BIM在建筑专业当中的应用

BIM在建筑专业当中的应用

丁跃华孙思远丁战扬王伟

浙江省二建建设集团有限公司浙江舟山石化基地项目

摘要：本文以BIM技术为基础，全面阐述了BIM协同设计在当前建筑、结构及机电工程项目中的运用理念，通过Revit在建筑模型构建中的运用以及Navisworks在管线综合设计中的运用，将复杂的二维平面图转化为直观的三维空间图，避免了因管道碰撞而引起的二次设计，缩短了设计和施工时间，反映了BIM建筑信息模型在建筑设计、施工、运维阶段中具有降低项目总投资成本、提高收益率等潜在价值，最后对BIM后期的发展予以展望。

关键词：建筑信息模型，BIM技术，管线综合。

引言

BIM即建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点【1】，但BIM并不仅仅是将数字信息简单的进行集成，而是一种数字信息的应用，并可用于设计、建造、管理的数字化方法。

1、项目概况

舟山绿色石化基地年产4000万吨炼化一体化项目位于浙江舟山鱼山岛，是石化行业一次性投资规模最大的石化基地，，我单位主要施工区域为动力中心区域，区域内主体建筑物有主厂房，配套建筑物主要有锅炉区域、化水区域、脱硫区域、循环水场、输煤栈桥、集控楼、110KV变电站和转运站等。

本项目中BIM技术主要应用在前期建筑信息模型的构建以及后期深化设计阶段管线综合设计中的运用，从而达到提高效率、减少变更、节约成本和缩短工期的效果。建筑单体工程多，基础标高参差不齐且深度深，施工难度大；柱、梁、板、墙及混凝土设备基础等构件预留洞与埋件繁多且难于定位；地上、地下综合管线复杂，排布优化难度大，针对这些难点，利用传统施工技术难以克服，BIM技术是解决这些难点的有效途径之一。

2、建模阶段BIM技术应用

2.1建模对象

以本工程在建工程为实例，针对主体结构、二次结构及机电建模。

2.2建模工具

市面上用于建模工具很多，各有各的优缺点，为方便建模的统一，常用的工具有：3DMAX、Revit、Navisworks、Lumion及C4D等等。

2.3建模方法

由BIM工程师将本项目工程的建筑CAD图纸导入到Revit软件中，并依据建筑图纸建立相同的轴网标高，通过共享平台将此分享给参与的建模工程师，以保证每个专业统一的轴网标高下建模，从而确保了后期各专业链接整合的可行性。

BIM工程师把二维平面图纸转化为可视化的立体三维模型，每个建模师都应避免本专业的管道、埋件、线管的碰撞。比如机电建模师在建模时应遵循小管让大管、风管让水管、无压管让有压管、水管不得翻越桥架等基本原则。此外机电管道也应避让梁柱，BIM建模师应当为建筑CAD图纸上有要求的地方预留洞口，以减少后期碰撞检查的工作，提高了工程的质量和效率。

3、实施阶段BIM技术应用

3.1碰撞检测

将整个工程项目的各专业模型链接到一起，利用软件本身的碰撞检测功能或者第三方软件Naviswork对管线、墙、柱、梁及设备基础等构件进行综合碰撞检查【2】。详细定位到每一个碰撞点，使得建模师直观地观察到各专业模型的碰撞冲突，提前发现设计问题，为沟通和管线综合提供依据。模型的建立和修改都应该为实际施工做准备，在施工前尽可能多的排除可能会遇到的质量隐患问题。Navisworks软件中的碰撞检测功能极大的弥补了Revit软件中碰撞检测的空间协同上不足，利用此软件可以在虚拟的三维建筑模型里检查各项设计参数，使得二维CAD图纸上复杂的管线在可视化的模型下变得更加清晰明了，施工时可以依据三维模型图查看任意方位的管线及构件排布情况，大大降低了施工难度。

3.2管线综合

二维传统的管线综合设计在技术上存在着很大的不足，实际施工起来也是一大难点。针对此难点，BIM技术能够将二维管道综合设计转换为三维管道综合设计，可直观的体现各管道之间的状态关系，因此BIM技术成为解决错综复杂管道布置问题的理想方案。通过Revit软件将二维的平面图转化为三维立体具有可视化的管道模型，经过检测得出各专业间的冲突，并导出冲突点的详细报告，然后及时反馈给各专业设计者进行调整并修改模型，重新检测后将新的问题再次反馈给设计师，如此重复几次，最终完成机电的管道综合优化。BIM模型的管道综合优化过程帮助设计师解决了很多难题，使设计师解决了很多难题，对方案的施工可行性有了更好的控制。

3.3虚拟漫游

在碰撞优化后的模型中，利用Navisworks软件中漫游真实效果命令，指示“模拟人”从建筑的地下室走到楼顶，做一个实时的动漫模拟视频并录制下来。将视频发送给业主，便于他们了解管线走向，体验虚拟的建筑模型，直观的观察到建筑的内外构造及室内的装修效果，提高沟通效率。依据可视化的三维模型，便于业主提出更贴近实际的修改意见。

3.4图纸输出

目前，国内施工图审查标准是二维的，因此须将三维建筑转化为二维图纸，故承担施工图设计任务以二维平面设计绘图为主【4】。但随着建筑业的快速发展，出现各种千奇百怪的建筑形状、构件设备，传统的CAD平面图已经不能满足当前施工要求，往往需要把平面图、剖面图及立面图结合起来才能准确的定位空间位置，施工人员在施工时查看图纸费时费力，且易出错延迟工期，降低生产效率。BIM的可视化建筑模型更能直观的反应异性构件设备的几何特征和空间位置，利用Revit的自动出图命令，通过剖切建筑模型的任意位置，从而输出项目施工时所需要的二维平面图纸。另外，此图纸仅在项目部内部使用，对施工起辅助作用，并非起直接依据【3】。辅助施工图纸为施工人员节约了大量的看图时间，间接的指导施工、提高生产效率、缩短工期。

4、BIM在施工阶段工程管理中的作用

施工阶段，三维可视化模式首先能够达到传统平面模式下所不能达到的施工质量有效控制，其次可利用其模拟性进行施工进度的控制模拟。以3D模型为基础建立时间维度上的4D模型虚拟施工进程，同时在实际施工过程中，按照模拟进程进行严格误差控制，使施工过程精细化，实现传统方式所达不到的的精确度。根据5D模型理论在造价管理方面实施合算及模拟，计算模拟工程量和价格的实时调控，以实现成本的严格控制。在运营维护阶段，以BIM的三维可视化数据模型为基础，将资产信息、设备信息进行实时补充和更新，将BIM的强大数据库功能在三维化下进行科学运转分析，以便制定出科学的维护运营计划，及时进行资产经营管理，创造更好的收益价值。

5、BIM在建设过程中产生的效益

在本工程实施BIM过程中，以主厂房为例，由于结构复杂，预埋件、预埋管密密麻麻，部分埋件埋管要求精度高，在施工前运用Revit建立模型，结合Navisworks进行碰撞检查，找出冲突点200多处，及时与设计单位沟通并解决了碰撞点问题。经测算，可有效节省人工约800多工日，避免返工费及材料费100多万元，提高了工程进度，缩短了工期，节约了建设成本，增强项目管理团队对工程施工进度和质量的整体控制能力。

结束语

BIM技术的应用给建筑行业带来了福音，它将二维传统的平面图纸转化为具有可视化、信息化、参数化的3D模型，给建模师们带来更为直观的建筑设计信息，它还让三维协同设计成为新的工作方式，通过云平台的资料共享，实现了各专业在同一模型中工作的可能，使得设计差错减少，设计协调更加容易，且此工作方式通过开放权限使越来越多的人共同参与一个项目，使建筑分工再次细化【4】。总之，BIM技术的发展对人类的进步做出了一定的贡献，它的作用不仅仅局限在建筑行业，我们有理由相信BIM技术将在人类未来占据着不可小觑的地位。

参考文献：

[1]张建平，李丁，林佳瑞等，BIM在施工过程中的应用【J】。施工技术，2012（16）：10-17

[2]李甜，BIM协同设计在某建筑设计项目中的应用研究【D】。成都：西南交通大学，2013：22-25。

[3]龙腾，唐红，吴念等，BIM技术在武汉某高架桥工程的应用研究【J】。施工技术，2014（3）：80-83。

[4]陈继良，张东升，BIM相关技术在上海中心大厦的应用【J】。建筑技艺，2011（Z1）：104-107。