淺談BIM技術在展覽館項目設計階段的應用

(西南科技大學土木工程與建筑學院 四川 綿陽 621010)

引言

建筑信息模型(Building Information Modeling)將傳統的CAD二維設計轉變為三維信息集成設計及應用，BIM技術既是模型結果,也是建模過程,其服務于建設項目從設計、施工、運營維護到改建的全生命周期。[1]

在設計階段開始使用BIM協同性設計、碰撞檢測、凈高分析、可視化技術交底等功能，可促進各專業設計間的溝通與協作，減少碰撞及設計變更，提高設計效率，加強和業主間信息交流的有效性，及時進行設計方案的優化。

一、BIM技術應用現狀

目前很多設計單位的工作模式仍以二維為主，對設計中存在的錯漏碰缺以及管線優化布置由施工企業在施工階段對照二維設計圖紙翻模后進行，屬于被動的設計優化。而市場上絕大部分BIM公司獨立于設計院而存在，為設計院的下游產業，在涉及專業設計調整、規范尺度把握方面存在不足，建立的模型可能偏離真實情況，對模型的利用分析能力受限，很難提供專業的優化意見，及施工指導資料[2]。可見整個行業各專業之間在設計階段并未發揮三維模型協同技術的效果。

二、BIM技術在設計階段的實現手段

BIM技術優勢的發揮在于從公共工程設計階段開始，以業主作為主導方，設計與施工方參與的方式在設計階段應用BIM技術進行設計優化。圖一為基于BIM的協同設計流程。

設計單位以業主的設計理念為主，利用BIM技術可視化、模擬化、協調性、可出圖性等優勢，以BIM技術為輔助手段，對關鍵施工工藝和技術方案運用三維立體設計進行可視化技術交底，搭建模型后導入到分析軟件進行全面的錯漏碰缺檢測以及管線優化設置[3]，做到在設計階段優化設計和施工方案，減少施工過程中的設計變更及工程返工，提高設計質量和可施工性，從而降低工程成本、加快進度，實現全方位的建筑施工管理水平的提升。

圖1 基于BIM的協同設計流程

三、基于BIM的管線優化在展覽館的應用實例

以某展覽館項目為例，業主方聘請專業的BIM咨詢公司，當施工圖設計完成后交由BIM咨詢方進行全專業模型的建立，完成碰撞檢查、凈高分析、管線初步排設后出具碰撞檢查報告及管線排布三維視圖，三方(業主、設計、施工)召開協調會議解決存在的問題。

工程概況：

展覽館是以規劃為主線的藝術性展覽體驗公益場館，總建筑面積29885.98m，地上五層，地下一層。管線系統分為排水系統、機電系統、通風系統、消防噴淋系統等。該項目面臨系統多，各專業施工存在互相影響等問題。

1.協同設計下創建三維信息化模型

BIM技術的出現,使得項目的各專業設計可基于BIM協同平臺進行及時和有效的數據交流,解決設計信息不對稱和延時問題[3]。BIM協同設計的運用必須創建三維模型，根據本項目的特點和市場現有BIM建模軟件類型分析，利用BIM技術核心建模軟件Revit創建本項目的三維信息化模型，同時為后續工作奠定基礎。

利用Revit進行協同建模設計的方式主要有兩種。第一種是采用中心文件的方式進行模型創建。第二種是模型鏈接方式，可實現多人同時分區域、分專業建模，最后通過鏈接方式將多個單體模型整合為一體。本項目由于專業項目復雜、工作地點發生過多次變化故采取第二種方式建模，實現各專業之間和各單體之間的協同。圖2為創建完成的模型。

圖2

2.碰撞檢測

將建立好的BIM模型導入Navisworks對土建、設備、安裝進行碰撞檢查，發現本項目模型碰撞點836處，導出碰撞檢查報告836份并提交設計方，在圖紙會審前進行修改實現前期管線綜合優化。模型中每個碰撞對象都對應一個ID號，工作人員可以通過對應ID號在Revit中快速精準定位各專業的相互碰撞點，針對相應的構件直接進行修改。圖3為管道修改前后的三維模型效果圖。

圖3 管道修改前后的三維模型效果圖

3.凈高分析

在走廊、大廳等區域進行凈高控制能提升使用者的視覺效果；在地下室使用凈高控制能在相同凈高的要求下，利用BIM管線綜合，在項目中降低層高，可為土建節省可觀的造價。

本項目中，將模型文件導入Fuzor，提前檢查各區域的凈空高度，結合Navisworks中碰撞分析報告，解決凈高不足問題并滿足安全洞口防護要求，進一步優化管線空間布局，并出具管線排布三維視圖(圖4)。圖5為地下室管線凈高分析。

圖4 具管線排布三維視圖

圖5 地下室管線凈高分析

4.可視化技術交底

本項目利用三維模型可視化交底功能,針對性地為現場一線工人進行講解,使作業人員對關鍵工藝的施工流程和質量要求有更直觀的理解,從而降低返工率,節約成本,保證工程質量。同時還運用三維模型的可視化特點及時和業主進行有效的信息交流，提高建筑性能和設計效率。

四、結語

通過BIM技術協同設計建模、碰撞檢測、凈高分析、可視化技術交底，實現在設計前期解決沖突及空間與構件間距離不足等問題，提前發現設計圖紙中“錯、漏、碰、缺”等問題，進行管線初步排設從而減少在建筑施工階段可能存在的錯誤和返工，以最實際的方式體現降本增效、加快施工進度，為項目創造出實際的價值。