BIM 技术在啤酒厂的综合应用

李云鹏，杨智凯，赵 丹（中国二十二冶集团有限公司华东分公司，上海 200120）

自建筑信息模型（Building Information Model，BIM）概念引入建筑行业以来，已经有将近 20 a 的历史。BIM 理论和技术在世界范围内得到发展和推广，促进了传统建筑行业的信息化发展[1]。

在项目实施过程中应用 BIM 技术可以直接提高项目管理的效率，节约项目的各项施工成本，提高项目的整体收益。啤酒厂在建设过程中，管道复杂，设备种类多，多专业合作等方面存在困难。合理的使用 BIM 技术将获得巨大的效益。

1 建造过程的问题和需求

1.1 主要问题

（1）由于各专业设计流程的分割，导致施工图给施工过程带来大量的设计冲突。

（2）复杂节点不能形象展示，给指导施工带来一定困难。

（3）设备安装的工艺性管道布置复杂繁多，空间占有较大，设备安装与施工大量穿插。

1.2 主要需求

（1）施工场地规划与布置。

（2）模拟施工：施工工艺、工序、进度、人、材、机。

（3）工程量统计。

（4）物料、资产管理。

（5）预制构件加工。

2 软硬件应用

（1）建模软件（主要包括土建、机电、钢结构、主节点模型创建）：revit 2018、3dsmax 2018、tekla 19.0。

（2）渲染及受力分析软件（方案模型配图、工艺动画及模型受力分析）：lumion 8.0、Phoenics、ECOTECT、Energy Plus。

（3）施工模拟及协同平台：Navisworks、Fuzor、BIM 协同平台。

（4）移动工作设备：台式工作站、无人机、VR 眼镜等。

3 在施工过程中BIM的应用

3.1 建立各专业 BIM 模型

任何的 BIM 应用都是建立在完整的模型基础上，所以建立各专业 BIM 模型是最基础也是最重要的环节。建立结构、建筑 BIM 模型，结合由钢结构专业分包提供的钢结构专业模型以及机电安装专业分包提供的机电模型。

以及对办公生活区的建造要求等，根据现场情况，在红线内部布置现场办公生活区。利用 BIM 技术对项目提前建立模型，提前针对现场施工、安全等环节进行检查，使其满足各种需求。

3.2 图纸审核

作为 BIM 最基本的应用，通过建立 BIM 模型，模型建立后进行项目部内部模型审核，提交给公司，进行公司级别的 BIM 模型审核，确定无误后，根据 BIM 模型中发现的图纸问题，在图纸会审中提出反馈给设计院，在设计院下发设计变更后，及时建立设计变更台账。提前发现提前解决。减少后期因设计缺陷而导致的拆除、返工等问题。

3.3 深化设计

3.3.1 钢结构深化设计

使用 Tekla 软件创建钢结构模型（精确到细部节点），并进行深化设计。通过深化设计软件导出的加工数据清单，整理后导入专业加工设备进行加工，切实保证了构件的精密性以及安装的精度。

深化设计阶段根据机电管线排布提前在钢梁开洞，对洞口做加固处理，喷淋干管等放置在钢梁中，增加净高的同时也大大减少了支吊架的费用。

3.3.2 机电深化设计

啤酒厂专业设备安装管线复杂。设计和施工变更的最常见原因之一是管道的各种碰撞，这一直是传统啤酒厂管道设计中的一个问题。收到施工图纸后，对施工单位提供的施工图纸建立BIM模型并进行审核；根据其他专业的 BIM 模型、施工条件和操作流程，对机电专业图纸进行深化设计。机电安装深化模式包括本专业终端设备、管线布置、尺寸、定位及预留。在软件中使用碰撞检测功能，可以方便设计人员及时调整，减少不必要的返工，提高设计和施工效率。

（1）机电深化。对机电专业深化设计，在施工前解决碰撞等问题，保证管线的间距与标高。净高较低区域将楼板作为标高控制面，通过楼板与管线碰撞发现低于控制标高管线，进行调整使管线标高达到设计要求。

（2）碰撞检测及调整。利用 Navisworks 协同管理平台整合全专业模型，先进行本专业碰撞分析，再进行不同专业间碰撞检查，并根据实际情况，结合规范要求进行调整。

（3）洞口预留。基于管线综合 BIM 模型对图纸标明的预留预埋进行复核验证工作。检查预留洞口预埋套管的准确性和合理性，提前预检各专业间预留预埋的不一致性问题，并将验证结果反馈给施工图设计单位，在施工前完成对预留洞口图纸的修改工作。

3.3.3 砌筑工程深化设计。

对机电安装管线优化后，开始砌筑工程的深化，出具砌体排布详图，交底至施工班组。利用 revit 的插件对砌体墙按规则进行砌体排布，完成砌体排布后导出砌体用量及砌体排布图，指导现场施工。

3.3.4 模板、脚手架深化设计。

啤酒厂项目设计有大量环形框架梁，且梁截面较大。将revit 模型导入设计软件进行脚手架设计，对超过一定高度的脚手架进行受力分析计算，再合理规范的布置脚手架。最后针对这一区域现场使用定制化模板，提前建模设计，工厂定制化加工。

利用 BIM 脚手架模型生成脚手架采购清单，用于现场施工材料采购及为脚手架搭设提供安全依据。

3.4 进度模拟

BIM 模型可以自动生成进度计划，设计人员也可以根据项目特点分配进度计划。项目经理可利用 BIM 软件对施工进度进行动态模拟，提前预测施工过程中各关键节点施工现场所需的大型机械、布置方案和人员配置，减少因施工现场问题造成的施工进度延误。BIM 数据模型还可以对实际进度与计划进度进行对比分析，以便于员工及时发现不合理的进度并进行合理调整[2]。储罐安装是本项目的重中之重。采用BIM 技术进行施工模拟，在后期发现实际施工阶段的各种问题，为后期施工提供可行的指导。

3.5 方案比选

在施工阶段将整体方案进行优化，对实际施工情况进行思维处理，包括利用三维的立体设计以及对施工进度加以分析与安排。利用四维技术对施工时间，施工进度，施工质量加以优化与分析。再利用技术平台针对现场实际施工情况，发现问题并解决问题，在最根本的角度上寻找施工最优方案。同时，利用 BIM 技术对整体施工工艺加以优化与分析，确保整体施工方案更加完善。

3.6 工程量统计

建立 BIM 模型后，软件可以自动生成并提取相应的工程量，以支持成本控制数据，如果模型发生变化，相应的数据也会发生变化，造价管理需要的工程量信息都可以通过这些数据真实地提供，有了这些信息，计算机就可以快速对各个组件进行统计分析，很容易实现工程量信息与设计方案完全一致。利用管线分区模型，进行材料统计，可以迅速的编制材料采购计划[3]。

软件导入项目各分部分项任务的材料、人工、机械等费用，可以通过施工模拟更加清晰直观的计算出各施工节点的施工成果及相应费用，为建设方和施工方实施本工程提供有益的参考，在工程的施工阶段可以随时调出该工序的设计概算、施工图预算等成本数据进行分析，以便专业人士进行深度分析、挖掘，找出成本管理中的问题[4]。

4 结 语

国家 BIM 技术的发展的大趋势已经不可阻挡，未来项目施工必定离不开BIM 技术。如何利用 BIM 技术给项目带来切身的利益是每个 BIM 工作人员乃至企业、行业要思考的问题。不同项目、不同地区也应针对性的实施不同的 BIM应用。在未来的发展中，BIM 技术的应用应更加深入，以高层次的利用方式，加深对 BIM 技术的利用与研发。实现其在工程施工中的重要价值与地位，并不断为我国各项工程提供服务，提供施工保障。