BIM技术在某高层住宅项目设计施工中的应用研究

王会 杨晓红 李正超

摘要：随着信息化技术的不断发展，建筑行业面临着巨大的变革，传统的建造方式，逐渐被新技术、新方法所取代，在这样的背景下，BIM技术正是带来这场变革的关键。本文以连云港某具体工程项目为背景，通过BIM技术在该项目的设计、施工和管理等多方面的应用进行研究，为项目的设计和施工方案进行优化，从而节约成本和工期，创造较大的社会效益和经济效益，以期为BIM技术在其它工程项目的实施推广提供一定的参考和依据。

Abstract： With the continuous development of information technology， the construction industry is facing tremendous changes. The traditional construction method is gradually replaced by new technologies and new methods. Under such a background， BIM technology is the essential of this revolution. Based on a specific engineering project in Lianyungang， this paper studies the design， construction and management of the project through BIM technology， optimizes the design and construction plan of the project， thereby saving cost and construction period and creating a larger social and economic benefits， in order to provide a certain reference and basis for the implementation of BIM technology in other engineering projects.

關键词：BIM技术;协同设计;碰撞检测;施工模拟

Key words： BIM technology;collaborative design;collision detection;construction simulation

中图分类号：TU17                                          文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）18-0237-04

0  引言

近年来，随着我国建筑行业快速发展，BIM技术的应用成为建筑行业发展的新方向，2016年住房与城乡建设部出台《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》的文件，大力推广BIM技术的应用。BIM技术是当前建筑设计和施工领域的一项数字化和革命化技术，在全球的建筑设计领域中正掀起一场从传统的二维CAD设计转向三维设计的正向设计变革。当前，BIM技术在建筑项目中的应用，主要以数字信息模型作为建筑全生命周期应用的基础，BIM技术的应用不仅可以使设计、建造、管理等各个阶段节约成本，提高施工质量，节约工期，还可以使建筑工程在其整个项目的寿命周期中显著提高效率、大量减少风险，为项目方案优化和科学决策提供依据[1]。

1  工程概况

苏海听涛苑2#楼及地下室项目位于连云港赣榆区金海路北侧、242省道东侧、滨海路西侧;总建筑面积16105.52m2，地上18层，室内外高差0.30m，建筑结构形式为剪力墙结构，类别为丙类，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。项目的地下室为地下一层，层高4.1m，覆土1.2m，埋设5.6m，总建筑面积13396.11m2，共停机动车518辆，为I类地下车库。

2  BIM技术在设计施工中应用的实现手段

本项目主要采用BIM技术的核心建模软件Revit创建2#楼及地下室的建筑、结构、机电三维可视化模型，对关键施工工艺和技术方案进行可视化技术交底和安全施工交底，模型搭建后通过导入到Naviswork软件进行错漏碰缺检测以及施工进度模拟，根据进度和成本的5D模拟分析，优化设计和施工方案，最后将优化调整后的模型，采用Fuzor软件进行沉浸式漫游分析，让项目参与方更加直观掌握项目的基本信息，有利于各方协作交流，最后通过Lumion软件制作项目的效果图，获得优质的场景渲染图。通过这一套完整的技术应用路线，使BIM技术应用达到预期的价值[2]。

3  BIM技术在设计阶段的应用

3.1 可视化技术和安全交底

建筑的结构和功能越来越复杂，使得关键节点的施工技术难度加大，为了保证工程施工质量，针对重要部位的施工工艺和施工过程，按照建筑工程施工质量验收统一标准，利用BIM技术核心建模软件REVIT创建本项目的三维信息化模型（如图1），通过其可视化交底功能，更好地为现场的一线工人进行有针对性地讲解，使作业人员对关键工艺的施工流程和质量要求有更直观的理解，从而降低返工率，节约成本，保证工程质量。在开工之前，采用BIM结合VR（虚拟现实）对施工现场的临边洞口防护，基坑和脚手架等危险源进行全景安全可视化交底，能够引起工人的兴趣，使工人意识到安全的重要性和安全防护的做法，对危险源的控制起到积极的作用[3]。同时可以实现在虚拟实景中体验建筑物真实效果，向甲方和业主展示建筑实体（内装、外装）模型效果，使用户身临其境。如图2所示。

3.2 协同性设计

近年来大型的综合体和超高层项目结构越来越复杂，设计的难度加大，如采用传统的平面二维CAD设计，使得各专业间设计沟通不及时，信息的交流出现不完整可能性增大，将严重影响项目的成本和工期。由于BIM技术的出现，使得项目的各专业设计基于BIM协同平台进行及时和有效地数据交流，解决设计信息不对称和延时问题。目前，BIM协同性设计方式主要采用文件链接方式和工作集方式，两种协同模式各有优缺点，在本项目实际应用的过程中，将两者结合，制定了适合本项目的协同设计机制，大大减少了各专业之间和专业内建筑结构以及水暖电的碰撞，提高了设计效率。

3.3 性能化模拟分析

随着BIM技术在项目的深入应用，在方案和设计阶段可以对建筑的采光、通风、能耗以及消防紧急疏散等性能化指标进行模拟分析。通过模拟分析，对于不满足某种性能化指标的专业参数进行调整，直至调整模拟优化方案，项目负责人将最终优化后的模型在反馈给各专业相关人员予以施工。因此，BIM技术为建筑的全专业化的性能设计提供了便利性，有利于提高建筑居住和办公的舒适度。

3.4 净高分析

由于BIM技术的可视化特点，即“所见即所得”，在建造之前就可以提前通过沉浸式漫游方式进行查看和检查，提前发现设计问题和修改方案[4]。本项目中，利用Fuzor沉浸式漫游对模型进行净高分析和安全分析，可以一目了然的知道哪些地方不满足净高要求和安全洞口防护要求。图3所示为地下室管线的净高分析，分析过程中设置高度检查值为2.2m，检查间距0.5m，运行检查后出现红线标记，表明该区域的桥架净高小于2.2m，需要优化净高。图4所示为地下室暖通局部净高检查，此处暖通净高2.5m，满足地下室净高不小于2.2m的要求。

4  在施工阶段的应用

4.1 碰撞检查与管线综合优化

本项目采用Navisworks进行检查和修改，Navisworks能够精准定位碰撞构件位置，快速的查看碰撞构件的信息，并且能够返回到Revit中对应的构件进行修改。通过对2#楼和地下室的土建、机电模型整合后，导入到Navisworks，进行全专业碰撞检查，发现碰撞有三百多处。根据导出的碰撞检查报告，对有问题部分进行分析和修改，从而优化综合管线[5]。图5所示为地下室管道系统与风管系统的碰撞报告。

在Navisworks中，根据碰撞构件ID号，在Revit中输入ID号，会定位跳转到碰撞具体位置，通过三维图可以直观的看出消防管道直穿暖通。设计一般做法管道在暖通的上方铺设，查看暖通上方的空间后，得出管道可以上弯的结论。图6为消防管道与风管碰撞前与修改后的三维模型效果图。

4.2 施工模拟

在模型深化设计优化调整完成后，利用Fuzor软件，根据施工进度计划表编制施工模拟方案，通过模拟施工，进行进度计划跟踪、对比和分析，以及形象进度的展示。同时Fuzor提供了强大的过濾器功能，能够根据进度计划的安排，快速进行施工区域和构件的划分和选择，为施工模拟带来了极大的方便与快捷。通过对施工方案、工序最真实的动态模拟，优化施工进度计划，简化施工流程，实现进度控制和成本控制目标。图7所示为依据施工进度计划表，编制施工模拟过程，图8所示为整个施工过程的渲染视频。

4.3 工程量统计

Revit明细表具有强大的数据统计功能，可以在模型中设定多种不同的条件查询统计构件的相关信息，并快速生成统计表，并导入计价软件进行套价。同时也可以根据项目实际情况，添加项目共享参数，导出某时间段、某施工单位、某分项工程或区域对应的工程量清单，如果结合施工计划及对应的企业定额或相关经验数据，则可以制定精确的人、材、机计划，为精细化的施工管理提供依据。

4.4 模型渲染与效果图展示

在Revit中，通过插件将文件转换成NWC文件后导入到Lumion软件中，对模型的材质和模型周边的场地和绿化进行再次调整，通过动画功能对模型进行渲染[8]，能够在电脑上创建虚拟现实，创造惊人的建筑可视化效果。同时，能够制作电影和静帧作品，输出优秀的视频和图像，可作为多方案比选和效果展示，供甲方参考。图9为在Revit中对模型的墙体外立面进行贴图，再添加Lumion自带的族库中的人物、树木等之后进行渲染所得到的效果图。

5  结语

本文以BIM技术在设计方面的可视化性能模拟分析、多方协同以及净高分析的应用，减少了返工，降低了设计变更成本，提高了多方的工作效率工程质量。在施工阶段，BIM技术在碰撞检查以及管线优化，施工模拟和工程量统计等的应用，更好地为现场施工提供技术支持。基于BIM技术对建筑进行设计和施工可视化仿真的应用和研究，可为同类型的项目提供参考，具有一定的实用价值和现实意义。

参考文献：

[1]李冬梅.BIM技术在超高层建筑施工中的应用研究[J].钢结构，2018，33（9）：122-126.

[2]王会.BIM技术在建筑工程项目施工阶段的应用分析[J].连云港职业技术学院学报，2018，31（4）：7-9.

[3]陶鑫，彭红涛，韩丰，曾宪沂，张嘉辉，杜梦然.BIM技术在图书馆建筑施工中的应用[J].施工技术，2017，46（S2）：1217-1220.

[4]肖映灼，沈兴，顾本洋，叶勇，孙顺，方春柳.基于BIM可视化技术在工程投标中的应用[J].施工技术，2016，45（S2）：609-611.

[5]刘晓东，田林，高子钰.BIM对建筑工程施工技术影响研究[J].哈尔滨理工大学学报，2015，20（3）：117-120.