基于BIM的臨建三維正向設計研究

趙戈亞，郭林飛，邵 剛

（中國建筑一局（集團）有限公司西南分公司，四川 成都 610023）

0 前 言

我國經(jīng)濟發(fā)展推動著我國建筑項目設計與施工技術的迅猛發(fā)展，在我國當前建筑行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢下，提升建筑項目的設計質效才能進一步指導建筑項目施工，使建筑工程建設的質量與成本控制更加高效。BIM技術通過對建筑項目進行三維建模設計，它的應用可以大大提升建筑項目主體設計的可視性與科學性，使建筑工程項目的建設高效推進。主體工程是工程的靈魂，而臨建工程則是有組織施工的基礎保障，利用BIM技術輔助臨建設施設計，可以為后續(xù)主體工程打下堅實基礎的保障。

1 傳統(tǒng)臨建設計與BIM正向設計對比

臨建設施設計及布置是指根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，考慮工作流程、進度安排，按照文明施工、安全生產(chǎn)的要求，對現(xiàn)場情況施工布置總體安排的過程。現(xiàn)場的平面布置需考慮施工區(qū)域工作面的劃分、施工通道流線設計、現(xiàn)場臨時水電的布置、現(xiàn)場生產(chǎn)設施、現(xiàn)場辦公以及生活區(qū)等內容［1］。

現(xiàn)階段傳統(tǒng)臨建的設計依然停留在通過CAD二維平臺完成方案設計，即使過程中應用了BIM，也只是以“翻模”為特征通過BIM技術進行可視化應用輸出效果圖，BIM模型的使用程度較低，難以便捷和準確地獲取支撐前期成本測算的數(shù)據(jù)信息，對臨建方案優(yōu)化和成本管控上的提升效果甚微。

通過研究基于BIM的臨建正向設計方法，直接在三維環(huán)境下進行設計可以做到一模多用，即：模塊化參數(shù)化設計、方案優(yōu)化、自動出圖、數(shù)據(jù)清單提取。具體設計流程如圖1所示。

圖1 臨建正向設計流程

臨建BIM正向設計可實現(xiàn)如下目的。

（1）利用三維平臺建立臨建標準做法模型數(shù)據(jù)庫，在Revit中直接建模進行臨建設計布置，實時查看方案效果并進行優(yōu)化。

（2）利用三維模型生成臨建總平布置圖、臨建樓棟平面圖、臨建設施標準做法大樣等，實現(xiàn)圖紙與模型同步更新。

（3）利用三維模型提取臨建設施數(shù)據(jù)及工程量清單，通過數(shù)據(jù)指引方案調整，數(shù)據(jù)實時更新，更有效管控臨建成本。

2 臨建BIM正向設計應用

2.1 建立企業(yè)級臨建數(shù)據(jù)庫

通過對多個已竣工和在建項目的臨建主要組織部分和內容進行系統(tǒng)調研分析，確定臨建各內容項目的標準做法，編制對應臨建各內容項目的標準化清單，建立符合企業(yè)CI（企業(yè)形象識別）標準、符合文明施工安全生產(chǎn)要求、滿足統(tǒng)計數(shù)據(jù)提取要求的各類族文件，符合出圖標準的樣板文件。

基礎數(shù)據(jù)庫主要內容分為：臨建內容項目標準做法庫、臨建內容項目標準工程量清單庫和臨建BIM構件族庫［2］。其中臨建內容項目標準清單庫明確了構件計量方式作為BIM族庫創(chuàng)建的基礎條件，而臨建內容項目標準做法庫作為BIM構件族表達形式的基礎條件，BIM族庫作為載體來傳遞和表達數(shù)據(jù)信息。

通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)臨建做法標準化，族庫企業(yè)內部資源共享，避免重復建模，提高建模效率，并在后續(xù)應用中不斷完善優(yōu)化。

2.2 搭建臨建布置三維模型

采用傳統(tǒng)方式二維進行臨建場地布置可以進行宏觀的規(guī)劃，但后續(xù)需要再以CAD圖紙為資料搭建三維模型，且無法直接提取臨建設施數(shù)據(jù)生成材料清單。

利用航拍傾斜攝影+BIM技術，可以將航拍獲取的項目周邊情況直接轉入模型中（如圖2所示），作為基礎條件資料再行搭建臨建模型，使臨建布置有效結合現(xiàn)場實際情況更具科學性。

圖2 無人機掃描生成地形模型

使用企業(yè)臨建數(shù)據(jù)庫資源進行模型搭建可以保證各項目設計人員在進行臨建設計的過程中專注于設計建模工作。

完成模型后通過渲染可快速生成臨建效果圖（見圖3），為項目部提供基于三維可視化的方案評審形式，包含造價數(shù)據(jù)信息的模型可快速提取造價信息供決策參考，以提高臨建方案的評審效率。相較傳統(tǒng)方式要在完成臨建布置圖后再行“翻模”才有模型以供審查，這樣的操作提高了效率，流程上也更加科學。

圖3 臨建模型生成效果示意

2.3 臨建布置優(yōu)化及出圖

根據(jù)工程項目的類別和項目人員編制，在設計前便確定了該項目臨建設施的等級標準及規(guī)模，嚴格控制用地規(guī)模及辦公面積，并以此為依據(jù)對成果進行復核。具體標準如表1所示。

表1 房建項目各級管理人員辦公室使用面積標準（部分）

因前期已做好“具備施工細節(jié)及參數(shù)的臨建族”和“內置數(shù)據(jù)表格及視圖的樣板文件”的準備工作，在完成模型后即可快速對臨建的設計使用數(shù)據(jù)進行提取，如辦公區(qū)人均使用面積、生活區(qū)人均宿舍面積、淋浴便器數(shù)量、場地綠化面積、場地硬化面積等參數(shù)，檢查數(shù)據(jù)是否符合該項目臨建等級標準［3］，從而對現(xiàn)有方案進行調整優(yōu)化。

在樣板中同時也已經(jīng)建立好與使用的臨建設施族所匹配的做法詳圖，可以直接調用，結合視圖樣板（如圖4所示）對平立剖視圖進行標注布圖，即可獲得可指導現(xiàn)場施工的臨建全套圖紙，包含場地宏觀規(guī)劃的總平面布置圖、指導廠家進行加工生產(chǎn)的臨建設施子項圖紙、各設施細節(jié)做法大樣等。

圖4 臨建視圖樣板

2.4 臨建工程量數(shù)據(jù)提取與應用

傳統(tǒng)臨建設計方式難以將內容、做法和表現(xiàn)形式統(tǒng)一標準，所以對同一臨建內容項目的計量方式及結算方法都不盡相同。但基于BIM技術，各項目不同的設計人員基于同一企業(yè)臨建數(shù)據(jù)庫完成的模型可以使臨建設計各項成果標準，從而獲得標準工程量清單，如表2所示。

表2 模型板房數(shù)據(jù)標準工程量

項目臨建方案設計完成就能自動輸出匹配工程量清單的工程量數(shù)據(jù)信息，再錄入測算綜合單價，即可在臨建方案設計完成時得到內控測算成本，有效控制臨建成本。

3 結 論

通過完成基于BIM的臨建正向設計，改善BIM技術在臨建設計中應用的流程及方式，不僅能提升項目臨建設計、成本指標管控能力，而且可以以此為切入點，快速推進項目BIM深度應用和全員參與的進程，為下一階段BIM深度應用內容的創(chuàng)新開發(fā)和下一步項目信息化建設奠定基礎。