BIM 技术在绿地花都项目中的应用

陈晶晶 郭红军 余芳

在信息化发展迅速的当下，建筑行业也在升级革新，BIM 技术的兴起给建筑业的格局带来了变化。通过revit 软件创建绿地花都项目的结构、建筑、给排水、电气、暖通各专业的3D 模型并进行多专业的整合，将整合的模型结合BIM 项目管理软件实现了BIM 技术在项目管理中的相关应用。其中包括：各专业模型间冲突检测、施工进度模拟、项目场景渲染、施工进度模拟、室内外场景漫游、BIM5D 施工现场布置等在实际项目上的应用及价值,对类似项目具有一定的指导意义。

1.工程概况

该项目位于徐州贾汪区206 国道以西，花苑小区以北，地块总用地面积80862m2，总建筑面积241660.48m2，容积率2.48，建筑密度22.%，绿地率35%。

本次公示地块总用地面积为：16102m2，建筑面积92375.70m2，容积率4.67，建筑密度41.79%，绿地率26.49%。

项目名称：31#楼。

本工程总建筑面积：8860.44m2。

建筑层数及层高：地下1 层非机动车库，层高3.3m；地上1 层～18 层为住宅，层高2.9m。

建筑高度：52.8m。

主要结构类型：剪力墙结构。

2.各专业模型的创建

2.1 结构模型创建

依据专业特点，首先创建结构模型，建模的前期准备工作包括：识读CAD图纸，对图纸进行拆分，选取建模软件，分步骤进行基础、柱、梁、板构件模型的创建。

本项目工程量较大、面积大，在基础建立时较为复杂，本工程的基础是多种基础结合，分为筏板基础，桩基础，多种基础结合能够确保建筑物更加坚固，防止建筑物过度沉降保证建筑安全。

由于基础结构较复杂，板的建立不能一整块整体绘制而成，需要一块一块的绘制，同时在卫生间、厨房、连廊、电梯间还要考虑降板高度的计算以及不同材质的要求。柱的建立过程，构造柱的创建需要建立参数化族，满足工程的要求。梁在创建的过程中主要需注意梁的位置和尺寸。在模型创建中，地下室、首层、机房层需要独立绘制模型，其他层只需要建立标准层，采用复制的方法创建其他楼层即可。

2.2 建筑专业模型的创建

建筑建模是整个专业建模中最为重要的一项，零散构件繁多建立工作量大。墙体绘制过程中，多种墙面内外墙材质都不同，每种房间用的墙体都不同，在绘制的时候要注意墙体材质变化，要分清在哪个分界点是哪种材质。画柱时要一层一层按照标高绘制，不能直接到顶标高。在本工程中因有地下室，故有楼地面和地面之分，地下室楼板材质分为7 种，消防泵房、消防电井、卫生间、自行车库，电梯房等。主体框架创建完成后，在绘制窗的时候要注意底标高的设置，每一层的标高都不一样。本项目中，有装饰的窗采用普通族类型不能满足需要，需使用参数化的族，用族中公制常规模型进行百叶窗的建立[1]。本项目最大的特点是有连廊中空设计，使整个楼更加美观。在连廊的墙体上有栏杆扶手，有很好的观景效果。在小区楼门的建立中，采用了幕墙铅板门增加其美观性。在此项目中许多构件采用内建模型来建立，例如雨棚、台阶、屋顶装饰条、散水等。屋顶采用平屋顶，建立了三个标高不同的屋顶。在建立模型标高轴网时要和结构的轴网原点位置一致，以便为后期的各专业协同做准备。

2.3 给排水专业模型的创建

给排水的绘制选用“品茗软件”绘制，建立系统。本项目中绘制的管道有生活给水管道、消防给水管道、喷淋给水管道、压力废水管道、污水管道、废水管道、空调冷凝水管道、雨水管道八种管道类型。管道属性如下：给水管道为绿色J-DN20、消防给水管道为红色XH-DN100、喷淋给水管道为红色ZP-DN100、废水管为青色YFDN75/100、污水管为W-DN50/100、冷凝水管黄色N-DN50/75、雨水管道为黄色Y-DN50/100。

给水系统的绘制先完成水平管，之后再绘制立管，立管绘制之前要先明确它的标高并计算出每种管道到楼层之间的距离，连接卫生器具的高度也需要进行计算。在绘制消防管道时要在本项目中车库梁底下绘制。消防管道与消防箱的连接用三通进行连接要保证消防箱与管道是实际相连的。

2.4 电气专业模型的创建

电气专业主要绘制了线管、照明设备以及开关，电分强电及弱电，绘制时接的配电箱也不同。绘制电气时要在天花板平面画线管，照明设备的放置高度要根据图例中给出的高度进行明配或者暗配。在绘制立管时高度到照明设备的高度即可，在连接插座时线管要从地面连接到插座的高度。由于电气管线较多，每根管线走的线路在绘制时就要提前在CAD 图中模拟绘制一遍，确保每根管线不出现交叉，每一层均需要根据层高更改[2]。

2.5 暖通专业模型的创建

暖通专业模型中主要创建风管、排烟口、风机等构件。该项目中设计了地暖系统，故绘制了供暖回水管和供暖供水管。供暖回水管为黄色DN80、供暖供水管为绿色DN80。供暖水管绘制完成之后每层都要安装分集水器，供暖水管分为低区、高区，故标高也不同，在绘制时要注意高低区水管的区分。风机的布置会因为管径不同不能自动连接，需要手动修改变管径让其连接。风机与风管的连接方式是“天圆地方”[3]。

3.BIM 技术在实际项目中的具体应用

3.1 碰撞检测

整个项目的各专业模型建立完成之后，在软件Navisworks 中进行模型的整合，将建筑模型导入之后用常用命令中的附加工具将其他专业模型导入。各专业模型整合完成后可通过剖切来观察。剖切功能在视点选项卡，启用剖切即可，剖切时选择的面不同，看到的建筑位置和角度也不相同，可以根据自己的需要选择相应的剖切面进行剖切。

施工准备前期首先要做的是各专业间的碰撞检查。在建模过程中要注意各专业模型的建立需要采用统一的坐标原点及轴网，模型创建完成之后，将各模型导入Navisworks 中，进行各专业的碰撞检测。项目中主要进行了各专业的硬碰撞检测，公差值设置为0.050。碰撞检测主要包括建筑与暖通专业、建筑与水专业、建筑与电专业、结构与暖通专业、结构与水专业、结构与电专业、暖通与电专业、暖通与水专业、水与电专业。碰撞检测的意义在于能够直接地将建筑中存在的问题暴露出来，管线的交叉出错能够提前知晓，在出现碰撞之后，设计师可根据报告研究区分有效碰撞和无效碰撞，进行相对专业的修改，提高设计方案的优化，消除实际工作的变更以及返工。

3.2 项目进度计划编制

项目进度计划的编制选用Project 2010 软件进行。施工进度计划的编制是按流水作业原理的网络计划方法进行的，这是在分工协作和批量生产的基础上形成的一种科学有效的生产组织方法，能够确保各施工队组之间工作的连续性，又能使后一道工序提前插入施工，充分地利用空间，缩短了工期，使施工进程能够稳速的进行。

本项目中编制的内容包括建筑结构施工环节的编制，一共分为20 层，基础层到地上19 层。在基础层编制了桩基础，一层编制了框架柱、框架梁、门窗、墙体、楼梯等构件施工。二层到18层的标准层施工编制了现浇板，框架梁、柱、门窗、楼梯、栏杆扶手等。该项目中有三个标高不同的屋顶要进行编制。项目进度计划的编制是为了后期导入进行施工模拟，实现项目的动态管理，在后期施工过程中也能够对现场实现更好的管控，使资源利用实现最大化。在人力资源的控制上能够更加的动态，不容易出现窝工的现象也是该应用点的一大特点[4]。

3.3 项目施工进度模拟

在做施工模拟时选用Navisworks 软件，将之前做好的进度计划导入，导入进度计划要在数据源中添加进度计划，添加的选项是Project2007-2013，之后的界面选择要注意选择唯一ID、计划开始、计划结束、实际开始、实际结束。Navisworks 中的施工模拟需要自行在选择树中建立选择集。选择集建好之后每一层的任务都要附着，附着时任务名称要与选择树的名称一致，这样才能保证动画模拟的准确性。

施工模拟在当今建筑业中应用广泛，建立相应的BIM4D 施工模拟，通过时间及空间的呈现能给人更加直观的感受。模型配合预定的施工计划可将工地现况在计算机中进行仿真，找出施工中会产生的空间设计及时间冲突，在开工前召集各承包商对预先模拟出的冲突问题进行讨论，在正式开工前进行设计的变更或是施工计划的调整，提早发现并排除冲突，让拟定的施工计划更具有效率、整合性及完整性。大幅度提高施工管理的效率，改善了施工的环境，为施工方有效地控制了成本并带来了便利[5]。

3.4 项目的可视化漫游

BIM 技术的一大特点就是能够实现项目的可视化，让施工方及业主方能直观地看到这个项目的问题及效果，在综合平台进行管理。生动的可视化效果漫游能够减轻大量工作。例如在项目中进行可视化漫游，能够直观地看到管线的综合、碰撞点，有利于后期更加便利地更改，提高工作效率。通过进入房间主体漫游，业主能够更加清晰地看出房间的布局以及整个建筑的整体实际效果，提高经济效益。

BIM 虚拟漫游技术是对该项目的进一步深化和开发，利用该技术得到的虚拟仿真动画展现了该建筑物的使用功能及表达设计理念，能为人们展现建筑物最真实，最自然的一面。

漫游动画功能在建筑方案的优化上也发挥着重大的作用，在模拟动画时可以制作一条紧急疏散路线，突发状况时能够顺利地逃生。在建筑方案优化的时候将逃生路径制作成一个逃生路径动画，在保证人们安全的方面也得到了很大的体现及应用，该项目中的漫游动画是基于内部构造的漫游，让人们可以看到其中的管线综合以及相应的房屋构造。

3.5 项目场景渲染

该项目的渲染图分别用两个软件进行优化设计，首先在Navisworks 中进行简单的材质渲染，对墙体的材质以及门窗的材质进行更改，幕墙的竖挺改成了相对坚固的材质，之后导入lumion 进行渲染。Lumion 是一款专门针对建筑表现而制作的软件，操作简单，不用通过专业的培训就可作出精良的动画。其记录方式是以关键帧的方式记录一系列的视点，连接成动画。

设计渲染能够将项目呈现出不一样的效果，美化建筑。高质量的效果图在前期的投标过程中能够发挥很大的作用，给人带来更好的视觉效果，更加的逼真生动[6]。

3.6 项目的场地布置

本项目场地布置使用广联达的场布，该项目没有得到具体的场布布置图，故在场地布置的时候直接用总图的CAD导入进行简单的场地布置，让整个施工场地规划更加合理。施工区域主要布置了施工现场大门及围墙，同时在围墙上布置了安全标语，围墙的高度设置为3.2m。施工道路的布置方式为环形布置，方便车辆进入运送货物。布置了机械设备包括塔吊，电梯，输送泵。在塔吊能够覆盖的地方布置了钢筋棚、搅拌站等。在施工电梯附近布置了材料的堆场。在生活区布置了宿舍，篮球场和花草树木。合适的位置布置了食堂，消防设备以及相关宣传栏。

文明绿色施工至关重要，如何合理地进行施工场地的布置体现了项目的安全文明施工，同时对企业形象也有一定的影响。进行三维场地布置解决了设备安置，材料堆放，设备进场、生活区布置等一些二维图纸难以解决的问题。

4.小结

通过将BIM 技术应用在绿地花都项目中，体现了新技术在建筑领域的多项应用价值，提升了建设项目的精细化管理的效率，有效地降低了成本，加快了施工进度。

（1）将各个专业的模型在Navisworks 进行整合并进行碰撞检查得出碰撞报告，碰撞报告的意义在于能够直接将建筑中存在的问题暴露出来，提高设计方案的优化，提高设计质量，消除实际工作的变更以及返工。

（2）用Project 编制进度计划，将项目的时间、人材机利用最大化，合理安排施工节约了成本。

（3）在Navisworks 中与进度计划相关联进行施工模拟，通过对时间以及空间的管控能够更加直接看出施工过程中遇到的问题，提前解决施工中可能出现的问题。

（4）通过保存视点的方式制作漫游动画，能更加直观地看到建筑内部的结构，管线的情况，实现了模型的可视化。

（5）利用Lumion 进行渲染，使建筑成图更加美观，在前期竞标环节起很大的作用。

（6）利用广联达的BIM5D 作出场地布置，合理的场地布置能够使施工环境更加安全，各加工棚安置更加合理，实现绿色施工。在这些应用点上各个专业之间实现了信息交互，体现了BIM 技术在不断发展的建筑业中的价值。