基于BIM在项目中数据继承的应用探讨

文｜江西省建筑设计研究总院集团有限公司 刘晓林

1.引言

2.项目概况

项目在建设过程中出现停工，且停工时间过长时则需要考虑再重启时的继承成本，如遇到相关参与方人员流动，使得参与人员的熟悉成本增加，本文以一个办公楼为例（图1）。

图1 项目效果图

该项目地处江西省南昌市九龙湖区域，建筑高度50.80m，地下1 层，地上12 层，总建筑面积：33219.6m2，地上总建筑面积24400m2，属一类高层公共建筑；地下室面积11343 m2，地下室层高3.6 m，局部4.5m、5.2m。项目机电管线错综复杂，包括给水、消防、污废水、雨水、通风、防排烟、强弱电以及智能化等系统。根据需要，项目新加入如智慧消防、智慧安防、空间管理和智能楼宇等一系列弱电管网及综合布线需求，对综合管线排布带来了挑战。前期主体框架已于2016年建成，由于历史遗留原因没有继续，直至2020年开始重启办公楼建设工作。遇到的问题有：

（1）几年时间的空隙，参与的原班人员已无法聚齐，新组建的团队成员需要重新熟悉项目信息。

（2）由于消防规范的调整，部分设计需要调整。

（3）装修设计也在2016年完成，现阶段由于新的需求带来了内部空间的调整。

BIM 技术具备可视化和协同性的技术优势，借助BIM 技术全面参与到项目的建设过程中，可以利用BIM 模型为数据载体，将信息与模型关联整合。通过数字仿真模拟建筑物所具有的真实信息。为多个参与方提供协同工作的沟通平台。提升建设实施阶段的管理效率和资源利用率。

3.三维信息模型创建

3.1 BIM 模型创建

通过项目应用特点分析，项目可以拆分为4 个模型文件，即建筑、幕墙、结构以及机电4 个文件，通过Revit 软件创建并利用链接、工作集模式（图2）协同工作。

图2 多种协同工作模式研究

（1）幕墙专业有清单量需求，且项目幕墙工作量大、细致化程度高，与其他专业协同需求不高，为便于细节化操作宜单独创建为项目文件，

估价机构应积极转变传统观念，强化数据建设和加快业务转型。大数据离不开数据建设，数据建设耗时耗资，估价机构应根据自身情况，决定独立建设数据库还是加入现有数据联盟，数据建设时应重点把握数据的全面性、真实性和及时性。在此基础上，强化数据的分析研究，提高对数据的“加工能力”，实现数据的增值服务和业务的转型，进而朝智慧评估与智慧管理方向发展。

（2）项目后期需要做管线深化设计，为便于多专业协同应用，将机电专业采用一个项目文件工作模式。

Revit 提供了“链接”和“工作集”两种工作模式进行多专业协同工作，这两种方式各有特点。

3.1.1 链接模式

也称为外部参照（与AutoCAD 的外部参照相似），可以依据需要随时加载模型文件，各模型文件之间的调整相对独立，尤其是对于大型或特大型项目，以及构件数量较多的项目模型在协同工作时，通过合理拆分文件，通过链接模式协作，表现较好。但由于被链接的模型不能直接进行修改，因此需要回到原始模型进行编辑。

3.1.2 工作集模式

也称为中心文件方式，通过中心文件启用工作集后另存为本地形成副本文件的方式，本地副本文件与服务器中心文件是处于连通、映射状态，即本地的修改可以同步到中心文件，并保持统一，中心文件通常存放在服务器上。

本项目采用“链接”和“工作集”，即建筑、结构、幕墙、机电各专业之间采用链接模式，且只链接中心文件，工作在本地副本文件操作。各专业内均采用中心文件协同模式（机电专业采用专业间工作集协同模式），确定好拆分和协作模式后，搭建项目必备工作环境：网络软、硬件；项目资料、Revit 样板等等（图3）。

图3 各专业BIM 模型

3.2 BIM 模型复核

根据图纸创建的主体框架模型应与实际建成部分进行尺寸内容复核，确保后续工作数据一致性。由于办公楼项目，内部均为大跨度尺寸，且主体结构完成仅为梁、板、柱以及剪力墙，物理模型与数字模型的复核从技术层面上可以采用借助人工根据关键点控制复核方式，即选取关键部位和管控的区域做比对（图4）。在项目选择一个基点，以基点对每层选取的十几个关键位置复核，对特定构件尺寸复核，这样既满足项目需求又节省大量时间、费用，从而达到相对最优化的方案。

图4 BIM 模型与现场复核

4.BIM 技术应用研究

4.1 幕墙BIM 应用

项目整体外围为幕墙（图5），涉及到材料主要有25mm 花岗岩石材、2.5mm 铝单板和龙骨等附加件，首先将25mm 花岗岩石材、2.5mm 铝单板拆分为标准件与非标准件（图6），将龙骨等附加件拆分为圆形钢管、矩形钢管、L 型角钢、铝角码。在Revit 中利用嵌套族功能，对标准件制作成通用族。利用Revit 对构件明细统计，即可统计出各种材料的用量。

图5 幕墙BIM 模型

图6 幕墙零部件BIM 模型与明细清单

4.2 优化与管综设计

借助BIM 软件，通过运行三维信息模型的碰撞检查功能，查询处理碰撞冲突，同时合理排布各专业管线位置，可以最大化地提升建筑利用空间、减少由于管线冲突而造成项目返工等。特别是在机房、各楼层走廊以及电梯厅区域内的路由。在CAD时代，管综方式主要是将各个专业的图纸叠加，由设计师在一起开会讨论确定，或有些单位直接由机电专业设计师参照土建专业图纸调整。由于二维图纸可能带来信息缺失以及不直观的交流平台或方式，导致碰撞常有，成为业主方和施工方一直念兹在兹的事。（图7）。

图7 优化管网设计

通过利用BIM 软件，搭建各专业的三维信息模型，设计师能够在虚拟的三维环境中及时确定碰撞以及排除可能遇到的冲突问题，显著减少由此产生的变更，基于BIM 特性，确定内部功能区调整、管线排布、施工原则，优化和管线排布设计，并出具相应的施工辅助图纸。大大提高施工交底和沟通效率，降低了由于协调工作造成的成本增加与工期延误（图8）。

图8 管线综合施工指导图

5.BIM 模型数据继承应用研究

5.1 一模多用——BIM 模型数据继承应用

传统的室内装修设计、施工主要体现为：基于建筑、结构、水暖电等图纸进行装修设计，更多时候使用二维CAD 设计软件出装修设计图和三维效果表达的软件辅助出设计成果。设计图纸不可避免的错漏碰缺、装饰吊顶的高度控制，装修构件和原有土建、机电之间的冲突等等问题，这些种种问题的出现与积累，最后使得对装修公司的满意度和信任感产生严重影响。运用BIM 技术辅助室内装修设计是现阶段的一种趋势，已经越来越多的装修公司尝试去使用（图9）。基于BIM 技术的最大特点就是：精细化，从设计开始就进行装修所需的每一项构件精细、准确呈现。出装修模型，即出装修实景量，让客户真正的做到“所见即所得”。

图9 设计阶段模型传递到装修阶段的数据继承应用

借助BIM 可视化特性，我们可以很容易发现传统二维设计方式出现的问题：梁底标高考虑不足。由于每层每个房间因为其功能特性以及降板等特殊需要会对结构梁构件有影响，又因为梁底标高会直接影响装饰装修的设计，所以这部分也是我们很容易遇到的问题（图10）。

图10 装修问题报告

BIM 的优势在于可以将数据延伸使用，真正体现的信息模型的价值所在，在建设过程中根据优化后的设计模型建立装饰装修BIM 模型（图11），通过完善族库和材质库，最终实现了BIM 模型的一模多用，且达到了BIM 数据的唯一性与延续性（图12）。

图11 精装修的BIM 模型

图12 基于BIM 模型的精装修渲染照片

5.2 轻量化模型——云端多方协作应用

轻量化并不难理解，由于BIM 模型精准、详尽地展示了建筑物外部、内部以及构件的物理模型和几何信息，其数据量惊人，从而导致BIM 数据在三维场景中的性能有待提高。而模型的轻量化主要是对模型的骨架进行简化或者删除，使其模型压缩。轻量化主要是在移动端和互联网云端使用，通过减少显示文件信息，达到加快模型运行显示。

考虑到疫情等原因，本项目在建设过程中除了采取传统的远程联络方式，还采用了云端BIM 协同作业模式，各参与方基于BIM 轻量化模型在线沟通反馈和基于数据模型的应用，大大的提高的沟通效率（图13）。

图13 基于云端轻量化平台的协作沟通

6.结语

作为建筑行业的十项新技术之一，BIM 的提出及发展，都对工程建设行业的科技进步产生了重大及其深远的影响。BIM技术的应用可大幅度提高工程建设的集成化程度。从建筑的全寿命周期来看，BIM的应用提高了建筑行业规划、设计、施工、运维等的科学技术水平，促进建筑业信息化和现代化发展，有着巨大的应用价值与前景。在全球进入信息化时代的今天，信息技术及其应用已经成为国家发展战略的杠杆。BIM 作为创建并且利用数字化模型对建设工程项目的设计、施工和运维全过程进行管理和优化的过程、方法和技术，就是建筑行业信息化与数字化融合的技术手段，也必将推动建筑行业的转型升级与高质量发展。