城市綜合體裝配式建筑中的 BIM+ 集成化應用

霍如禮，王 云，李 想，李 廣，史建勛，張曉斌

（中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 201499）

隨著建設領域的快速發展，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術的應用已非常成熟，在當今項目管理模式中扮演著重要角色，越來越多的建筑企業和項目開始探索 BIM 技術的多專業、多層級應用，并形成了豐富多樣的 BIM＋ 集成化應用。以高精度的模型作為基礎，提取傳統二維圖紙無法實現的項目所需信息，貫穿至設計、施工、技術、商務、安全、材料等項目管理應用中，以可視化、精細化的特點輔助項目管理。

當今建筑領域，裝配式建筑已日趨成熟，并且廣泛應用于公共建筑，但其在大型城市綜合體項目中還是很少?？蚣芙Y構與 PC 技術結合的工程特點是深化設計難、工期緊、場地布置復雜且預制構件容錯率低，因此在此類建筑中探索 BIM＋ 集成化的應用尤為重要。

1 工程概況

上海市奉賢區07F-01 地塊城市綜合體項目是一個集購物中心、商業街、商務辦公樓、公交首末站（含社會停車）、地鐵站為一體的大型城市綜合體項目。地下2F 為現澆混凝土結構，地上為裝配整體式框架結構及裝配整體式框架-核心筒結構，設計有7萬 m2的萬達廣場、約4萬 m2的商業街和約5萬 m2的高端寫字樓。項目占地面積51879.1 m2，總建筑面積約 26.3 萬 m2，預制裝配率達 40%。主要預制構件包括預制疊合板、預制疊合梁、預制樓梯、預制柱等。

2 BIM＋ 集成化應用

2.1 BIM 實施概況

以 BIM＋ PM（Project Management，項目管理）集成應用為主線，圍繞此核心開展各項 BIM＋ 集成化應用，并貫穿整個項目施工全過程。這也是本項目 BIM 管理工作的關鍵。本項目 BIM＋ 集成化應用主要分為 BIM＋PM、BIM＋數字化加工、BIM＋3 D 掃描、BIM＋ 虛擬現實、BIM＋ 二維碼、BIM＋ 無人機等集成化應用。通過上述 BIM＋ 集成化應用，輻射于項目各職能部門的系統性管理，提升總承包管理能力。

本工程結構形式為裝配整體式框架結構，其決定結構 BIM 模型必須具備高精度的預制模型、統一標準的構件族、預制與現澆模型扣減等特點。

2.2 BIM＋PM 集成應用

通過 BIM 軟件與某 BIM 協同管理平臺之間的數據轉換接口，充分利用 BIM 的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特點，配合項目管理的流程、統計分析等手段，改變傳統建筑項目管理模式。并以集成化的協同管理模式，實現工程數據的快速產生、共享，提高項目分析和決策能力。

2.3 BIM＋ 數字化加工集成應用

利用 BIM 軟件建立高精度預制混凝土構件族，在預制構件族中固化所有設計參數，確保預制構件模型中的幾何參數可轉化為數字化加工所需的數字模型，預制構件加工廠可根據該模型進行數字化加工。本工程預制構件種類繁多且復雜，BIM 工作室建立預制構件標準化族庫，每個預制構件均采用參數化建模，并移交給構件廠參數化構件族模型用于預制構件生產的數字化加工。BIM＋ 數字化加工集成應用既可縮短裝配式建筑的建造周期，也容易掌控預制構件的加工質量，提高施工效率和工程質量。

2.4 BIM＋3 D 掃描集成應用

利用三維激光掃描技術對預制構件質量數據進行采集、統計，并載入裝配式建筑質檢平臺內與 BIM 質檢信息對接比對，對不合格項進行跟蹤、預警。檢測內容包括預制構件外觀尺寸、預制構件粗糙度、預制構件安裝垂直度等內容。本工程采用 FARO Freestyle3D X 掃描儀，可快速且可靠的以三維方式記錄空間、結構和物體并創建高精度點云，能夠實現對預制構件結合面粗糙度、外觀尺寸等進行檢測，從而判斷預制構件質量是否合格。

2.5 BIM＋ 虛擬現實集成應用

采用先進的 BIM＋VR 虛擬現實技術，建立與工地的實景模擬，以三維動態輸出工地安全隱患場景，實現動態漫游、真實感受，最終現實預防安全事故的目的。另一方面，BIM 與虛擬現實技術的集成應用，可有效提高模擬的真實性，改變單純利用 BIM 技術模擬的單一性，利用虛擬現實技術可將活生生的建筑展示在眼前，并且可將任意相關建筑信息整合于已建立的虛擬建筑場景，進行多維度信息交互。在虛擬的三維場景中，可以實時切換不同施工方案，有助于比較不同施工方案的優勢與不足，以篩選最優施工方案。

2.6 BIM＋ 二維碼集成應用

利用 BIM 模型提前規劃工程的質量樣板，采用 BIM 樣板模型結合二維碼的形式，明確實體樣板的做法、質量標準、驗收標準等信息，以 BIM 質量樣板指導實體工程的施工。同時，BIM＋二維碼的集成應用改變了傳統質量驗收方式，通過對實體構件張貼質量驗收二維碼，二維碼中包含了構件在 BIM 模型中的位置及混凝土構件信息、實測實量數據、檢查結論等相關驗收信息，并將相關質量驗收信息儲存于協同管理平臺內以便數據的保存。

2.7 BIM＋ 無人機集成應用

對于大型裝配式建筑而言，預制構件場地布置一直是難點及重點，只有合理有序的保證預制構件的堆場布置才能保證工期，這就要求項目部必須隨時掌握施工現場的實時動態，并根據現場實時動態合理規劃預制構件及其他材料堆場布置。傳統的現場平面布置是根據二維平面圖及現場勘查方可確定，這種方式無法保證高效的現場動態管理。但無人機與 BIM 技術的集成應用則有效解決了這一難題。無人機可快速捕獲現場實時動態，并將場地實景反饋于 BIM 模型中，在 BIM 模型中快速合理的規劃施工道路、臨時設施及堆場的選址布置。通過 BIM＋ 無人機集成應用，能在施工勘查過程中獲取到更為精準的工程數據，合理進行施工組織，提升施工效率。

3 結語

隨著 BIM 技術的發展，越來越多企業和項目開始探索更深層次的 BIM 應用。從過去的單一型應用轉變為多樣化應用，從點對點應用轉變為協同管理應用，從基礎型應用轉變為集成化應用，但目前在大型城市綜合體項目中的 BIM＋ 集成化應用可借鑒的經驗尚少。本項目通過對 BIM 各類集成化應用的探索與研究，制定了 BIM 實施策劃和建模標準，進行了技術、質量、安全、生產、物料等全方位的分析應用，在總承包項目管理中扮演著重要角色，也為 BIM＋ 集成化應用提供了良好的借鑒。