BIM技术在大型城市综合体建设中的应用

黎良青 孙鑫 和玉超 宁鑫 崔杰 刘鹏飞

（1.中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 200010 2.上海市建设工程监理咨询有限公司 上海 200080）

0 前言

当下，数字化、信息化已经成为建筑行业未来发展的主要方向，是行业竞争力和创新力的直接体现。作为实现建筑业现代化的重要抓手，BIM技术在工程建设全寿命周期中的应用将极大推动建筑行业发展质量变革、效率变革和动力变革，对推动行业高质量发展具有重要意义。

1 BIM技术在工程建设中的应用

1.1 现场平面部署

在投标阶段，项目就利用BIM技术建立三维场地模型，给业主一个更为直观的视觉效果，提升中标概率。同时，在施工阶段来说，当下多数项目面临场地狭窄、基坑深大、项目各地块交叉作业多等难点，这给传统的二维平面场地布置带来巨大的工作量。项目根据施工图纸以及技术施工方案和现场平布置图对各阶段的场地布置进行建模。并与商务、生产、安全等各部门利用建模对现场各临时设施、加工场地、施工道路、文明施工以及材料堆放等进行合理布置。利用BIM技术建立的三维场地模型能够很好的将施工现场的各种数据信息直观的反映出来，同时，还能根据不同施工阶段，快速的进行场地平面布置的更新及优化，发现施工现场潜在的不合理布局，消除安全隐患，做到精细化管理。

1.2 进度管理

项目根据业主的进度节点要求以及项目施工总进度计划，通过将BIM模型与project编制成的施工总进度计划结合，制作了项目总进度施工模拟，涵盖了地墙、桩基、围护、主体结构、钢结构、二次结构、机电安装以及室外总体等多个专业。通过施工模拟与项目生产技术确定施工关键路线，合理安排各地块之间施工节奏，从而更好地保证完成业主的施工节点。并与北地块建工项目总进度计划合并成南北地块整体施工进度模拟，给予业主更直观的施工进度节点把控，从而方便业主对项目整体开发节奏的把控并合理的调整施工节奏。此外，项目进度管理系统自身根据模型进展情况，设定模拟方式，动态显示进度执行情况，对滞后工作做出预警提示，确保任务按时完成。同时，项目利用无人机航拍技术对现场施工作业面进行影像拍摄后运用软件处理生成全景动态图，并生成二维码，管理人员只需扫描二维码就可以从移动端查看项目进度情况。

1.3 商务、物资管理

基于项目BIM技术的三维模型，可以快速的提取计算工程量，同时可以在3D模型中加入进度、成本信息形成5D模型，实现项目成本的精细分析，可以快速计算出每个工序、每个工区、每个时间节点的工程量，从而快速得到各时期的物资计划。除此之外，随着施工进度的进行及时统计分析，发生设计变更时也很容易同步变更模型，及时获得变更前后工程量和工程造价变化，实现成本的动态管理。

1.4 质量安全管理

传统的质量检查需要记录大量纸质资料，查阅整改也需要耗费大量时间及人力。项目借助BIM协同管理平台，将载有数据信息的三维模型等资料上传至平台上。项目管理人员在手持移动端上可以随时随地查看三维模型和二维施工图纸，并使用多点触控功能来缩放、平移和旋转图形，查看图形构建细节、构件尺寸、标高，了解其具体设计信息，复杂区域各构件空间位置关系，协助现场作业指导、施工质量检验。并将现场发现的质量安全问题反馈到平台模型上，制定责任人进行跟踪和反馈，将当日跟踪信息反馈到平台，解决施工中存在的问题，从而提高了工作效率，加强了质量安全问题的实时管控。

安全管理是工程施工的主控项目，是开展一切工作的根本出发点，通过引入BIM技术，可以提前对安全质量控制重点、施工关键环节、重大危险源等进行模拟演示，过程监管。通过提前预知安全质量风险，提前制定并采取安全质量防范措施，做到防患于未然，有效规避风险，减少不必要的返工、窝工或停工，杜绝安全质量事故，为项目的安全生产、文明施工保驾护航。

1.5 深化设计应用

1.5.1 土建结构深化

目前，对于土建结构的深化设计主要集中在发现图纸问题以及复杂节点位置的优化两方面，在结构施工前根据设计下发的图纸进行三维BIM建模，在建模过程中及时发现图纸问题并记录形成文件，再将文件统一与设计交流沟通解决。同时，通过对细部节点建立BIM三维模型，将复杂的二维图纸转化为直观形象的三维模型，进行可视化交底，保证施工质量，提高施工效率。在项目中有一地块地下室中有一处复杂坡道（同一空间内有三个坡道），二维图纸难以正确反映坡道具体走向以及与周边结构的关系。项目通过三维建模并将模型通过3D打印等比例模型对现场施工人员进行可视化交底。

图1 某复杂梁柱节点钢筋排布

1.5.2 钢结构深化

在钢结构深化设计中，由专业单位利用BIM技术进行三维建模，对钢结构整体空间立体布置进行可视化模拟，通过提前与其他专业的碰撞校核，对钢结构吊装方案进行模拟及优化，可以有效的解决施工图中的设计缺陷，减少后期修改变更，避免人力、物力浪费，达到降本增效的管理目标。

1.5.3 综合机电深化

传统二维机电施工图纸均为独立出图，管线综合布置对设计人员的经验依赖性强，施工效率低。通过BIM技术建立综合机电模型，能够形象直观的反映各管线关系。另外，将各专业模型进行整合，通过软件运行碰撞检测来提前知晓单专业内部及各专业间的碰撞点并协调解决，避免返工造成资源浪费，提高生产效率，见图2。

1.5.4 幕墙深化

方案设计初期，由专业单位建立幕墙表皮模型，完成幕墙表皮与主体结构间的空间关系校验，实现在设计过程中提前发现各种冲突问题，以保证幕墙装饰面与主体构造间能满足幕墙实施需求。在深化设计阶段，建立并完成整体封闭模型，并辅助完成平、立面图纸的输出。同时，通过对施工流水步骤的演示，达到辅助施工方案设计的效果。施工阶段，对幕墙整体深化建模，以满足加工精度需求。

图2 各专业模型碰撞检测

图3 幕墙表皮与结构边缘距离

1.6 BIM+VR技术运用

虚拟现实VR技术，是一种伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，通过三维图形生成技术。工程建设是复杂的大型的动态系统，它包括支模板、绑扎钢筋、浇捣混凝土、拆模、养护等多道工序。通过虚拟现实技术模拟施工过程可以提前发现实际施工中存在的问题或隐患，并及时给予解决处理，将VR技术应用于技术交底过程中，使分包及工人对施工过程具有更深的认识，深化对施工工序的了解，虚拟现实技术在建筑施工中有多方面的应用。

另外，项目针对“样板引路”的管理理念，对模板体系支设、二结构、综合机电管线安装等预先建立BIM三维样板模型并利用VR虚拟现实技术使管理人员进行VR沉浸式体验，有效地避免材料和人力资源的浪费，实现了提质增效的管理目标。

项目通过以上各方面积极推行BIM技术的应用，利用BIM模型的虚拟性与可视化，使参建人员建立直观概念，提前反映施工重难点；利用BIM技术进行综合管线的碰撞，在施工前发现结构与水暖电等专业之间的碰撞问题，提前进行修正，确保施工准确率，降低返工率。

2 结束语

BIM技术的出现，使项目管理的思维方式、流程等均发生了很大的变化，这给常规的管理模式带来的是一场革命。在项目管理中，BIM的可视化、参数化、数据化的特性让建筑项目的管理和交付更加高效和精益，是实现项目现场精益管理的有效手段。

BIM带来的是新的管理模式，新的管理流程，是建筑行业精细化管理的开始。通过BIM技术作为管理工具，让建设项目中的管理者获得更多的时间进行管理工作。结合项目管理的各项科学思想和理念，提升建设工程的管理效率和工程质量，确保工程建设项目安全有序的开展。