淺談BIM應用

叢樂

摘 要 隨著BIM技術的逐漸成熟，各大設計院相繼成立了自己的BIM工作室，作為一個獨立的部門，指導施工過程中管道碰架的問題。本文基于沈陽萬科春河里項目，詳細闡述了BIM在整個項目中的作用，從項目建筑設計階段的模型到施工階段管道設備優化階段，BIM都體現了獨到的價值。盡管如此，BIM依舊是各大設計院的附屬，并沒有建立自己的完整體系，即設計、成本、施工、運營全程BIM，本文在此基礎上提出了展望，并對BIM的未來發展給出了良好的預測。

關鍵詞 BIM；模型；施工技術

BIM（Building Information Modeling）技術是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可，它可以幫助實現建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合與一個三維模型信息數據庫中，設計團隊、施工單位、設施運營部門和業主等各方人員可以基于BIM進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展[1]。

本文基于實際工程項目，詳細闡述了BIM在整個項目中的作用，從項目建筑設計階段的模型到施工階段管道設備優化階段，BIM都體現了獨到的價值。

1 沈陽萬科春河里三期綜合樓項目

1.1 項目概況

萬科春河里三期綜合樓項目坐落于沈陽市沈河、和平區交界、彩電塔西北150米之處，建筑面積約11萬㎡，該建筑為辦公用樓兼酒店、商場、地下停車、設備用房等。主樓地下1層平面為地下車庫，地上1-5層平面為商場，6到37層為辦公樓和酒店；造型獨特，已成為當地標志性建筑之一。

1.2 項目重點難點分析

探索并研究Revit模型與各類BIM軟件在設計階段的交互方法，以及項目設計階段BIM應用點，基于BIM軟件進行設計交互式應用與研究，探索全BIM設計周期的完整流程，并研究如何將BIM模型應用推廣到更廣闊的空間。

1.3 BIM實施方案

本項目應用的軟件為Revit、廣聯達和Photoshop。具體步驟如下：①構建地形圖，進行場地規劃。②分別建立建筑、結構、機電模型。③動畫漫游，預覽建成后的建筑。④進行疏散模擬、火災煙霧模擬、結構分析、風場分析、節點分析、凈高分析、碰撞檢查。⑤通過以上分析結果優化各專業模型。⑥通過工程算量、施工場地布置、三維可視化交底、施工進度模擬等措施協助管理施工。

在建模階段，采用各專業分工協同建模。協同工作前，首先，在Revit中建立好共享工作集并賦予各自的權限，各組員在各自的工作集中協同建模完成各層的BIM模型；然后，利用Revit鏈接的方式，組裝好模型。通過碰撞檢查來排查各專業中“打架”的地方，利用可視化編程平臺Dynamo for Revit編制程序，對結構構件需要開洞的地方進行一鍵開洞。

2 BIM在本項目中的應用

利用BIM的特點，本項目主要在出圖、仿真和施工協助方面體現了重大價值。

2.1 出圖性應用

在Revit中根據工程需要，進行了房間明細表、房間色彩方案、平法施工圖以及三維鋼筋等出圖性應用。

2.2 場地應用

在項目規劃階段，采用Civil3D+Infraworks完成建筑外部場地規劃設計。

2.3 仿真模擬

采用CFD技術分析建筑周圍風場情況以及建筑表面風壓分布等；人員疏散模擬和火災煙霧蔓延的可視化分析；整樓結構分析以及局部節點有限元分析。

2.4 漫游展示

建筑內部漫游動畫以及項目展示視點動畫制作。

本項目中利用風場分析可得建筑周圍流場特性以及建筑表面風壓；局部有限元分析可評估節點抗震性能；人員疏散模擬可評估疏散通道合理性并優化進行優化；利用火災煙霧蔓延模擬可優化排煙管道。

利用BIM技術可對各專業整合模型中已知碰撞進行提前規避及優化，并在機電及暖通專業中結合碰撞檢查以及凈高分析結果進行管綜優化，進一步對現場施行有效管理。

3 結束語

3.1 BIM應用創新點

（1）探索并總結不同BIM軟件與Revit模型的交互方法。

（2）平法施工圖。由于Revit中無法直接出結構平法施工圖，對此進行了相關的探索研究，在Revit中直接導出平法施工圖。

（3）有限元分析。將BIM模型導入通用有限元程序中，數據位置信息會被保留，因此在Abaqus中不用調整構件裝配的位置，降低了有限元建模工作量。

（4）流場分析。當遇到建筑造型獨特或者建筑對風敏感時，通常要進行風洞試驗，流場分析得出的風壓系數可以用來復核風洞試驗的結果。

3.2 BIM實施的經驗教訓

（1）平法施工圖。因為平法數據均需要手動輸入，工作量也相應的增大，后續可考慮做二次開發，自動識別在Revit中配置好的鋼筋并生成平法施工圖。

（2）規劃設計。在匹配衛星圖和曲面地形圖時，人工操作可能出現誤差；Revit模型在交互式放置的過程中也存在一定的誤差；谷歌衛星地圖的分辨率有限，在分辨率要求較高時，建議采用無人機航拍的方法來獲取待建區域的照片。

（3）結構分析。在交互的過程中會遇到節點不對齊、節點贅余等情況，需要進行模型調整。

（4）局部有限元分析。鋼筋采用桁架單元模擬，在Revit中導出鋼筋模型時鋼筋不能開啟實體顯示。

（5）CFD流場分析。Revit模型在導出時需要對模型進行簡化，例如刪除建筑外墻上的門窗或者飾條等構件，因為這些構件不僅會影響網格質量，也與求得建筑表面風壓無關。另外，CFD計算對計算機性能要求較高，通常計算足尺模型需要借助計算站來完成。

（6）火災煙霧模擬。在仿真模擬過程中，網格的劃分對計算精度有一定影響，因此在分析模擬前，應做網格無關性驗證。

（7）人員疏散模擬。模型導入后需要手動識別樓板和添加樓梯、門等疏散通道；在樓板的識別中，可能出現邊緣識別不準確的情況，需要手動來調整其邊界。

3.3 BIM應用的商業價值評估

（1）一模多用，避免在設計、分析時重復建模，大大提高了設計分析效率。

（2）利用Dynamo for Revit可視化編程平臺進行二次開發可完成煩瑣的重復工作，提高BIM工程師的工作效率。

（3）通過碰撞檢查在施工前發現各專業模型沖突的地方并做出調整，減少返工，降低施工成本。

（4）通過施工進度模擬，在進度延誤時能及時發現并找出原因，提升管理效率。

參考文獻

[1] 劉波，劉薇.BIM在國內建筑領域的應用現狀及障礙研究[J].行業發展研究，2015，36（09）：20-23.