“BIM+”在工程建設中的應用

湯易之

摘要：當前環境下，隨著BIM技術的普及，“BIM+”是目前建筑行業的熱點方向。本文以某工程應用為背景，分析了BIM技術應用的必要性，介紹了其中BIM技術的應用。以BIM模型為基礎進行了設計方案的碰撞檢查，避免了工程返工;利用BIM技術可視化的特性對設計重難點部位進行深化設計，優化空間布置，提高工程質量;結合3D打印技術，為復雜節點制作3D打印模型，指導技術可視化交底;結合VR虛擬現實技術，真實呈現建筑施工效果，提高與業主的溝通效果，便于設計方案修改;基于BIM模型建設管理平臺，提高工程管理水平。

Abstract： In the current environment， with the popularity of BIM technology， "BIM+" is the hot spot of the current construction industry. This paper takes Xiaomi Mobile Internet Industrial Park as the engineering background， analyzes the necessity of BIM technology application， and introduces the application of BIM technology. Based on the BIM model， the collision check of the design scheme helps to avoid the engineering rework. The visualized features of the BIM technology are used to deepen the design of the difficult parts， optimize the spatial layout and improve the engineering quality. Combined with 3D printing technology， 3D printing model is made for complex nodes to guide the technical visual disclosure; combined with VR virtual reality technology， the construction effect is truly presented， the communication effect with the owner is improved， and the design scheme is easy to be modified; based on BIM model construction management platform， the project management level is improved.

關鍵詞：BIM+技術應用;3D打印;虛擬現實;管理平臺

Key words： BIM+ technology application;3D printing;virtual reality;management platform

中圖分類號：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）19-0240-03

0 ?引言

在全球信息化的趨勢下，隨著BIM技術的誕生，建筑業也步入了信息化的進程。BIM技術可以說自出現起，就改變了建筑行業的發展路線，而且在我國政策的大力扶持下，建筑行業也朝著“BIM+”的方向穩步發展[1-3]。

BIM技術是關于建設項目所有信息的信息化表達，以三維數字模型為載體，集成項目建造過程中的全部信息文件和材料屬性。作為信息載體上的突破，BIM技術的運用，可以極大的提高建筑設計及項目施工、管理的能力。而”BIM+“即以BIM技術作為載體，將其他高新技術融入至建筑行業，為工程建設服務，進一步提升建筑水平，是目前建筑行業的主要發展方向[4-7]。

本文以某互聯網產業園為工程背景，介紹了BIM技術在工程中的應用，以及工程中對于”BIM+“的探索[8]。

1 ?工程介紹

1.1 工程概況

案例產業園項目工程，地上8棟單體，地上14層，地下4層，共可容納約20000名員工。總建筑面積348006m2，其中地上建筑面積213357m2，地下建筑面積134649m2。建筑結構形式為框架剪力墻結構，設置平板式筏形基礎。

1.2 BIM技術應用必要性

①建筑面積34.8萬m2，地上8棟單體，體量大，質量要求高，平面動態管理難度大。基于BIM平臺，進行項目全生命周期的應用，統一協調、統一管理，做好方案、交底、深化工作。

②機電管線復雜，機電機房設備眾多，施工周期長。基于BIM技術進行BIM+模塊化裝配式機房施工，將大大縮短安裝工期，提高安裝質量。

③業主設計方案確定進度慢，物業管理難度大。建立BIM模型，利用BIM+VR進行虛擬模擬，協助確定設計效果，并交付業主一套完整的BIM模型，用于業主物業管理。

④作為BIM+智慧工地試點項目，BIM+智慧工地初步應用及推廣，提供經驗管理平臺，為整個建筑業智能發展添磚加瓦。

2 ?BIM技術應用

建立BIM模型之后，可以利用模型相對于傳統2D圖紙信息化、可視化的屬性，進一步開發BIM技術的價值。用戶可以利用BIM模型更高效的獲取所需要的信息，優化先期設計，提高工程管理水平，加強技術交底效果。

2.1 BIM碰撞檢查

BIM技術相較傳統2D圖紙最大的優勢之一就是可以提前發現土建結構設計與機電管道設計中的設計碰撞，在設計階段提前發現，提前找到解決方案，減少了施工中發生紕漏的情況，可以很大程度上提高施工效率，減少工程返工。

在本項目中利用BIM進行碰撞檢測，檢測地庫四層管線碰撞點多達2376處，將碰撞檢測報告提交監理、業主、設計單位審核，在工程施工前，通過管線優化設計，提前消化解決這些碰撞點，既能減少工程返工帶來的經濟損失，又能有效的節約工程工期。（圖1）

2.2 BIM深化設計

充分運用BIM可視化、協調性、優化性的技術優勢，對機房、坡道、停車位、樓梯間、復雜管線、重難點等部位進行深化，保證空間分布合理，管線設備整齊劃一，優化現場施工工藝，提升現場施工效率，提高施工質量。

2.3 BIM+3D打印

項目采用3D打印熔融沉積成型技術，通過計算機建模軟件建模，將模型文件轉換成3D打印機可識別的標準文件格式STL格式，使用噴墨的方式，在噴頭內熔化材料，以沉積塑料纖維的方式形成薄層，將這些截面逐層地打印出來。

BIM+3D打印快速、低成本、環保，關鍵節點及復雜節點與建筑設計實現了可視化與無障礙溝通，節省了大量的材料和時間，并指導加工廠可視化制作和現場交底。（圖5）

2.4 BIM+VR

利用BIM+VR技術，讓體驗者進入虛擬環境對細部節點、安全質量進行學習，合理規劃場地布置、提高方案質量，做到既環保又高效。加上手柄操作，模擬施工現場，并且連施工所需的各類構件以及完成時的建筑模樣都可以真實呈現出來，使體驗者提前查看工程效果，為設計方案修改和現場施工節約時間。

3 ?BIM管理平臺

為滿足工程建設中各參建方對于工程管理與工程寫作的相關訴求，建立一個全生命周期的BIM管理平臺必不可少。管理平臺不僅支持pc網頁端，為了便于施工管理，同時設計了app端，可以在施工過程中及時上傳、更新工況。基于信息化集成平臺，將互聯網+、物聯網、大數據、云計算等工地信息化與BIM、室內定位、智能機器人、智能交互終端、3S等工地智能化建造技術有效結合，并將與之相關的上下游鏈條、管理層鏈條進行深度挖掘共享，用以進行聯動性管理，為工程管理實施過程降本增效。

3.1 質量、安全管理

在本工程中，與管理平臺有配套研發的現場管理APP，基于手持終端進行質量管理與安全管理，現場管理人員應用手持終端將質量問題與安全問題采用“圖釘法”定位在BIM模型中、分包根據圖釘位置進行查看，整改，并通過手持端進行照片整改回復，實現無紙化、高效質量監管，如圖6。

3.2 遠程監控

合理布置現場監控，在WEB端輕量化模型中在相應位置標示出來后同監控后臺連接，在辦公室即可通過轉動三維模型點擊相應位置攝像頭查看現場實時監控畫面，強化安全監督管理。通過水表、電表實時數據上傳，可以隨時統計和監控當前消耗用電量、用水量，通過總體調控從而節水、節電以達到四節一環保的目的，如圖7。

4 ?總結

BIM技術在現代建筑業中的重要性不可言喻，越來越多的新技術、新科技融入到“BIM+”之中。本文分析了BIM+智慧工地助力移動互聯網產業園順利建設的幾大工具及其發揮的作用，主要結論如下：

①利用BIM技術可視化、信息化的特點結合3D打印技術、虛擬現實技術，可以更好的開展技術可視化交底，保證工程質量，也可以提高參建方與業主間的溝通效率，促進項目決策。

②利用BIM技術相關碰撞檢測軟件，可以提前發現以往直到施工才能發現的設計錯誤，優化圖紙設計，減少工程返工，提高工程質量，避免不必要的工程浪費與延誤。

③利用基于BIM技術的智慧工地管理平臺，可以加強工程管理力度，將工程的所有數據、信息標準化、集成化，實現全無紙化管理，推動后期智慧管理運維。

參考文獻：

[1]鄭華海，劉勻，李元齊.BIM技術研究與應用現狀[J].結構工程師，2015，31（04）：233-241.

[2]張秋信，劉天成.BIM技術在平塘特大橋設計中的應用[J].公路，2019，64（09）：27-31.

[3]Kristyna Pruskova，Jiri Kaiser. Implementation of BIM Technology into the Design Process Using the Scheme of BIM Execution Plan[J]. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering，2019，471（2）.

[4]張建平，李丁，林佳瑞，顏鋼文.BIM在工程施工中的應用[J].施工技術，2012，41（16）：10-17.

[5]鄭小云.BIM技術在設計優化及智慧工地建設的應用研究[D].浙江大學，2018.

[6]馬凱，王子豪.基于“BIM+信息集成”的智慧工地平臺探索[J].建設科技，2018（22）：26-30，41.

[7]建筑施工行業智慧工地應用現狀調查與分析——《中國建筑施工行業信息化發展報告（2017）——智慧工地應用與發展》摘編[J].建筑，2017（16）：31-34.

[8]楊曉毅，李立洪，陸建新，羅世聞，唐新原.基于BIM技術的特大型多方協作智慧管理[J].土木建筑工程信息技術，2018，10（05）：16-24.