BIM技术在配套服务用房项目的深化设计及应用研究

李高锋　郝风田+　陈红杰+　韩旭

摘要：基于BIM技术的深化设计在某共享性生产实训基地服务配套用房项目中的应用，很好的解决了复杂管线碰撞的问题，也为施工成本控制起到了积极作用，为建设工程项目管理提供了一个很好的创新技术管理模式。

Abstract： Application of BIM technology in detailed design of supporting service building， it solves the problem of the complex pipeline collision， plays a positive role for the construction cost control， and provides a good innovation management mode for the construction engineering project management.

关键词：BIM技术；深化设计；创新管理

Key words： BIM technology；detailed design；innovation management

中图分类号：TU172 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0108-03

0 引言

BIM技术是我国建筑业力推的新技术，基于BIM技术的深化设计及应用正在为很多建设项目管理服务，比如三维建模、算量、碰撞检查等等。BIM技术应集成建筑产品所有信息数据，其作用不仅仅是建模和碰撞检查的简单相加。基于BIM技术的深化设计及应用如何在工程项目中开展，如何指导工程项目管理，如何为工程项目管理增值，这是施工阶段BIM技术发展的真正方向。

1 工程概况

江苏建筑职业技术学院共享性生产实训基地服务配套用房，主要功能为实验实训教室及办公室，地上四层，一层层高4.5m，其余层高均为3.6m，总建筑面积5013.6m2，框架结构，主体嵌固于基础顶面。

2 BIM技术应用方案

2.1 本工程技术难点

江苏建筑职业技术学院共享性生产实训基地服务配套用房虽然只是四层框架结构，但其主要用途多为实训教室、实验室，尤其是实验室，安装设备及管道较为复杂，预留孔道及预埋件较多，对施工单位提出了很高的要求。基于校级课题研究，江苏建筑职业技术学院基建处希望基于BIM技术能对施工成本、材料投入进行很好的控制。

2.2 甲乙双方统一建模软件

由于BIM技术的深化设计以模型为基础，建模质量需要精确把控，为方便甲乙双方沟通和交流，遂确定了本工程的统一建模软件，考虑到建模及施工实际需求，根据各阶段、各专业的不同深化设计需求，甲乙双方确定了相应的模型精度和统一的模型表现形式，并根据施工现场实际情况确认成果形式、添加信息参数。

2.3 创新的协同管理模式

基于BIM技术的深化设计不是一个单位独立就能完成的工作，特别是在本工程中，需要各参建单位共同参与，这样才不会让BIM技术只作为一个噱头，而要BIM技术真正应用于实际工程中，解决工程建设中遇到的实际问题。为此，一个重要工作就是项目各参与方的沟通与协调。本工程中建立BIM深化设计例会讨论制度，将BIM技术深化设计作为周例会中一个重要环节，使基于BIM技术的深化设计工作得到及时沟通，这样也使得深化设计全程透明，方便各参与方及时确认，以保证深化结果的准确性和可实施性。

2.4 保障机制的建立

利用BIM技术在深化设计过程中，要根据不同深化任务的特点制定不同的实施方案，据此选出最合适本工程的BIM软件，一款或是多款，充分利用不同软件的优势。BIM技术深化设计需要各参与方的协作支持，为保证深化结果有效实施，制定了一系列措施，比如由建设方和总包方牵头，与分包方签订分包管理协议来规范分包方施工，以此达到总包单位对深化设计成果的统筹管理和有效管控。

3 基于BIM技术的深化设计应用案例

3.1 管线综合与碰撞检查

在江苏建筑职业技术学院共享性生产实训基地服务配套用房项目中，由于大量的实训教室及实验室对设备安装及管线的要求，使得综合管线排布施工较为困难，尤其是后期设备安装需要的预埋件及预留孔道的位置准确性保障问题。为解决传统二维图纸深化设计不足的问题，利用BIM技术进行管线综合深化设计，具体实施流程如下图1所示。

3.1.1 原始建模

根据施工图纸，甲乙双方选派BIM建模师进行三维建模。对建模过程中发现的问题及时与设计方沟通、解决。比传统的二维图纸审图更省时省力，而且更高效。考虑到不同实施阶段的实际需要，制定切合本工程特点的实施标准，这里主要考虑模型的精度和模型标准。

3.1.2 碰撞检查

土建模型与安装模型建立后，进行专业间模型碰撞检查，分析建模失误与设计问题，分类整理并生成碰撞报告。根据项目部要求对碰撞报告进行调整，可以使现场管理人员清晰易懂，快速确定解决方案。碰撞检查报告如图2。

3.1.3 管线综合深化设计调整

碰撞检查工作完成后，及时召开各参建方会议，制定适合本工程的管线综合调整原则，主要有各楼层净空高度、管线避让原则等，据此指导后续管线综合调整工作。由BIM建模师依据制定的管线综合调整原则对碰撞点进行综合管线优化，保证优化顺序按从上到下、从大管到小管的顺序进行，为后期施工减小难度。F1北侧冷热水管碰撞点优化前后如图3所示。

■

3.1.4 模型确认与二维出图

模型综合管线优化完成后，再次召开各参建方会议，对修正模型进行确认，如若存在问题继续调整，直至模型满足各方要求。最终模型经确认后，出具各专业二维深化图纸，并在图纸中标注管线标高、平面位置、弯转点位置等信息，确保图纸可指导现场施工，对重要节点处出具剖面图。所有图纸经设计方确认，保证信息无误。

3.1.5 施工监督与实施效果

施工单位依据二维深化图纸进行洞口预留、预埋件安装和管线施工，建设单位（监理单位）依据三维模型对照现场实际施工，及时发现施工现场与模型不一致及时调整，保证现场施工按照管线优化结果进行，有效进行整体质量控制。基于BIM技术的管线综合深化设计，提前发现管线施工可能遇到的碰撞、工序交叉，并提前进行优化。在本工程中，基于BIM技术的管线综合深化设计有效指导了现场施工，比传统的二维深化工作效率提高了50%。深化图纸详细、准确，基于三维模型展示，各方对于复杂节点的认识更为直观。

管线综合深化设计前期与各单位单独沟通时，设计方主要考虑设计规范和建筑物功能需求，建设单位着眼点主要是净空标高，施工单位主要关注的是方便现场实际施工，在对模型进行调整建议时，各方均从自身角度出发，很难达成一致意见。据此，召开BIM协调会，各方参与，利用模型展示碰撞点情况。根据各方需求直接对模型进行修改，由此可直观反映优化建议的优劣，然后由建设单位和施工单位协调制定比较合理的优化方案。设计方全程参与，能很好的进行优化设计的签认。避免后期对模型反复进行调整造成的浪费，形成了一套基于BIM技术深化设计的创新协调管理机制，对江苏建筑职业技术学院后期建设项目提供了很好的参考。

3.2 施工模拟

3.2.1 施工平面布置

由于本工程处于校园内西北角，所处区域原有道路及绿化完善，根据基建处要求，尽量减少对原有道路及绿化的破坏，这就对施工单位的场地布置提出了很高的要求。根据BIM场地布置软件，首先绘制出场地大样，将场地周围校园原有道路及绿化按比例绘出；然后确定拟建服务用房楼位置，在此基础上布置塔吊、办公区，生活区，材料堆场和木工和钢筋工棚，制定三套方案，在例会上讨论，由建设方和施工方协商决定最有利于保护既有道路和绿化又能方便施工的方案。

3.2.2 人、材、机综合调度

本工程附近有两栋实训楼同时进行施工，还要对原有校园道路及绿化进行保护，在狭小的空间如何高效进行施工任务，这是施工单位面临的一个难题。在场地布置的基础上，利用BIM软件模拟施工，将施工组织设计导入软件，根据施工模拟动画查看人、材、机械的调度是不是有可调整空间，对存在的问题及时优化和调整。并尽量减少交叉作业的出现，采取能避免就避免、不能避免就降低的原则。

3.3 工程造价辅助

3.3.1 材料采购

传统大宗材料采购多根据项目部管理人员经验，缺钢筋就要钢筋，缺水泥就要水泥，没有一个统一的标准，不知道什么时候订购定多少最合适。利用BIM软件可以很好的解决这个问题，根据下一期工程进度要求，可截取下一期工程量，根据工料分析即可得出下一期施工所需要材料的量，三维模型→工程量表→工料分析表，如此更加直观反映材料采购如何进行。另外，BIM软件可以自定义参数，借鉴工程经济中经济采购批量的概念，使得材料采购周期所花费用最低化，主要考虑参数有一次采购变动成本、施工周期材料需要量、单位材料存储成本，由此得出经济采购批量和采购周期。此方法对于降低施工总成本起到了积极的作用。

3.3.2 形象进度展示与工程款支付

三维展示是BIM软件的基本功能之一，不仅是展示完整的建筑，还可以根据客户需求展示某一层、某一施工期间模型，根据这一特性，施工单位在进行进度款申请时，不再仅仅是一本数字堆积的表格，而是本期完成工程量的三维展示，以及BIM软件导出的完成工程量统计，建设单位或监理单位更方便检查与核实，节省审核时间，大大提高工作效率。

3.4 安全文明施工优化

BIM场地布置软件可检查场地安全设施布置情况，是否设置消防栓、灭火器，位置、距离是否满足规范要求，后台参数根据规范要求初定，根据现场实际可以调整，布置完成后施工单位可以据此对现场安全设施进行布置，建设单位或监理单位依据三维布置图可以进行现场检查。

对于建筑物内部防护主要是“四口五临边”，三维模型建好以后，BIM软件可自行检查需要设置安全防护的位置，并进行标定，也可输出汇总表格，建设单位（监理单位）据此对现场安全防护检查，发现问题及时要求施工方整改，有效规避危险情况的发生。

4 基于BIM技术的深化设计优势分析

基于BIM技术的深化设计成为本工程项目技术管理的一个重要组成部分，与传统的二维深化设计相比，基于BIM技术的深化设计有如下特点。

①基于BIM技术的深化设计更加便捷高效；

②基于BIM技术的深化设计通过对碰撞点的处理、工程造价辅助、经济采购批量的验算，对施工单位控制施工成本起到积极的作用；

③基于BIM技术的深化设计的应用不仅仅是技术的创新，更是管理模式的创新；

④基于BIM技术的深化设计，可直观展示复杂节点详细信息，都为真实数据，方便技术交底，并为基于BIM技术的深化设计提供了很高的置信度。

5 结语

江苏建筑职业技术学院共享性生产实训基地服务配套用房项目BIM技术深化设计及应用，通过管线综合与碰撞检查、施工模拟、工程造价辅助、安全文明施工优化等流程的实施，大幅提升了工作效率，为建设工程项目管理提供了一种创新的技术管理模式，进而提升项目部整体管理水平。

参考文献：

[1]杨震卿，张莉莉，张晓玲，罗艺，吴华.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的应用[J].建筑技术，2014，45（2）：115-118.

[2]杨秉钧，白恒宏，芦东，等.BIM技术在大型实验办公综合楼工程中的应用[J].建筑技术，2013，44（10）：877-881.

[3]陈胜德，李享达，贾晓锋，徐帅.基于BIM技术的异型塔柱施工精度控制[J].工程质量，2015，33（1）：81-84.