施工阶段 BIM 技术应用实践的总结与分析

陈益超，蒲雪林（四川良友建设咨询有限公司， 四川 成都 610041）

0 引 言

自 2002 年开始，在国家相关政策的推动下，BIM 概念开始在中国普及。十几年后的今天，BIM 技术应用、BIM 管理平台、企业数据平台等都得到了长足的发展。目前，BIM 在国内已经成为一个高频词语。《2011—2015 年建筑业信息化发展纲要》中明确指出了建筑业“十二五”时期的总体发展目标是“建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业”，《2016—2020 年建筑业信息化发展纲要》再次明确建筑业“十三五”时期的发展目标是“全面提高建筑业信息化水平，着力增强 BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展，初步建成一体化行业监管和服务平台，数据资源利用水平和信息服务能力明显提升，形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际先进水平的建筑企业及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业”，足见我国对BIM 发展的高度重视。

随着国家政策的大力推广，各参建单位都开始重视BIM，如建设单位聘请专业团队进行 BIM 管理，施工单位开始组建自己的 BIM 团队以提升企业的核心竞争力，等等。对于施工单位来说，应用 BIM 技术可以增强企业的技术实力，辅助投标，增加中标率；应用 BIM 技术信息化和数据化的特点，可以帮助企业建立数据库，将项目管理信息、工程数据信息、商务信息等归入企业数据库中。

BIM 在项目实施过程中，虽然项目各异，但在实施过程中的应用点基本相同，主要包含设计阶段的设计模型创建、碰撞检查、净高分析，施工阶段的方案优化（管线、幕墙、钢结构、精装）、施工模拟、信息化平台管理，竣工阶段的运维模型和方案策划。

1 施工阶段 BIM 技术应用实践总结

1.1 BIM 技术应用实施策划重点总结

在项目实施之前，应根据项目需求、业主需求以及项目难点和项目应用目标进行方案策划。同时，为保证项目能有效开展 BIM 技术应用，达到预设的 BIM 技术应用目标，还应做好以下几方面工作。

1.1.1 实施标准和制度

为保证项目应用目标统一、达到“一模多用”，应根据实施方案制定相关的建模标准、各阶段成果的交付标准，同时制定相应的实施标准、审核制度、成果考核制度等，使 BIM 技术应用取得最大效益。

1.1.2 应用实施流程

在项目实施前期，明确项目各阶段的实施流程和工作重点，并结合项目建设流程建立清晰明了的 BIM 技术应用实施流程，将各阶段工作前置，提前解决图纸问题、组织协调问题、管理问题及其他相关问题，以保障项目的顺利实施。

图1 为常见的施工单位 BIM 项目实施流程图。图中每个项目阶段都对应了不同的 BIM 技术应用内容，而每一项实施内容都应制定一套实施流程。

图1 各阶段 BIM 实施内容

根据项目特点和难点，建立健全组织架构，专业到人，明确每个人的职责，确保工作有效合理地开展。图2为成都天府国际机场空管工程项目的 BIM 团队架构，显著标明了各阶段 BIM 工作的执行级层，明确划分了各参建单位的责任，有效提升了项目的实施效率和项目管理水平。

图2 BIM 团队架构图

2 施工阶段 BIM 应用点总结

在项目施工过程中，应用 BIM 可以减少图纸变更，有效辅助方案优化，提高项目的技术水平和管理能力。每个项目在 BIM 应用点、应用深度、应用方向上不尽相同，但从应用目的上看无非是两种类型：一种是以 BIM 为支撑的技术管理，另一种是以 BIM 为支撑的项目管理，具体应用如下。

2.1 BIM 应用于工程技术

2.1.1 施工图设计优化

项目图纸是保证项目顺利实施的基础，通过 BIM 能够解决大部分图纸问题，并能够从使用、美观、能耗等方面提出优化建议。在施工阶段，施工技术人员已解决了大部分影响施工的图面问题，如基本的图纸标注错误、图纸缺失、机电预留洞与结构的碰撞等。

BIM 可在此基础上运用多款软件及插件，在不影响其使用功能的前提下对各专业、系统路径、材质、功能房间布置等进行优化，以达到节省成本、创造更多价值的目的。例如，成都某住宅项目的原设计方案，对地下室机房内设备的摆放没有充分利用好空间，经 BIM 优化后，重新调整设备摆放位置，向内移动建筑墙，压缩机房空间，腾出了 3 个地下室车位，为业主创造了额外的利益。

2.1.2 机电管线深化

机电管线综合深化是 BIM 应用的重要体现。前期利用BIM 软件进行模型创建，依据综合深化原则，合理排布各专业管线，包括给排水、消防、电气、暖通、工艺等，优化了项目空间，提升了项目美观性。同时，根据优化的管线路由，合理安排施工工序，提升了项目管理能力，减少了项目工期。以成都天府机场空管工程为例，其专业多、管线错综复杂，导致多处净高不能满足业主要求。BIM 团队利用 Revit 软件对模型进行管线综合调整，经建设方、设计方、施工方多家单位确认，将成果输出为 DWG 格式图纸。施工单位严格按照该 BIM 深化图纸进行综合支吊架制作和管线安装施工，不仅缩短了大量工期，而且使得管线排布方案更趋合理、经济。

2.1.3 综合支吊架深化

对于管线较为复杂的项目，人们通常会使用综合支吊架以节省空间。BIM 团队对机电图纸进行深化，造成管线路由发生较大变动，但综合支吊架必须要完全按照机电管线的综合深化图纸进行布置，若 BIM 团队同时提供支吊架图纸，则会为施工现场与支吊架厂家节省大量的时间成本。目前，涉及支吊架深化的 BIM 团队较少，究其原因，一是相关软件对支吊架的布置和受力分析未能达到理想的辅助效果，二是 BIM 团队缺少这类专业人才和施工经验。

成都天府机场空管项目 BIM 团队在完成任务过程中总结出一套完整的支吊架深化流程：依据机电管线综合深化方案排布支吊架→与支吊架厂家对接，了解支吊架出图需求→完成支吊架出图及受力计算后，交由支吊架厂家进行节点深化和选材→核查支吊架厂家节点深化图，确认无误后辅助支吊架厂家生产和安装。具体方案如下。

（1）完成管线综合后，应用 Revit 插件（红瓦、橄榄山、品茗）或 MagiCAD 软件进行综合支吊架布置。其中，MagiCAD 能自动识别管线进行综合支吊架选材、调整布置间距和受力计算，以弥补BIM工程师对支吊架专业知识的不足。

（2）完成综合支吊架布置后，对不同类型的综合支吊架进行编号，绘制综合支吊架的平面图和剖面图，应用MagiCAD 出具不同类别的综合支吊架受力计算书。

（3）将受力计算书和支吊架图纸交付给支吊架厂家，厂家进行预制加工后运至施工现场进行安装。

相较于传统的综合支吊架厂家深化设计，这套作业流程节省了综合支吊架厂家用于设计的大量时间。另外，现场完全按照 BIM 管线综合深化图纸进行施工，从而确保了综合支吊架的准确性。

2.1.4 幕墙深化

在特殊项目中会出现外立面双曲线幕墙，如机场项目和大型商业综合体项目。这类项目的幕墙加工难度和施工难度都十分大，如果采用 BIM ，就能最大程度地简化加工厂家和施工单位的作业流程。具体方案如下。

（1）应用 Rhino 软件搭建幕墙模型。Rhino 软件能够完整地反应幕墙嵌板的尺寸、材质、弯曲度以及嵌板之间的胶缝等信息，一比一展现现场的真实情况。

（2）将 Revit 建筑结构模型与 Rhino 幕墙模型结合在一起，查找碰撞点并优化幕墙。

（3）生成龙骨定位图和面板大样图。施工单位依照龙骨定位图可提前预埋龙骨锚件，不仅降低了施工难度，而且保证了锚点的准确性。BIM 团队应用 Rhino 软件将曲面的面板铺平，生成面板大样图，在对每一块面板设置相关信息（如编号、尺寸等）后，将导出的图纸和工程量直接提供给加工厂进行加工。

2.1.5 精装深化

相较于其他专业的深化，BIM 在精装板块上的应用点较少。常规的精装深化都是依照精装图纸搭建模型后查找与电气点位及软装的碰撞问题，形成精装问题报告，再利用 Lumion 等其他视频渲染软件对模型的材质进行调整并制作全景或视频。不过，这类方法存在诸多问题。例如，建设方对视频效果的要求与图纸参数存在差异，不同的视频制作人员和审核人员对视频的评判标准不统一，导致制作出的视频一版再版。为了提高工作效率，避免此类情况发生，BIM 工作团队在实施贵阳某机场空管项目过程中，摸索出一套新的精装深化模式。

应用 R e v i t 建立精装模型并导入草图大师（SketchUp，SU）绘图软件中，在 SU 中对材质进行调整，再用 Enscape 插件进行渲染。由于 Enscape 插件是一款实时渲染的软件，在 SU 中调整材质后可直接在 Enscape中查看渲染效果，从而节省了大量的渲染时间。基于以上软件条件，BIM 团队组织召开精装方案会议，当面与建设方和施工方商讨精装方案。运用精装施工单位提供的材质贴图，在 SU 中调整模型中的材质；运用 Enscape 插件展示渲染效果，敲定精装中所有选材；生成 EXE 文件或视频作为成果文件，EXE 文件不需要安装任何软件即可打开，操作便利，也弥补了非 BIM 专业人员对软件知识的不足。

2.2 BIM 应用于施工管理

2.2.1 BIM 平台概述

第二类管理类应用以 BIM 平台为核心，平台将各个专业的模型集合为载体，用于承载施工阶段中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息，并通过多种终端实现有效决策和精细化管理，从而达到减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量的目的。那么，BIM协同平台是如何达到以上成果的呢？下文将以 Revizto 协同平台为例进行阐述。

2.2.2 基于 Revizto 平台的数字化管理

（1）Revizto 平台可以支持超大型 BIM。BIM轻量化解决了设备的受限问题和BIM模型的普及问题，BIM 公司非常需要这个平台来展示自己在 BIM、BIM 碰撞问题、管线综合平面图纸等方面的 BIM 成果。

（2）通过 Revizto 平台可将 BIM 及其成果报告放入云端，让业主、设计院、施工单位、项目管理单位等真正参与到 BIM 中。以 BIM 为工作基础，实现各方实时异地互联、协同工作、成功应用 BIM。Revizto 平台有助于业主统筹各参与方，实现项目全流程跟踪的统一管理。

2.2.3 基于 Revizto 平台的协同管理

在实施贵阳机场空管项目过程中，BIM 团队运用Revizto 平台开展了协同管理工作，并总结了应用点并对其进行了价值分析。在建立好项目文件之后，Revizto 协同平台可对建设方、施工方、设计方、咨询方、监理方的账号设置不同的使用权限。例如，平台中的模型文件修改权限仅对 BIM 人员开放，但文件上传权限则对所有项目参与方开放。这既能保证 BIM 的统一性，又能方便项目文件的管理。Revizto 平台还拥有强大的问题追踪功能，可以将 BIM的碰撞报告和设计问题沟通以云协同的模式将项目各参与方与各专业联系起来，并追踪问题状态，直到该问题被完全解决归档为止。

BIM 技术在完成此项目的管线综合优化后，将优化方案以问题追踪器的形式上传至平台，对管线复杂区域进行追踪定位，各参与方人员仅需点击对应问题追踪器，即可查看对应位置的三维展示。各参与方人员可实时在平台上进行交流互动并形成记录，方案确定后可归档留底，作为管线综合依据。

2.2.4 基于 Revizto 平台的可视化展示

区别于大部分 BIM 协同平台，Revizto 平台自带了材质调整和灯光调整，可以满足大部分建筑虚拟现实（VR）需求，可用于样板房展示、建筑外立面展示等。

此项目为机场塔台项目，由于外立面幕墙造型较为复杂，幕墙面板材质的选取尤为重要。BIM 工作团队运用Revizto 自带的渲染效果等，在 Revizto 平台中直接辅助建设方选取幕墙面板材料，节省了利用视频软件进行渲染的时间。

3 结 语

目前，BIM 技术仍停留在项目的单个技术应用点上，需要我们不停地去探索和研究，有效地将 BIM 技术贯穿于项目的全生命周期。

（1）项目技术能力。目前，单个 BIM 技术的应用点远未覆盖到整个施工过程中所遇到的难点，需要 BIM 技术人员努力去拓展。BIM 可视化主要体现在施工工序模拟上，未来可针对不同项目的需求，将 BIM 可视化的优势与高支模、钢结构预制、装配式预制相结合，达到指导生产与施工的效果，挖掘出 BIM 技术更深层的价值。

（2）企业技术能力。面对建筑行业中的竞争压力，越来越多的企业开始重视 BIM 技术，但高校开设 BIM 相关专业较晚，导致目前的 BIM 技术人员涉猎不深，对技术应用的理解或对软件的掌握不够全面，因而加快培养 BIM 专业人才显得格外重要。同样，企业信息化建设也是快速提升企业技术能力和企业管理水平的重要途径。若要充分体现信息化建设的价值，还需要得到企业领导的大力支持，同时结合企业的管理水平和实际情况，确定明确的目标和详细的计划。

（3）智慧工地。智慧工地是综合运用 BIM、云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新兴信息技术与建筑业的深度融合，在项目全生命周期中保证工程的质量、安全、进度、成本等建设目标的顺利实现；促进多个部门的协同办公，实现项目精益化建造、智能化管理的应用。在建筑企业逐渐数据化的今天，智慧工地为企业数据化提供了积累数据的平台，项目全生命周期中所有数据都能实现转化积累，为未来的项目提供数据支持。我们相信，随着 BIM 技术进入更深层次的研究阶段，智慧工地也将得到更好、更快的发展。