BIM在湘潭中心大厦项目的应用

彭柱

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙 410000）

BIM在湘潭中心大厦项目的应用

彭柱

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙 410000）

工程投资是一个典型的具备高投资与高风险要素的资本集中的过程，一个质量不佳的建筑工程不仅造成你投资成本的增加，还将严重影响你的运营生产，工期的延误也将带来巨大的损失。不幸的是，基于当前设计的不严谨、劳动密集的技术环境下，建筑工程总是伴随着不可避免的错误、延期交付和超预算。贯穿于规划、设计与建造过程中的建筑信息模型（BIM）技术呈现出巨大的机会，改善上述因为不完备的建造文档、设计变更或不准确的设计图纸而造成的每一个项目交付的延误及投资成本的增加。BIM不仅使得建设团队在实物建造完成前预先体验工程，更产生一个职能的数据库，提供贯穿于建筑物整个生命周期中的支持。

BIM技术；可视化；三维协同；BIM侦错模型

1 项目概况

湘潭中心大厦项目是湘潭市首家“一站式生活”城市综合体建设项目，总建筑面积为29.1万m2，项目包括一大型高级购物中心，两幢150m超高层公寓大楼，项目规模大、专业多。采用BIM技术进行设计协调、深化设计、管线综合设计、施工管理、成本管理和监理管理方式进行综合、协调，可以保证施工质量、工期、成本，如图1。

图1 湘潭中心大厦

2 BIM服务范围

湘潭中心大厦项目BIM服务范围分为基础服务、设计协调、项目管理、成本管理、监理管理、竣工模型六大方面。

3 BIM服务内容

湘潭中心大厦项目BIM服务内容：

3.1 基础服务

为业主方，建立一个以项目为中心的概念虚拟模型，方便业主利用模型很好的与当地行政部门进行沟通，同时为设计团队进行实时漫游、审视人流规划、视线分析等工作提供支持。

3.2 设计协调

（1）BIM应用于建筑设计阶段的价值体现在：

①可视化（Visualization）：建筑描述通俗化、三维直观化，设计师和业主等非专业人员对项目判断更为明确、高效，决策更准确。

②协调（Coordination）：专业内多成员间、多专业多系统间的三维协同设计，避免不必要的设计错误，提高设计质量和效率。

③模拟（Simulation）：将建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾。

④优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得设计优化成为可能，这点对目前越来越多的复杂造型建筑设计尤其重要。

⑤出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。

（2）方案设计环节

BIM设计根据要求提供项目概念模型数据，为建筑设计师进行建筑形体方案推敲、方案对比、环境模拟、动线分析、日照分析等提供支持。

（3）初步设计环节

①设计图纸、设计标准收集。

②协调设计图纸，提供第一次侦错服务，内容如下：

a.建筑、结构、设备平面图布置及楼层高度之检查及协调。

b.不同类型车辆于停车场之行驶路径与其它设计布置及净空要求之协调。

c.楼梯布置与其它设计布置及净空要求之协调。

d.市政工程布置与其它设计布置及净空要求之协调。

e.竖井/管道间布置与净空要求之协调。

f.各单项机电系统主要管道与其它设计布置及净空要求之协调。

③提交碰撞报告（包括三维模型碰撞报告）。

④与设计团队一起解决有关设计空间上的冲突。

⑤提供实时虚拟现实模型及参与协调会议，更新BIM侦错模型。

⑥完成第二次侦错项目后进行以下协调服务。

a.设备房机电设备布置与维护及更换安装之协调（不包括机电设备安装BIM模型）。

b.主要设备及机电管道布置与维护及更换安装之协调。

（4）施工图设计环节

①BIM施工图设计

此环节中BIM设计负责提供复杂部位平立剖视图，协助设计团队快速高效的完成复杂部位的施工图设计与出图工作，提高设计效率和图纸质量。

②管线综合

a.各种“错漏碰缺”问题，带来工程质量、时间、金钱、资源的浪费和品牌形象负面影响。

b.BIM的“辅助设计与协调”技术是有效解决上述问题的唯一途径。

c.独创“彩排”理论：在施工前对每个细节进行充分的彩排与协调，诠释BIM精髓——优化、模拟、协同。

在施工图阶段，BIM完成设计阶段的各专业间碰撞检查和管线综合工作，消除设计阶段的管线碰撞，专业间空间冲突等问题。

③各专业管线路由优化。

3.3 项目管理

项目管理存在的问题：

（1）工程项目规模大、专业多、结构形式多样、管线复杂，且二维设计修改不便捷、不准确，深化设计工作量大；

（2）不能在施工过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进程，造成进度延误，人、财、物的大量浪费，增加了大量的施工成本；

（3）项目数据难以集中，管理混乱；

（4）业主、顾问、监理、分包商、材料商沟通效率低下；

（5）没有系统的工程数据，工程维保麻烦。

针对于以上问题，本项目BIM技术之于项目管理中的应用包括深化设计、施工现场管理、施工进度管理、技术管理等方面，各个方面BIM服务的参与方、内容以及方式如下：

参与方业主方、BIM服务团队、施工单位、设计团队：

（1）深化设计应用

深化设计是指承包单位在建设单位提供的施工图或合同图的基础上，对其进行细化、优化和完善，形成各专业的详细施工图纸，同时对各专业设计图纸进行集成、协调、修订与校核，以满足现场施工及管理需要的过程。

①土建深化设计：

土建部分深化设计包括结构预埋件定位、预留孔洞等工作。BIM技术的应用可以综合协调各专业，给出准确的埋件定位和孔洞预留位置。

②机电深化设计：

机电工程项目深化设计分为专业工程深化设计和管线布置综合平衡深化设计，专业工程深化设计是在确定设备供应商、设备品牌后，由专业施工单位按原设计的技术要求进行二次设计，完成最后的施工图；管线布置综合平衡深化设计是根据工程实际将各专业管线设备在图纸上通过计算机进行图纸上的预装配，将问题解决在施工之前，将返工率降低到零点的技术；其中管线综合设计是核心，如图2。

图2

a.净高控制

基于BIM模型完成各区域管线净高的提取，并校核是否满足该区域净高要求，并将结果及时反映给业主、设计、施工，以便问题得到第一时间的解决。

b.设备参数复核

应用在机电专业的计算分析：

A.空调冷热负荷计算；

B.管道流量叠加计算，自动计算管道尺寸；

C.水系统、风系统水力计算及平衡；

D.计算、平衡和显示系统的初始值（风量调节阀的预设位置和kV值）；

E.计算噪声等级；

F.电气回路用电负荷计算；

G.照明照度计算。

（2）施工现场管理应用

根据BIM制作的现场三维平面布置图，较CAD二维平面图更为直观。通过各个施工阶段，例如基础阶段和主体阶段的三维平面对比，更能有效的对现场的材料进行管理并有利于现场的安全文明施工的推进与实施。

（3）施工进度管理应用

根据项目进度计划节点编辑模型生成进度动画，形成3D+时间的4D进度控制，通过模拟施工，梳理了工序流程，有利进度计划的把控、实施及纠偏，让业主能够及时了解现场的施工进度。施工单位提供Project施工进度文件，BIM团队根据提供的施工进度，基于BIM模型提供4D施工进度模拟。成果交付为视频、Flash、Navisworks文件。

（4）技术管理应用

①三维交底

充分利用BIM模型的可视化、空间化特点，对结构复杂节点及现场施工难点进行可视化三维交底，更直观、更形象、易接受、指导性强。

②实时漫游

利用BIM模型进行结构漫游，实现身临其境的效果，让管理人员更直观、形象的了解结构内部构造，立体化现场施工管理，质量高，效果好。

③可视化现场指导

项目在施工前通过BIM模型对劳务队和项目技术人员进行可视化交底，同时导出二维施工图纸发放劳务队。施工过程中，作业工人就可以清晰的了解每路管线的位置、标高状况，从而进行精确定位安装，非常好的控制了施工质量。

（5）可视化交流平台

监理工程管理需协调业主、设计、施工、造价等各方工作，BIM可为监理提供统一的可视化交流平台。BIM模型相对于以前的平面CAD图能更好的表达出各种构件的空间位置关系，监理人员能够更直观的看到某些施工的难点，提供施工指导，对于图纸与实际施工中不符的地方也能更及时的看到、提出问题，方便与设计及施工的沟通，有助于及时发现问题、解决问题。

BIM团队将为监理方及时提供因设计、施工引起变更的最新BIM模型，并将变更处通知监理方，保证信息的及时性，使监理方能基于最新的设计和施工信息对监理工作作出计划和安排。

A

1673-0038（2015）24-0025-02

2015-5-14

彭柱（1972-），男，中级，本科，主要从事结构设计工作。