BIM技术在复杂工程中的综合应用

李刚

目前，BIM技术在建筑工程设计、施工和运维等过程的深度应用已经成为建筑业发展的趋势和方向，加之BIM本身存在着不完善的地方，施工阶段的各种应用还在探索。本文以郑州某综合办公楼为背景，重点介绍了BIM技术在施工建设中的综合应用，以期为类似工程施工提供参考。

一、项目概况

郑州某综合办公楼建筑总面积6309.33m2，框筒结构25层，建筑高度99.80m。本工程为一类高层公共建筑，裙房4层；设计使用年限50年。地下3层为车库及设备用房，地上1-4层为入口大厅、消防控制室、多功能会议室，5-25层为办公用房。该工程为大数据科创基地及办公一体化的现代综合办公大楼，装饰精美、工程复杂、施工体量大。

二、BIM应用策划

该项目分别在以下方面进行BIM技术应用：

1.土建阶段：建筑的外观效果展示、施工进度模拟、临建平面布置图、复杂节点模拟施工。

2.水电安装阶段：包括模型与图纸校核、碰撞检查、管线排布、管线模拟、预留洞口布置、净高控制等。

3.BIM5D应用点：配合项目部编制详细的进度计划，并在BIM5D中模型关联进度计划，完成整个工程的使用进度模型，进行物资提量、资金曲线等功能的应用。

三、BIM应用过程

1.BIM模型建造阶段

BIM技术中心人员利用Revit软件进行结构、建筑、安装等各专业的模型建造工作，对设计图进行审查，向项目部输出正确的模型信息。同时利用钢筋建模软件GGJ进行钢筋模型的建模工作，并把钢筋模型转换为土建模型，然后利用土建模型在BIM5D中进行模型的商务应用。工程BIM结构图见图1，工程建筑图见图2。

图1 工程BIM结构图

图2 工程BIM建筑图

2. BIM技术可视化

BIM技术的对外展示主要体现在BIM技术的可视性。利用Revit对办公楼进行各种层次的建模分析后，利用Lumion和3Dmax软件对模型进行各种层次的展示应用。

3. BIM技术施工策划应用

BIM技术在施工阶段应用价值点逐一识别，提高了施工现场的管理水平，为项目的精细化管理提供了技术保障。

（1）现场临建工况布置

利用Revit软件对临建工况进行建模，对模型进行渲染并提取相关的视频和图片信息。在后期按照工程进度的实际情况进行各个施工阶段的工况调整和布置，临建工况的模型展示是一项贯穿于整个施工过程的工作。

（2） 二次结构方案策划

采用Revit软件对二次砌体构件进行方案策划，可展示出砌体工程现场的空间布局。对有丁字角墙体交接部分，体现出砌体之间的相互咬合关系。

（3）模板脚手架方案的策划

将标准层的模型导入模板脚手架软件中，通过对现场的模板规格尺寸，进行自动化参数设置，可以自动生成模板排布图，直接得出所有模板钢管支撑体系的计算书，同时可以出具各部位的施工细部节点。

（4）外脚手架方案的策划

采用BIM技术提前对外脚手架施工方案进行详细的策划，可以清晰地反映出外脚手架的逻辑层次关系，使得外架搭设有更好的依据，为项目提供准确的材料用量。

（5）复杂钢筋节点

利用 Revit软件对其进行模型建造，显示出各个层次的钢筋排放位置，利用模型对异形的钢筋进行放样，保证钢筋规格尺寸的准确无误。Revit建造复杂钢筋节点见图3。

图3 Revit建造复杂钢筋节点

（6）钢筋模型

利用GGJ软件生成钢筋模型，利用GFY软件进行钢筋速工料单的生成，施工料单生成方便快捷，准确率高，减少了人为的失误。

四、BIM技术在安装工程中的应用

1. 各专业碰撞检查

在建筑工程模型建造过程中，土建模型和水电设备安装模型是分别进行建模的。模型建好后进行链接，导入到BIM审图软件中，进行土建工程与水电安装工程模型的碰撞检查，自动检测出碰点。

2. 管线综合设计

通过 Revit MEP软件进行该项目的管线布局调整，最大限度地提高可以利用的空间，使模型效果和实际施工的情况保持一致，减少现场返工。极大地解决各种专业管线安装标高重叠、位置冲突的问题，控制各专业和分包的施工工序，减少返工。

3.设备机房深化设计

采用 Revit MEP软件进行设备机房深化设计，可以对设备的安装进行预安装。在设备机房中，对设备进行预安装，通过细致的模拟，可以确定设备安装施工工艺的先后顺序。

4.顶留预理图设计

基于BIM技术的设计建模软件，自动进行管线穿越墙、板、梁等的预留洞、套管及设备基础的模型创建。根据预留洞、套管、基础的模型实体进行标注、标记生成管线预留预埋图和设备基础图。

5. 净高控制检查

通过运用BIM技术，有效控制地下室净高，经过部分设备管线调整优化，有效提高地下室净高，优化设备管线排布，达到了业主提出的建筑净高要求。

五、BIM应用效果

该工程使用BIM技术对各分部分项工程进行模拟展示，并对管线综合进行深入应用，体现BIM的技术价值。同时，借助BIM5D软件，实现模型与工期、造价的关联应用等。

1.BIM应用成果

（1）利用广联达GGJ软件进行了钢筋模理建造，井利用该钢筋模型通过广联达的GFY软件进行钢筋施工料单的生成工作。

（2）BIM技术在机电工程中的综合应用，包括综合管线设计、碰撞检查、净高检查、多方案对比、维修空间检查以及设备机房、预留预埋等深化设计等方面取得很好的效果。

（3）实现模型、进度、图纸、合同，请单等海量数据的实时动态关联。BIM该项目中的应用有效地提升了现场管理成效。

2.BIM应用价值

（1）提高了BIM技术中心人员的技术能力，在项目部进行普及推广，为实现更多项目的精细化管理奠定技术基础。

（2）可视化技术的应用，方便了与各参与方的联络，节约15天时间；节省建造费用总额56万元，节约率为0.5%。

（3）利用模型服务器技术，通过过络仿间服务器模型、智能缓存技术，实现模型、进度、图纸、合同、清单等海量数据的实时动态关联，解决了BIM系统对硬件要求较高的问题。

六、结语

通过BIM技术在施工中的综合应用，对施工过程中的重、难点进行施工过程模拟，对设备机房、管道间进行空间优化，实现了空间的最大化利用，生成了施工详图及材料清单，减少了材料的损耗，实现了施工部署的超前性、指导施工的实用性，有效地掌控施工进度，提高工程质量，为项目带来经济价值。