基于BIM技术的高层公共建筑综合设计与施工管理

李雨蔓?李坤

摘要：通过分析高层公共建筑设计与施工管理的现状，明确当前工程管理的问题，以山东理工大学6号7号实验教学综合楼为例，详细介绍了基于BIM技术的综合设计与施工管理方法，使工程项目管理更加精细化、信息化及高效化，为BIM技术在高层公共建筑的应用提供参考依据。

关键词：高层建筑;BIM技术;建筑设计施工管理

21世纪以来，随着国内经济的稳步发展以及城镇化进程的加快，高层及超高层建筑的数量不断增加，在该领域上我国作为全球超高层建筑发展中心已达到国际较高水平^[1]。但是据我国近年来有关数据统计，半年全国建筑业发生生产安全事故达2000起，并呈上升趋势，这充分说明我国建筑工程管理内部存在管理会计思维模式不满足、责任落实不明确、信息化手段不完善、风险控制不健全等一系列问题，这些频出不穷的问题无不显现施工管理的四控、三管、一协调没有充分落实^[2]。

其中，陈壮壮从建筑工程项目管理以及工程施工质量的影响入手，对工程质量问题进行进一步分析并提出相应建议^[3];焦云义对我国工程管理信息化建设存在的问题进行探究讨论并给出一定解决办法^[4];蒋俊通过分析探讨建筑业工程管理现状，提出促进建筑行业发展的措施^[5]。利用上述研究在一定程度上对建筑工程项目管理有积极作用，但实际工程中仍存在大量问题难以解决，本文利用BIM技术，深入详细的阐述了高层建筑综合设计与施工管理方法，可以很好的解决问题，并以实例加以论证。

1 基于BIM技术的综合设计与施工管理方法

1.1 BIM协同管理云平台

BIM协同管理云平台是指利用先进的BIM技术，结合GIS、物联网、BI数据分析等技术，能够提供建筑可视化数字化集成化的交付系统，旨在实现模型可视化和管理数据可视化，提升施工管理效率同时降低成本。

1.1.1 团队建设

采用IPD的项目管理模式，BIM团队由业主方、设计方及施工方组成，业主方进行统筹，设计方及施工方根据各专业需求配备相应BIM人员，如图1所示。

1.1.2BIM实施软硬件环境

通过建立中心服务器，与BIM团队各参与方建立联系，创建统一实施标准，运用BIM技术，实现各参与方在不同地点不同时间协同管理可视化建筑信息，再通过输出设备进行直观交流，如图2所示，从而查阅、分享、协调和管理工程项目，达到BIM团队同步协调合作，提高工作效率。

1.1.3BIM协同模式

BIM标准和指南作为BIM协同的指导性文件，需要在项目实践当中不断积累和编制统一项目实施标准，包括统一命名标准、定位标准、模型拆分标准、数据交互标准等。

1.2 BIM综合深化设计工作流程

业主方对工程项目特点及需求进行应用分析并制定全方位BIM实施规划，包括确定BIM应用阶段、范围及目标，以明确对各参与方的要求，高效展开后期工作。

在工程设计阶段，各专业设计人员需要充分利用图纸及相关数据信息分别建立初步设计数据信息结构模型，再通过BIM协同管理云平台协同各专业模型，基于各专业BIM模型，统计预算工程量，完成施工图设计模型。在完成BIM综合信息结构模型后，检查建筑与结构及机电与结构设计问题，通过BIM软件进行碰撞检查，生成碰撞检查报告，进行反复的管线综合处理及设计优化，直到检查合格后输出管线综合图，交付设计成果。

后施工方进行基于BIM的施工方案模拟，通过三维场布及施工组织模拟更直观的发现问题，并进行施工深化设计，在设计过程中如遇问题需及时与建设单位联系进行设计变更，再次回到施工图设计模型阶段，经过多次循环，直到方案最优移交竣工模型。

1.3 BIM施工管理

1.3.1 三维场布及施工组织模拟

施工方利用三维场布软件，按照规范进行绘制、导入图纸、快速建立GCL模型等步骤进行施工组织模拟。通过BIM施工组织模拟，将进度、成本等信息直观形象的传递给各参与方，与此同时，进行施工中的工序、工法、物料应用、人力成本、资源分配等细部模拟，大幅度改善传统施工的浪费与施工管理的不完善问题。

1.3.2 综合图纸会审及三维交底

在项目施工前，通过各专业模型综合碰撞检查进行综合分析优化设计文件，提前解决影响正常施工的不合理设计。进行三维交底，以三维形式再现施工过程，展现施工细节，将有效信息传递给施工人员，能够提高工作人员施工效率，确保施工计划有序进行，避免危险事故的发生。

1.3.3 施工现场综合管理

为实现施工现场规范化管理，采用劳务实名制，将施工现场的门禁、考核、进出人员职业健康情状等信息同步输入至BIM管理协同云平台，以便施工现场安全管理。

1.3.4 管线综合排布与预装配技术应用

在做好管线综合排布基础上，对管线及配件的参数、机组设备等信息进行综合分析，利用3D模拟施工技术将管线拆分为不同的构配件并将构配件重组为装配施工模块，以便现场制作及预制装配协同进行。

2 工程实例

2.1 工程概况

山東理工大学6号7号实验教学综合楼坐落在山东省淄博市张店区山东理工大学院内，地上南楼5层为21.45m，北楼11层为44.25m，均有局部突出屋面，地下一层4.0m，其地下层主要为设备用房及机动车停车库，地上主要为教室，实验室及教学辅助办公，局部突出屋面为设备机房，外形如图4所示。

2.2 BIM技术的施工与现场应用

2.2.1 BIM协同模式：工程采用智慧建设BIM协同管理云平台、移动端，将各参见方纳入统一平台，以计划管理、工程管理、成本管理“3大管理”为核心，以BIM协同、成本、质量、进度、安全等“18大功能模块”为辅助，进行全生命周期的协同管理，同时还编制了统一实施项目标准。

2.2.2 三维场布及施工组织模拟：通过三维模型，全面了解和分析现场布局，规划办公场所、材料堆放区、加工区等临建设施，大幅改善传统的浪费与施工方案制定缺乏指导性等问题，如图5所示。

2.2.3 综合图纸会审及三维交底：通过对设计文件进行综合分析，把各专业模型进行综合碰撞检查，发现多处碰撞问题，在项目施工前，进行设计优化，提前解决影响正常施工的不合理设计。例如，通过三维模型，平面图纸及测量现场结构标高，与模型排烟风管标高对比发现排烟风管局部穿过结构，与设计沟通后，改为局部排烟风管下翻。

2.2.4 管线综合排布应用：例如，利用3D模拟施工技术将泵房中水泵模型局部取出，并进行拆分泵组构配件，重组成为便于施工的施工模块，生成加工、施工图纸的过程。

3 结语

本文阐述了通过建立BIM团队及BIM实施软硬件环境，利用BIM协同管理云平台，实现各参见方的协同工作，着重详细介绍了BIM综合深化设计工作流程以及施工管理，并将其应用到山东理工大学6号7号实验教学综合楼高层建筑工程实例中，使工程项目管理更加精细化、信息化及高效化，充分落实四控、三管、一协调，实现安全规范施工，同时为日后BIM技术在高层公共建筑的应用提供参考依据。

参考文献：

[1] 汪大绥;包联进.我国超高层建筑结构发展与展望[J].建筑结构， 2019年（19）：16-29.

[2] 陈国树.建筑工程管理模式现状及创新发展分析[J].城市建筑， 2019年（36）：187-188.

[3] 陈壮壮.建建筑工程管理及工程施工质量的有效控制探究[J].工程建设与设计， 2020年（06）：239-240.

[4] 焦云义.建建筑工程工程管理信息化建设探究[J].中国建设信息化， 2020年（04）：76-77.

[5] 蒋俊.浅论建筑工程管理的现状分析及控制措施[J].科技风， 2020年（08）：138.

作者简介：李雨蔓（1999-），女，学士，研究方向为工程管理;

李坤，女，硕士，讲师，研究方向为结构工程。