BIM技術在某綜合辦公樓項目中的應用實踐

楊洋

【摘要】以中國核動力研究設計院設計研發大樓項目為工程背景，基于BIM技術理念，借助Revit和Navisworks軟件平臺，搭建項目BIM模型，從模型的碰撞檢查和施工漫游模擬等方面，闡述BIM技術在該工程項目管理過程中的具體應用。實踐結果表明，通過項目BIM模型的創建、使傳統不同專業設計圖紙缺少互通校對的問題得到了有效解決，通過對項目BIM模型各專業的碰撞檢查分析，有效解決了項目施工前各專業的碰撞問題，減少了錯、漏、碰、缺和返工的情況，大大提高了施工效率。通過BIM技術可以預先模擬整個施工過程，使管理人員能夠對施工過程中的各個節點、難點提前預知，便于實際施工過程中的項目管理，通過BIM模型對項目進行4D 模擬、動態演示，可以實時進行動態監控、追蹤施工實際進度，促使項目進度管理更加精細化。

【關鍵詞】BIM技術;模型;碰撞檢查;施工漫游;施工模擬;BIM;4D

【文獻標識碼】A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

目前全球正逐漸步入全面信息化的時代，信息已成為主導全球經濟的基礎。在制造業、金融業、電子行業，信息技術早已成為提高生產率以及競爭力的核心手段。而作為我國重要經濟支柱產業之一的建筑業，正逐漸暴露出其相對于以上行業的低效率[1]。

在建設項目整個生命周期中參與方眾多，產生的信息類型復雜，形式多樣，數量龐大，因此在項目管理的過程中，往往會出現信息溝通不暢、不及時和普遍存在的“信息孤島”現象，導致建設項目整個生命周期中信息流失現象嚴重，在很大程度上制約了建設項目管理水平和管理效率的提高。

在信息高度發達的今天，對于建設項目的管理已經轉變為對建設項目信息的管理。因此，必須及時采取先進的信息管理技術和方法，提升整個建筑業的管理水平，促進建筑業的發展。而建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）的出現，正是迎合了信息化技術的要求，其對于信息的交流與共享、提高決策速度與準確性、降低成本、提高施工質量、保證施工進度等方面具有顯著的價值優勢。

1、項目概況

設計研發大樓為中國核動力研究設計院重點建設項目，也是院內近年來單體建筑面積最大、投資最大的建設項目，功能為設計研發人員辦公使用，建筑面積47389m2，其中地上39659 m2，地下7730 m2，建筑由塔樓和裙樓構成，塔樓地上19層，地下1層，采用框架-剪力墻結構，總高度83.3m。

2、BIM技術概述

建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是一個以三維數字技術為基礎的工程數據模型，集成了建筑工程項目的各種相關信息，為建筑全生命周期（包括項目提出、可行性分析、構思階段、設計階段、施工階段、運營階段、拆除階段）提供數據分析，如圖2-1所示，以實現協同作業及提高生產率的信息技術，同時促進建筑行業的持續發展和進步 [2][3]。BIM 模型承載著項目的各項信息，作為中心平臺摒棄了常規的線性管理模式，實現項目全生命周期的信息利用、傳遞與共享。

BIM技術具備可視性、模擬性、協調性、優化性和信息輸出方式多元化的特點，通過集中整合建設項目中不同階段的各類信息，實現項目參建各方信息的實時共享，如圖2-2所示，減少了信息傳遞過程中的流失，通過直觀的三維模型實現項目虛擬建造，減少了資源的浪費，提高了建設項目管理效率，有效地幫助工程建設項目從粗放式、低技術含量向精細化、現代化方向改進。

3、BIM技術在設計研發大樓項目中的應用

3.1 BIM模型建立

本項目選擇的核心建模軟件為 Autodesk Revit 2017，碰撞檢測、4D 模擬軟件為 Autodesk Navisworks Manage2017，平面圖繪制軟件 Autodesk AutoCAD 2014，具體建模流程如圖3-1所示。

將上述各專業模型整合到一個模型中，如圖3-2 所示為設計研發大樓建筑模型，圖3-3為一層機電安裝模型。可以看到BIM 技術可以把復雜的項目通過模型更加真實、直觀的反映出來，使各設計專業之間相互反饋，及時發現問題，大大提高了項目管理效率。

3.2 碰撞檢查

基于 BIM 技術可以將給排水、暖通、電纜橋架等安裝管線和建筑物的梁板柱通過三維模型進行展示，這樣能夠清楚地反映各專業管線的標高、走向以及與建筑結構的位置關系，再將建好的 BIM模型導入 Navisworks，進行碰撞分析，生成報告如下圖3-4。

傳統的建設項目在設計及施工階段，建筑和機電兩個專業往往是相互獨立、缺乏溝通的，所以在實際施工過程中常常會發生各專業相互碰撞、打架的問題。在 BIM 三維模型建立后，通過碰撞檢查可以提前發現問題和矛盾并進行調整修改，優化后的模型可以用來指導項目的實際實施，使得項目在實際施工中各個工序間能有效銜接，很大程度上減少了傳統二維平面圖中錯、漏、碰、缺等問題的發生，避免了在項目實施過程中因交叉碰撞而導致的停工、返工問題，對提高工程項目質量、實現進度目標產生積極的作用。

利用集成整合后的BIM 模型進行管線優化排布，可以有效的避免碰撞和返工，既提高了管線排布施工的工作效率，又保證了施工作業的空間，克服了傳統平面圖紙管線排布多次摸索施工的弊端，如圖3-5為優化前后的管線排布，實現了對管線排布較多的共用區域的凈空優化，同時借助 BIM 技術可以進行可視化深化設計和圖紙會審工作，保證了項目各參與方能夠依托直觀的BIM模型進行高效的溝通協調。

3.3 施工漫游及模擬

將模型導入 Navisworks 中還可以實現漫游功能，在漫游過程中我們可以看到項目未來建成后的外觀，并且可以用第一人稱視角在多專業合并的模型上進行漫游，漫游時通過設置漫游視角的高度及視口方向，身臨其境的感覺建筑內部構造關系，及時發現設計問題，做出決策以及調整。漫游時支持第一人、第三人，碰撞、重力等多種操控方式，圖3-6所示為本工程漫游視角。

利用Navisworks 還可以進行BIM 4D動態模擬，按編制好的工期進度計劃動態模擬整個項目的施工全過程，并能針對某一時間節點計算各分項工程的已完成工程量和未完成工程量，實現對人員及材料進場時間的優化，圖 3-7所示為按照設計研發大樓計劃工期BIM模型4D動態演示的截圖。當項目的進度計劃出現偏差或者需要調整改變進度計劃時，只需刷新 Navisworks 中相應數據，就可實現三維模型與進度計劃的聯動修改，及時采取糾偏措施，保證施工進度。

結語：

本文從中國核動力研究設計院實際建設項目設計研發大樓出發，運用 Revit軟件建立項目三維模型，導入Navisworks軟件進行碰撞檢查和施工漫游模擬。通過對BIM模型的創建，能夠更加直觀的體現設計單位的設計理念，同時也使傳統不同專業設計圖紙缺少互通校對的問題得到了有效解決。通過對項目BIM模型各專業的碰撞檢查分析，有效解決了項目施工前各專業的碰撞問題，減少了錯、漏、碰、缺和返工的情況，大大提高了施工效率。通過BIM技術預先模擬整個施工過程，使管理人員能夠對施工過程中的各個節點、難點提前預知，便于實際施工過程中的項目管理。通過BIM模型對項目進行4D 模擬、動態演示，可以實時進行動態監控、追蹤施工實際進度，及時采取糾偏措施，促使項目進度管理更加精細化。

BIM技術的應用推廣是歷史發展的必然結果，其開放的信息共享、先期可視化模擬、多方協同操作、系統化項目管理、可運用于建筑全生命周期等優勢，必將為建筑行業的發展和升級提供可靠的保證。

參考文獻：

[1]祝嘉.在城市軌道交通建設項目中應用 BIM 技術的設想[J].建筑經濟，2008，12：8-10.

[2]何關培，平鐵群，應寧星.BIM 總論[M].北京：中國建筑工業出版社，2010：1-10

[3]清華大學 BIM 謀題組.中國建筑信息模型標準框架研究[M].北京：中國工業出版社，2011