BIM的低成本、高效率應用越來越成為很多企業(yè)的研究課題

現(xiàn)如今，BIM的低成本、高效率應用越來越成為很多企業(yè)的研究課題。為了確保工程項目安全，同時提高施工利潤率，必須將BIM有效地應用到工程中的各個環(huán)節(jié)，為設計施工一體化管理注入動力。

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設計階段

01深化設計

利用BIM技術，構(gòu)建模型，包括建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、管線模型和設備模型，進行建筑三維設計。

以管線模型為例，建筑施工過程中，按照BIM三維設計要求，以統(tǒng)一參數(shù)形式，錄入相關設計數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建建筑包含二維設計圖紙全部內(nèi)容的三維模型。

利用其碰撞分析功能，檢測管線布置情況，進行深化設計。在機電綜合排布中，將各個專業(yè)，比如電氣等，集中在相同模型平臺上，通過碰撞檢查分析，生成檢查報告，解決所有問題。同時結(jié)合土建BIM模型，預留機電設備安裝孔洞，經(jīng)過BIM機電模型確認，形成機電安裝圖紙以及土建預留洞圖。碰撞檢查總計發(fā)現(xiàn)數(shù)萬個機電安裝問題，在設計階段加以完善，不僅縮短了施工工期，而且節(jié)省了施工材料。

投標階段

02投標管理

投標管理過程屬于工程項目前期策劃環(huán)節(jié)，采取BIM三維匯報方式。BIM可以更直觀模擬施工過程與建設效果，能提高項目的整體渲染能力。投標時，可基于施工圖紙，構(gòu)建3D模型，直觀展現(xiàn)施工現(xiàn)場情況，包括平面布置和辦公區(qū)布局等。

因為業(yè)主注重施工進度，工程項目部依據(jù)工程節(jié)點，編制了施工進度控制計劃，繪制了Peoject橫道圖，和BIM三維模型構(gòu)件相互關聯(lián)，采取工期推演的方式，模擬施工作業(yè)全過程，使業(yè)主能夠?qū)κ┕と^程有著更為全面的了解，增加工程亮點，提升投標品質(zhì)。

1.前期設計階段采購成本預算

對于那些采用新的技術、產(chǎn)品，或是對各項性能超過常規(guī)的要求時，在初期設計階段就要對有關市場情況進行摸索，達到較佳的性價比。

利用裝配式房屋BIM技術，從設計階段開始降低成本，有利于合格的潛在供應商與業(yè)主和設計院間的充分交流。另外，BIM技術可根據(jù)圖紙和進度情況，可較準確地做出預算，對于控制現(xiàn)金流有一定的幫助。

2.施工圖階段采購成本預算

在施工圖出來后對選用材料、設備的預先確定需要招標采購部門豐富的知識和廣泛的渠道。BIM系統(tǒng)可在施工圖階段確定工料清單而不是在施工階段確定工料清單能大幅度提高工程管理的水平，在確保進度、控制成本上具有非常重要的意義。

施工階段

03參數(shù)化建模

參數(shù)化建模是施工前段環(huán)節(jié)中較為重要的工作，對后續(xù)工作有較為深遠的影響。應注意利用BIM技術做好族庫的開發(fā)工作，避免在后期模擬時出現(xiàn)偏差。

1.參數(shù)化構(gòu)件族庫的開發(fā)

建筑工程在建立BIM模型前，首先需建立參數(shù)化構(gòu)件族庫。由于一些建筑工程體量較大，大量構(gòu)件類型及參數(shù)類別相似，為避免因圖紙變更和工程改動造成對整個模型的修改和調(diào)整，推進工程進度，減少人力、物力浪費，在項目在建模過程中基于BIM技術的參數(shù)化特征，建立支持實時快捷修改的參數(shù)化專項構(gòu)件族庫。如果對族類型參數(shù)進行修改，這些修改將僅應用于使用該類型創(chuàng)建的所有圖元實例。通過參數(shù)化的定義及調(diào)整可快速建立或修改構(gòu)件模型，從而有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與模型的雙向鏈接。

基于不同建筑項目的需求，在BIM建筑BIM實施過程中，進行族庫標準的制訂，包含尺寸、材質(zhì)、密度、造價等參數(shù)化數(shù)據(jù)，并開發(fā)了基于本項目的專項族庫，包括系統(tǒng)族、標準構(gòu)件族、內(nèi)建族。

參數(shù)化族庫的建立在建筑工程項目中發(fā)揮了很好的應用，效果如下：

(1)將族導入相關的性能分析軟件，得到相應的分析結(jié)果，利用可調(diào)節(jié)屬性的族自動完成輸入數(shù)據(jù)的過程，大幅降低性能分析周期，提高設計效率。

(2)在項目中利用族文件，進行三維環(huán)境中的碰撞試驗，顯著減少由此產(chǎn)生的變更單，降低由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增加和工期延誤。

(3)通過族與施工過程的記錄信息相關聯(lián)，與包括隱蔽工程圖像資料在內(nèi)的全生命周期建筑信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，還可在未來翻新、改造、擴建的過程中為業(yè)主及項目團隊提供有效的歷史信息，提高運維效率，降低風險。

2.整體模型建立

傳統(tǒng)的建模方式是根據(jù)工程需要，在CAD等二維建模軟件中依次創(chuàng)建構(gòu)件柱、構(gòu)件梁、構(gòu)件墻、構(gòu)件板、構(gòu)件屋頂?shù)然緲?gòu)件，每個構(gòu)件都需手動添加，并且在構(gòu)件中不包括參數(shù)信息。建模工作完成后，因缺乏三維形象化圖形，對后期施工人員的想象力與專業(yè)技能要求較高，易影響施工進度與質(zhì)量。

建筑工程項目需要實現(xiàn)基于BIM的參數(shù)化建模，具體建模流程如下。

創(chuàng)建參數(shù)化構(gòu)件族庫→在CAD中建立軸線圖并將其導入Revit Structure中→將建立的族導入到項目中，實現(xiàn)族庫與項目的鏈接→在Revit中根據(jù)構(gòu)件尺寸進行參數(shù)化建模→模型搭建完成→進行深化設計及施工模擬。

04應用于施工方案優(yōu)化

在工程施工策劃中應用BIM模型，開展場地三維模擬布置。從建筑施工現(xiàn)場的安全文明施工到工程施工機械設備布置;從外排腳手架布置到施工現(xiàn)場辦公生活區(qū)域的設計，均使用3D立體布置模型圖，實現(xiàn)可視化操作，保證了前期策劃的效果。

此外，應用BIM技術開展施工方案對比分析，選擇適合的施工方案。此工程施工方案設計中，應用BIM技術，對比分析高空滑移法和分塊吊裝法，來選擇大跨度網(wǎng)架安裝施工方案。在具體操作中，結(jié)合工程具體情況，繪制網(wǎng)架模型以及施工現(xiàn)場吊車布置三維圖等，模擬現(xiàn)場施工具體情況。利用BIM技術的分析功能，通過模擬施工作業(yè)，明確在進行網(wǎng)架安裝階段，屋面女兒墻框架部分正處于施工階段，框架柱上無法安裝滑移軌道，因此不采用高空滑移法。

為了保證施工作業(yè)進度，網(wǎng)架安裝1/2之后插入地面施工，采用整體頂升法會對工期造成一定的影響，因此不采用高空滑移法。最終，選擇滑移腳手架施工方法。因為此方法的應用，使用滑移操作架，科學合理地避免安裝期間的二次撓度，將滑移軌道，設置在地面，使用吊車設備，開展吊裝安裝作業(yè)，完成1榀安裝后，當其穩(wěn)定后，實行分段滑移，網(wǎng)架安裝1/2之后插入地面施工。運用此方法，不僅能保證施工進度，還能控制施工安全風險，減少安全事故的發(fā)生。

05施工場地布置

由于一些建筑工程項目施工結(jié)構(gòu)復雜，施工難度大，施工前對材料堆放和大型施工設備的布置、分區(qū)尤為重要。在項目中利用BIM技術進行三維可視化立體施工規(guī)劃，可減少如材料堆放空間不夠或布置不合理造成場地浪費，交通通道無法滿足構(gòu)件運輸空間要求，起重吊裝等大型設備操作預留空間不能滿足施工安全要求及焊接及切割等分區(qū)不合理造成對辦公及休息區(qū)甚至周邊居民生活的不良影響等。

基于已建好的整體結(jié)構(gòu)BIM模型，可對施工現(xiàn)場進行三維合理規(guī)劃，使平面布置緊湊合理，盡量減少施工場地占用，并做到場容整潔、道路暢通;同時，可合理安排庫房，加工工地和生活區(qū)等位置，解決現(xiàn)場場地劃分問題;通過與業(yè)主的可視化溝通協(xié)調(diào)，對施工場地進行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線，以符合防火安全及文明施工要求。

06可視化施工進度模擬

建筑工程BIM技術應用過程中，因施工環(huán)境及現(xiàn)場復雜，施工人員專業(yè)素質(zhì)不一，故信息溝通不對稱現(xiàn)象時常發(fā)生，如此易造成施工錯誤或延期。為尋找最優(yōu)的施工方案，項目部可采用基于BIM的施工過程及進度可視化模擬，通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，可直觀、精確地反映整個建筑的施工過程，真正做到前期指導施工，過程把控施工，結(jié)果校核施工，實現(xiàn)項目的精細化管理。

實現(xiàn)施工模擬的過程就是將Project計劃進度表、BIM三維模型與Navisworks施工動態(tài)模擬軟件進行鏈接，制訂構(gòu)件運動路徑和構(gòu)件屬性信息，并與時間維度相結(jié)合的過程。

07管線綜合碰撞與深化

由于建筑工程，尤其是大型公建的管道種類繁多，包括給排水管、送風風管、回風風管、排煙風管、強弱電橋架、消火栓水管、自動噴淋水管、醫(yī)用氣體管道、潔凈風管、空調(diào)水管與冷凝水管等管線。機房內(nèi)管道規(guī)格較大，且需與機電設備進行連接。如在施工中發(fā)現(xiàn)各種管線、預制構(gòu)件搭接發(fā)生碰撞，將給施工現(xiàn)場的各種管線施工、預埋和現(xiàn)場預制構(gòu)件的吊裝帶來極大的困難。

針對此類建筑項目的復雜性，運用BIM技術進行建模與整合，根據(jù)檢測任務的需要，選擇系統(tǒng)內(nèi)不同的模型構(gòu)件、類型或范圍，對待檢模型進行內(nèi)部碰撞檢測，導出碰撞報告，進行類別篩選分類，利用BIM模型的三維可視化查找機電內(nèi)的碰撞問題。

通過優(yōu)化管線排布解決碰撞問題并可指導現(xiàn)場施工，提高工程質(zhì)量，減少材料的浪費。進行機電專業(yè)的碰撞檢查，將碰撞問題分類篩選并生成詳細的碰撞報告。

08施工工期模擬

在建筑工程施工方案編制期間，采用BIM技術，利用其4D模擬施工功能，對進度計劃，進行對比分析，綜合分析多種因素的影響，包括施工工序和資源供給等，來安排施工工序。模擬施工進度，并且在施工期間的周例會上，進行BIM模擬施工計劃和實際施工計劃的對比分析，明確存在的差異問題，通過分析差異原因，進行施工工期的合理調(diào)整。從應用效果角度來說，基于BIM技術，優(yōu)化施工進度方案，主要是通過信息采集和歸納處理，構(gòu)建信息系統(tǒng)，模擬施工作業(yè)，合理安排施工，有效的提高了施工作業(yè)效率。實施更新和對比分析進度信息，及時發(fā)現(xiàn)進度問題，做出相應的調(diào)整，保證工程進度。

09一體化云平臺

質(zhì)量目標是工程建設項目的三大目標之一，離不開各參建單位中各個部門的有效溝通。利用BIM的一體化云平臺類功能，可針對傳統(tǒng)工程建設項目在全過程質(zhì)量管理中的的不足，結(jié)合BIM技術與云技術結(jié)合的BIM一體化云平臺進行有效應用，在全過程質(zhì)量管理中的應用，有效利用BIM一體化云平臺在質(zhì)量管理中的優(yōu)勢，提高溝通效率，加快工程建設進度，提高建筑施工質(zhì)量。

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