BIM技术在实际工程中的价值分析

2016-11-22黄双华

四川建筑 2016年5期

关键词：图纸工程施工

谢龙，黄双华，钟菘

(1. 西华大学建筑与土木工程学院，四川成都 610000；2. 攀枝花学院土木与建筑工程学院，四川攀枝花 617000)

BIM技术在实际工程中的价值分析

谢龙1,2，黄双华2，钟菘1,2

(1. 西华大学建筑与土木工程学院，四川成都 610000；2. 攀枝花学院土木与建筑工程学院，四川攀枝花 617000)

在数字化时代，传统的规划和设计技术、施工作业技术、监理方式、管理模式、运营维护在工程项目建设中体现的价值越来越低。随着科学技术普遍发展，BIM技术在大型复杂的工程项目全生命周期中应用深度、应用价值的优势愈发明显。

数字化；建筑工程； BIM技术；应用价值

BIM是指建筑信息模型(Building Information Modeling)，是一种收集、整理、展示信息和通过模拟“真实”，检验“真实”数字化的技术。BIM软件已经从1.0发展为2.0，应用深度也由2D变成3D、4D、5D的模式，信息处理也由BIM与大数据变为BIM与运维、GTS、数字化相结合。BIM技术在工程中的应用研究已经很广泛[1-6]，在工程中应用的优势也很明显[7-8]。本文重点对BIM技术在实际工程中的应用经济效益作分析。

1 BIM技术在工程生命周期的具体应用

(1)BIM具有三维可视化特点。在设计图纸时，设计师可以通过BIM软件建立三维模型，利用软件自身的优化模块，检查图纸的设计尺寸，管线的位置，配筋的型号、直径、位置、数量是否正确；利用BIM的三维技术的碰撞检查模块在施工前期、中期可以进行碰撞检查，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，加快施工进度，为项目各参与方降低成本。

(2)运用BIM三维可视化功能再加上时间维度，利用碰撞优化后的三维管线方案，可以进行施工交底、施工模拟，发现本工程的重点难点施工部位，按照场地特点和国家规范制定详细的施工方案，将施工方案模型化、动漫化，让评标专家、甚至非工程行业出身的业主、领导都对施工方案的各种问题和情况了如指掌。

(3)BIM模型中，可以形象又直观地发现电梯井、预留洞口、临边等存在安全隐患的位置。施工前，布置上安全围栏，对施工作业人员进行安全交底，让施工人员对安全隐患位置有较深的印象，确保施工过程安全文明，不出安全事故。

(4)BIM拥有一个6D关联数据库。利用已经建立的模型，可以准确快速地统计到每个区域、每个构件的材料用量，点对点的材料运输，使得材料的用量、位置区域准确，减少材料的二次搬运，进而有效提高各工序的配合程度，加快施工进度。

(5)工程竣工后，向建设单位提供BIM资料数据库(6D关联数据库)，建设单位或施工单位可以根据各种条件快速检索到相应资料，提升了运维管理能力和减少运维期间个分部工程的维修时间。较传统的建设工程施工作业方式有很大的优势(图1)，BIM技术在工程项目协作中的各种方式应用，对我国的工程建设由传统施工和管理技术向数字化改革起了推进的作用。在建筑工程具有很大的应用深度与应用价值(图2)。

图1 BIM技术与传统施工作业技术的对比

注：图1、图2引自中铁天宝数字工程有限责任公司智慧工地图2 BIM技术的应用深度与价值

2 BIM技术在实际工程中的应用价值

对于地铁车站、污水处理厂等面积大、专业多、管道设备错综复杂的大型项目，传统二维施工图纸交底和审核的作业方式，一是工作量大、周期长，二是图纸错误非常多且事前无法发现，造成工程返工和计划成本增加。利用BIM软件平台搭建BIM模型，BIM技术在实际工程(如污水处理工程)[9-10]应用中，运用其设计优化模块和碰撞检查模块，对工程项目的图纸进行错误侦测和施工前运用3D虚拟技术进行的碰撞检查，避免因图纸设计错误而导致的成本增加与工期延误，从而能有效地对项目进行整体的风险管控；基于BIM数据平台所生成的碰撞检查报告能极大地提高建设项目各参与方信息沟通的效率，避免在工程实施过程中信息的丢失。

2.1 工程案例

昆山北区污水处理厂三期扩建工程由中铁上海工程局承担。工程概况:本工程建筑面积为45 783.3 m2,层数为地下1层(水处理构筑物)，地上1层(框架结构厂房)。屋顶上部的通风室和楼梯室，建筑檐高7.3 m。工程采用的地下整体箱体式建筑方案，采用集约化的设计，建筑结构、地下交通、管线综合、给排水、电气、通风及消防设计等均设置在一个有限的狭窄地下空间内，技术难点多，工序繁杂，项目实施风险系数很高。根据设计图纸，其体划分为6个区，包括桩基、基坑支护、土方、构筑物、房建、设备电气等专业,为更好地控制施工安全、质量、进度、效益等，引进BIM技术管理项目。

利用BIM技术，通过碰撞检查出墙体未作预留洞的位置共计34处，节省人工约10工日，节约时间3天，人工按照每人工日200元计取，每个碰撞点预计节省1000元，节约避免返工、材料费4.0万元。管道交错碰撞检查753余处，预计节约人工、材料10万元。

利用BIM技术对钢筋用量提前分析管理，现场实测板面筋直径为14 mm，多处搭接长度已经达到2 m以上，大大超出设计规范，造成钢筋严重浪费。仅一个板块内就出现多处搭接过长问题，经粗略估计整个-1层板至少浪费5～10 t钢筋，整个工程至少浪费30～50 t钢筋。最终板筋绑扎错误风险提示60t，剪力墙起步距离问题错误风险提示10 t，共计75 t，按市场每吨3000元计算，可为项目节省资金22万元左右(表1)。

对项目基础部分混凝土实际浇筑量与BIM模型计算量进行对比分析(吊模处工程量为保守统计)，分析详情见表2。