由于不同施工人員只是按照自身繪制的施工圖紙，進行建筑中不同環節的施工建設，這就有可能帶來管線布置、燈光照明線路走向，與工業建筑墻體、梁體結構存在沖突的問題。而BIM建筑模型、項目施工規劃等的應用，就能夠妥善解決項目建設主體、建筑內容之間的流程協調難題，并保證大型工業建筑照明、排水、防火防塵等內容的布置與協調。

（3）對工業建筑后續運營維護的模擬與優化。多種BIM技術在建筑施工中的應用，不僅能夠模擬出建筑物的整個架構模型，還可以對建筑完工后的光照與節能、緊急安全疏散等環節進行模擬。通過4D模型中建筑物剖面的切割，項目設計與建筑施工人員，能夠得到建筑物的物理、化學、構建聯結規則等信息，來幫助建筑物施工人員對多種配套設施做出優化。

2? BIM技術在大型工業廠房工程建設中的應用

2.1 Revit軟件在廠房建筑模型碰撞檢查中的應用

大型工業廠房工程的建筑施工前，可以借助于revit建筑軟件，對整個建筑施工結構模型進行碰撞檢查。碰撞檢查主要圍繞建設項目的模型、建筑構件圖形元素，進行墻體、梁體框架、結構柱、欄桿扶手等圖元元素的碰撞檢查。之后通過運行Navisworks軟件的碰撞對象檢測功能，查找碰撞報告中存在的碰撞構件ID號，并導出碰撞報告，發現建筑施工可能存在的真實尺寸構件、施工環節的差錯問題，然后進行施工圖紙的核對與修改處理。

2.2 BIM技術在廠房鋼結構、內墻（ALC板）中的深化應用

一般大型工業廠房的主體構架為鋼結構，預制鋼構件在零件尺寸設計、零件裝配過程中，存在著安裝節點復雜、節點連接與質量控制困難，以及預制構件與現有設計圖紙不匹配的問題，以至于影響工業廠房建筑的施工精確度。因此利用Tekla structures鋼結構詳圖設計軟件，構建混凝土梁柱、其他桿件節點互相連接的三維模型，對建筑中不同構件的尺寸精度、安裝位置、安裝定位坐標進行測量與控制，可以有效解決鋼結構構件預制生產、安裝的規范設計及定位問題。

同時在工廠廠房內墻施工中，通常采用ALC板墻體材料進行墻內照明通風、給排水、電器、消防等管線的設計，然后將鋼結構柱體預制進ALC板，來保證ALC板材的標準高度、平整度與安裝精度。之后針對廠房建筑內多種管線、門窗建筑模型，運用BIM技術展開ALC板材的參數化建模與留孔，包括門窗留孔、鋼結構構件留孔、機電留孔等，盡可能保證ALC板留孔與設計圖紙的一致性。特別對于ALC板導入鋼結構構件、機電模型的情況，要根據機電管線排布，進行ALC板三維模型的剪切與孔洞預留，并利用BIM技術的可視化模型，對鋼結構導向角進行精度調整、安裝與焊接，從而提高大型工業廠房建筑施工的安裝精度、工作效率。

2.3 BIM技術在工業廠房工程建筑施工中的應用

在完成廠房建筑三維結構、建筑構件的設計后，需要依托BIM技術進行施工方案的交底，包括施工流程交底、技術交底等。大型工業廠房項目設計部門，可以將施工流程制作成網頁，由施工人員使用手機掃描二維碼，來查看施工建筑的三維結構視頻，指導施工人員開展廠房中各功能區的布置。之后利用無人機+BIM技術的方式，對廠房傾斜程度、場地平面布置情況做出測量與安排，對施工加工棚、塔吊等器械設備進行合理規劃，選擇恰當施工工藝、土石方堆場方式，來完成施工用地的緊湊安排與布置，以實現施工流程平穩有序、施工質量滿足招標要求。

2.4 BIM技術在工業廠房建筑運營維護中的應用

大型工業廠房建筑建設中的運營、維護，主要包括建筑構件檢查、修復，以及廠房建筑使用環境的模擬仿真。通過利用revit建筑軟件、bentley工程軟件等，可以完成工業施工整個生命周期的仿真模擬，包括建筑主體結構、部分零件在使用過程中，隨著時間而不斷出現損耗、腐蝕等變化情況，并提出較為全面客觀的建筑構件維護、管理方案。而對于工業廠房建筑質量安全的模擬，則使用Pathfinder應急疏散仿真工程軟件、VR虛擬現實技術，進行大型工業廠房環境的全景搭建，對建筑出現施工故障、倒塌等緊急狀況，做出力學模擬與逃生規劃，設置正確與合理的生命安全逃生路線，來減少后期建筑使用、維護所帶來的安全問題。

3? 結語

BIM技術在大型工業廠房建筑施工中的應用，主要通過三維建筑模型搭建，以及工程構件連接、施工流程的模擬，對傳統單一化“圖紙”建筑施工模式進行改革。利用revit、bentley及ArchiCAD建筑施工軟件，可以搭建起可視化的三維立體建筑模型，對廠房建筑的多種施工構件參數進行協調與優化，并強化建筑項目設計部門、建設主體之間的溝通與銜接，以實現廠房施工中不同工序更加合理、工程建設的精度更高。

參考文獻

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