BIM在中學校區創魯班獎施工建設中的技術應用

梁璐璐 姚金山 姚宇翔 申培成 王林

中國建筑第五工程局有限公司 安徽合肥 230041

我國目前處于構建BIM數據信息集成和數字表達領域建設項目中的應用階段[1]，近幾年BIM技術應用在政策的指導下橫向范圍愈發廣泛，豎向發展更加深入，在建項目的BIM應用點也趨于成熟，如何在項目實施過程中更好的利用BIM技術，做到最終按合同進行履約，為項目爭先創優提供正向助力，是一個十分復雜且繁瑣的工作，滁州中學新校區在合同中就明確提到要確保魯班獎，根據魯班獎要求在現場的安全、適用、美觀等方面做出了相應成果打造出質量特色并利用BIM技術制作匯總相關工程技術進步與創新成果，為項目提質增效，爭先創優打下良好基礎。

1 工程概況

1.1 項目簡介

安徽省滁州中學新校區建設地點位于明湖區域陽明路與昌輝路交叉口東南角，總建筑面積約12.3萬平方米，主要為綜合樓、教學實驗樓、教學樓、體育館、科藝樓、食堂、學生宿舍（兩棟）、看臺、門衛、綜合培訓中心，結構形式均為框架結構。項目為聯合體工程，BIM小組共組建兩支隊伍，組內按照各專業進行工作劃分：土建工程師、暖通工程師、給排水工程師、電氣工程師及平臺管理員，小組對接項目技術負責人，商務部、質量部等部門提供全程協助。

1.2 施工難點

本項目的體育館、結構形式復雜，標高變化較多，水平方向上同一層出現兩種FA、FB兩種不同大面標高，豎向方向上存在局部夾層，且存在多處疊梁區域，結構施工困難，機電管線走向繁雜，凈高要求較難以滿足；食堂結構屋頂部分存在多處五梁交匯的位置，結構設計鋼筋較多，有限的尺寸內，不利用現場鋼筋下料布置；公共衛生間需要滿足魯班獎創獎條件，達到三縫合一的貼磚要求，衛生器具及附屬設備居中，美觀等要求[2]。

2 實施BIM技術綜合應用

BIM技術在本項目施工階段的應用主要設計深化和交底兩部分，從進場到目前，主要技術應用點有利用現有的BIM模型對結構復雜位置進行交底，將Revit模型利用輕量化模型展示平臺進行施工過程交底，方便現在作業人員快速了解單體模型結構特點，減少勞務作業人員因為圖紙不清產生的沖突從而影響施工進度；借助Power BI軟件的分類和梳理功能，將圖紙機電建模產生的碰撞沖突問題進行記錄，并分析沖突結果，明確原因，從而制定合理措施，避免在正式施工時遇到卡殼，影響工期；充分利用各層空間，合理調整各專業機電管線的位置，導出深化圖紙，指導現場勞務作業；深化衛生間貼磚排布，做到節材、美觀。

2.1 BIM實施前的準備工作

根據項目施工建設要求及公司下達的任務指標制定本項目BIM技術實施目標，以公司實施目標為指導，根據公司制定的BIM技術策劃樣本，項目BIM模型建設標準等指導文件，編制項目實施策劃書，主要包含內容有：BIM小組組織架構、建模精度、模型命名標準、成果提交節點、軟硬件配置計劃等，在項目實施過程中根據進度及業主監理所提出的要求和想法再動態調整各項標準和內容，做到BIM技術在各方滿意的同時將應用點落地實施，在項目建設中有效實施，從而達到完美履約，達到提質增效的目的。

2.2 BIM信息模型的建立

本項目累計共11棟單體，在設計階段沒有創建BIM模型的要求，所以施工階段并沒有可以承接的上游BIM模型，本項目特殊性是由兩家聯合體進行施工，所以在建模前就提前將項目建模標準進行統一，避免在上傳平臺時，出現同一項目不同標準，導致后續的應用問題的出現。（見圖1）

圖1 項目BIM模型視圖

2.3 基于BIM的施工深化設計

2.3.1 BIM圖紙問題審查

在設計過程中，各專業設計并無太多沖突問題，當各專業圖紙匯總時，就容易出現各專業之間的沖突情況，本項目沖突情況主要出現在建筑結構平面和剖面不符，梁平面標注缺失、給排水、暖通、電氣橋架出現標注缺失以及沖突的情況。利用Revit軟件進行建模并借助Navisworks輕量化處理模型，方便多方人員共同協作并審核圖紙，同時也可以對建模的問題也進行進一步的審查，避免建模出現問題。對三維可視化的模型能夠直觀的發現單體所存在的問題，逐一記錄并生成沖突報告，食堂共發現54處。

2.3.2 梁柱深化設計

本項目的食堂單體中設計了多處五梁交匯的位置，由于柱截面較小，在所有梁的主筋均布置的情況下，無法保證鋼筋之間的凈距要求，為確保鋼筋能完全放入結構內，不影響施工澆筑作業及混凝土成型質量，提前用Revit進行鋼筋排布（見圖2），此次建模中直觀發現鋼筋排布擁擠，鋼筋之間的凈距難以滿足，提出增加柱帽擴大深入長度的措施，確保滿足最小凈距要求（見圖3），方便混凝土澆筑作業。

圖2 五梁交匯優化后模型圖

圖3 優化后現場布置

2.3.3 機電管線深化設計

將土建、給排水、暖通、電氣等全專業模型綜合在一起，在Revit軟件中進行綜合優化，結合Navisworks軟件碰撞檢測找出管線碰撞或無法施工的部位，按照施工規范和管道避讓的一般原則，對管線進行平面和空間位置的調整；通過天花板平面標高，碰撞檢測等功能對管線密集區進行凈高分析，協調解決不同專業穿插工序，提高了綜合排布的效率。

2.3.4 衛生間貼磚深化設計

利用Revit軟件進行初步建模，項目依據《公司深化設計指南》、《安徽省工程施工BIM模型建設標準》等指導文件，通過橄欖山插件對原BIM模型進行衛生間貼磚排布設計（見圖4），為做到最大限度材料的節約，布置的美觀，本次深化共出具兩種深化方案，經過會議討論，最終定下以大小便衛生器具為起鋪依據，導出最終排布方案效果圖（見圖5）。

圖4 貼磚排布模型圖

圖5 貼磚排布效果圖

2.4 基于BIM的施工技術交底

2.4.1 BIM協同管理平臺交底

本項目采用公司自主研發BIM協同平臺，作為確保魯班獎項目，積極采用局BIM協同平臺，并使用自有引擎，開發出滴模軟件方便一鍵分享模型（見圖6），加強了BIM團隊的配合與協同，提升BIM設計質量和效率。

圖6 協同云平臺

2.4.2 增強現實（AR）虛擬交底

AR現實增強技術是一種全新的人機交互技術，它可以實現真實現場的模擬，突破時間、空間的限制，把虛擬的圖像和文字訊息與現實生活景物結合在一起，讓人們感受在真實世界中無法親身經歷的體驗，增強使用的趣味性和互動性[2]。體育館作為本項目中結構較為復雜的單體，將建筑和結構模型導入unity3D中制作可視化三維交互程序，利用BIM結合AR技術對人員進行模型交底，利用這種新型的交底方法，從而減少返工現象的出現（見圖7）。

圖7 AR模型虛擬交底

3 結語

本項目合同要求為確保魯班獎項目，作為對質量要求十分嚴格的獎項，需要在施工更加注重施工各部位，各構建、各管理方法上付出更多的精力，通過以上BIM技術措施的順利落實不僅提高了施工質量，也加快了施工進度，值得后續類似項目的推廣和使用