BIM技术在施工阶段应用

导读

2010年BIM一词开始逐渐被工程建设行业专业人士所熟悉，经过近七年的发展，成为行业内的年度热词。国内建筑工程也从设计阶段开始进行BIM技术的应用，到如今大型建筑公司也在工程施工过程中成功的使用了BIM技术。

中国建筑设计研究总院李存东副院长

中建筑设计研究总院科技发展的“1239”战略即：一个目标——建设科技创新驱动的中国建筑设计领袖企业，双平台——科技研发创新平台和科技成果转化平台，三项支撑体系——科技研发激励体系、科技人才培养体系、科技信息共享体系，九个重点研发领域——BIM技术、绿色建筑、建筑产业化、智慧城市与智能建筑、重点类型建筑设计、新型城镇规划技术、文化遗产理论与保护技术及本土设计理论、建筑设计质量管理、建筑设计组织管理”。

一、虚拟仿真施工

运用建筑信息模型（BIM）技术，建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的模型。该模型能够将工艺参数与影响施工的属性联系起来，以反映施工模型与设计模型间的交互作用。通过BIM技术，实现3D+2D（三维+时间+费用）条件下的施工模型，保持了模型的一致性及模型的可持续性，实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。

二、实现项目成本的精细化管理和动态管理

通过算量软件运用BIM技术建立的施工阶段的5D模型，能够实现项目成本的精细分析，准确计算出每个工序、每个工区、每个时间节点段的工程量。按照企业定额进行分析，可以及时计算出各个阶段每个构件的中标单价和施工成本的对应关系，实现了项目成本的精细化管理。同时根据施工进度进行及时统计分析，实现了成本的动态管理。避免了以前施工企业在项目完成后，无法知道项目盈利和亏损的原因和部位。

设计变更出来后，对模型进行调整，及时分析出设计变更前后造价变化额，实现成本动态管理。

三、实现了大型构件的虚拟拼装，节约了大量的施工成本

现代化的建筑具有高、大、重、奇的特征，建筑结构往往是钢结构+钢筋混凝土结构组成为主，如上海中心的外筒就有极大的水平钢结构桁架。按照传统的施工方式，钢结构在加工厂焊接好后，应当进行预拼装，检查各个构件间的配合误差。在上海中心建造阶段，施工方通过三维激光测量技术，建立了制作好的每一个钢桁架的三维尺寸数据模型，在电脑上建立钢桁架模型，模拟了构件的预拼装，取消了桁架的工厂预拼装过程，节约了大量的人力和费用。

四、各专业的碰撞检查，及时优化施工图

通过建立建筑、结构、设备、水电等各专业BIM模型，在施工前进行碰撞检查，及时优化了设备、管线位置，加快了施工进度，避免了施工中大量的返工。

在上海中心项目中，施工技术人员采用传统方法，利用二维图纸将建筑结构图进行叠加，导致施工下料中出现较多管线尺寸不准确，材料计划与实际需要误差大的情况。

通过引入BIM技术后，建立了施工阶段的设备、机电BIM模型。通过软件对综合管线进行碰撞检测，利Autodesk Revit系列软件进行三维管线建模，快速查找模型中的所有碰撞点，并出具碰撞检测报告。同时配合设计单位对施工图进行了深化设计，在深化设计过程中选用Autodesk Navisworks系列软件，实现管线碰撞检测，从而较好地解决传统二维设计下无法避免的错、漏、碰、撞等现象。

按照碰撞检查结果，对管线进行调整，从而满足设计施工规范、体现设计意图、符合业主要求、维护检修空间的要求，使得最终模型显示为零碰撞。同时，借由BIM技术的三维可视化功能，可以直接展现各专业的安装顺序、施工方案以及完成后的最终效果。

五、实现项目管理的优化

通过BIM技术建立施工阶段三维模型能够实现施工组织设计的优化。例如在三维建筑模型上布置塔吊、施工电梯、提升脚手架，检查各种施工机械间的空间位置，优化机械运转间的配合关系，实现施工管理的优化。

香港港岛中心工程在施工中对施工设备建模，利用虚拟三维全真模型爬摸预留孔洞和横梁的位置关系。并模拟出爬升挂靴的插入状况，以便确定预留孔洞的位置，在爬架爬升前，事前发现可能存在的问题，及时予以调整。

在施工中，还可以根据建筑模型对异型模板进行建模，准确获得异型模板的几何尺寸，用于进行预加工，减少了施工损耗。同样可以对设备管线进行建模，获取管线的各段下料尺寸和管件规格、数量，使得管线尺寸能够在加工厂预先预加工，实现了建筑生产的工厂化。

六、建设业主及造价咨询公司的投资控制

项目业主或者造价咨询单位采用BIM技术可以有效的实现施工期间成本控制。在施工期间咨询单位通过导入BIM技术，可以快速准确的建立三维施工模型（3D），再加上时间、费用则形成了施工过程中的建筑项目的5D模型。实现了施工期间成本的动态管理，并且能够及时准确的划分施工完成工程量及产值，为进度款支付提供了及时准确的依据。

七、能够实现可视化条件下的装饰方案优化

装饰工程设计通常在施工期间根据业主的需要进一步作深化设计。在二维状态下的建筑装饰设计，设计单位主要是出具效果图。即简单的内部透视图形，无法进行动态的虚拟，更没有办法进行各种光线照射下的效果观测，设计人员和业主不能体会到使用各种装饰材料产生的质感变化。在装饰施工中，为了让业主体会装饰效果，需要建立几个样板间，样板间建立过程中对装饰材料反复更换和比较，浪费时间和成本。

通过BIM技术下三维装饰深化设计，可以建立一个完全虚拟真实建筑空间的模型。业主或者建筑师能够像在建好的房屋内的虚拟建筑空间内漫游。

通过虚拟太阳的升起降下过程，人员可以在虚拟建筑空间内感受到阳光从不同角度射入建筑内的光线变化，而光线带给人们的感受在公共建筑中往往变的尤为重要。

同时，通过建筑材料的选择，业主可以在虚拟空间内感受建筑内部或者外部采用不同材料的质感、装饰图案给人带来的视觉感受，如同预先进入了装饰好的建筑内一样。可以变换各种位置，或者角度进行观察装饰效果，从而在电脑上实现装饰方案的选择和优化，既使业主满意，又节约了建造样板间的时间和费用。

跑过几十家施工单位，BIM技术对于施工单位的应用价值毋庸置疑，同时，BIM技术也给施工单位的精细化管理诉求提供基础的技术支持。