民用建筑全过程项目管理BIM技术应用与研究

林乙玄

（福建林业职业技术学院 建筑工程系，福建 南平 353000）

在工业化发展的模式下，越来越多的项目借助BIM技术进行全寿命周期的管理，以达到管理的高效性；依托信息化和可视化的优势，充分发挥管理的能动性和协同性，实现信息交互。本文以实际项目入手，结合工程项目管理的实际效果，剖析BIM技术的全过程项目管理应用措施，旨在推动BIM技术的改善，使之更能发挥低投入、高产出的效益。全面了解民用建筑建设施工管理制度、管理办法、实施细则及应急预案等，为基于BIM技术的项目管理平台的设计和开发奠定基础。以往虽然存在一些基于BIM技术的工程建设施工管理系统，但具体针对民用建筑的可视化管理系统还尚未建立成熟，因而对于民用建筑，开发研究一套较完善的BIM建设可视化协同管理的应用系统至关重要，也将开创城市民用建筑项目建设现代化、信息化、可视化的新篇章。

一、项目背景

建设项目位于南平市南部片区，区位良好。基地位于南平市某中学东侧，规划道路系统完善，周边道路有待建设。项目规模较大，地上建筑面积约109 089 m2，地下建筑面积为36 468 m2。住宅建筑面积103 974 m2，公共建筑面积5 115 m2，其中商业占地2 083 m2。项目特点主要在于地形高差大、生态环境好，项目周边生活便利、生活配套设施丰富，属于低碳住宅和国家倡导的绿色建筑。

本项目大量应用BIM技术，从三维可视化建模，到进行机电碰撞的优化，对机电进行优化并出图，减少由于碰撞而产生的设计变更，随后进行招投标阶段的工程量统计。后期运维使用BIM技术实现设施、资产及空间的可视化三维立体展现和管理，通过全专业协同设计优化整个管理流程，以实现BIM的实施应用。

二、BIM技术实施

该项目在方案设计、施工图深化、施工、运维各阶段皆有不同程度的BIM技术应用，并结合BIM技术的二次开发，利用鸿业BIMSpace、品茗等平台进行了项目全生命周期的应用与管理。

（一）方案设计阶段

本项目采用鸿业BIMSpace平台对本项目全生命周期进行管理协同，提供了信息交流、协同工作平台。［1］图1为项目土建BIM模型图，显示清晰，易于交流。包括录入项目基本信息、分配项目角色、设置项目样板、设置项目目录、制定项目里程碑和任务计划、设置项目流程、多专业模型合并、附加文件，并进行模型分享。

图1 项目土建BIM模型图

绿色建筑性能分析主要是利用专业的模拟软件对于室外声环境、室外风环境、建筑通风等进行分析，以达到提高建筑舒适、安全、绿色的目标。［2］图2所示为项目的光环境模型，图3所示为项目的日照投影效果分析。BIM性能化分析通过对项目日照投影、光环境、气象环境的分析模拟，帮助设计师调整设计方案。

图2 光环境

通过BIM全专业协同设计，构建场地景观、建筑、结构、机电、幕墙等各专业三维可视化初步模型，优化设计流程，缩短设计时间，减少设计变更，节约人力和物力成本。［3］在一定时间段对项目进行检查，内容包括设计文件的深度，质量能否满足工程建设的需要，施工、监理、建设单位对设计图纸的意见，施工时对图纸的修改情况及原因等，随后将以上内容形成设计回访文件上传至平台。平台提供供各方联络的设计联络单文件，联络单内容包括项目名称、项目编号、联络原因、联络内容、建设单位、监理单位、设计单位、施工单位意见等。

利用BIM软件可以研究建筑的疏散情况。将BIM模型通过数据转换导入到pathfinder，进行房间、疏散出口、疏散楼梯、人员参数设置。再将BIM模型与疏散模拟软件结合，通过模拟动画，可以观察人员疏散路径、疏散时长、疏散速率，以及最后一个疏散人员通过疏散出口的时间。研究结果：该项目12#号楼共有36户住户，设置每户四人，总疏散人数为144人，总疏散时长为193.4秒。

（二）施工图深化阶段

1.可视化及碰撞。通过Revit软件可视化图纸表达，通过BIM软件协同正向设计，创造了直观的沟通环境，方便项目各参与方的沟通和交流。在Revit软件中，直接出图，实现三维模型和二维图纸表达的互通。［4］通过BIM技术的可视化空间展示，以及机电专业空间优化的优势，进行深化布置，在施工图阶段提供合理优化意见。通过Navisworks碰撞检查，发现及解决问题约两千多条，如图4所示。由图4可以清晰地看出碰撞点的位置以及不合理的设计，从而进行修改，避免施工时再出现碰撞而导致复杂返工。

图4 Navisworks碰撞检查

2.工程量清单生成。平台按照国标清单规范，将建筑安装多个专业的工程量数据与模型构件绑定，进行计算统计，生成标准报表样式的工程量清单。平台生成的工程量清单可直接在线查看，也可在线筛选查看。工程量清单可按照标准报表模式导出，为项目造价管理提供基础的、有价值的信息化直观数据。

（三）施工阶段

通过BIM软件对砌体墙砖块规格设置，合理排布砖墙施工砌筑顺序，指导现场施工。本项目在施工前，先建立机房的深化模型，进行管线深化，指导施工，可减少因设计失误在施工中带来的变更所引起的工期延误等问题，同时也减少了因返工造成的经济损失。以品茗软件算量为技术指标测算，在施工阶段的各个时间点自动生成列表，并将施工时的消息实时推送到相关部门，方便各部门主持和参与自身负责的验收工作，以此来细化施工现场的每一道工序，确保质量合格。同时，在施工验收时将模型验收与现场验收结合起来，对钢筋、防水卷材进行管理，并进行进度填报。把控原材料质量，质量合格的原材料实行入库管理。质检员发起原材料报验申请，填写验收信息后提交平台，监理单位复核确认后提交最终验收结果至平台。

竣工验收时，通过PC端和移动端将验收情况与BIM构件关联，并根据验收规范创建验收台账，附相关文档、图片等证明文件，以对验收工作量进行统计。验收通过后，平台自动对验收资料进行归档。

（四）运维阶段

1.构件生产标准化。运用BIM模型，在建好楼板模型中，采用BeePC设计中批量拆分功能，自动对楼板进行合理拆分。［5］点击BeePC深化栏中板布置功能，对配筋完成的叠合板进行自动编号出图，可直接完成施工图绘制。根据结构配筋图，对梁柱节点等位置的负责钢筋节点进行三维建模，可直观地指导现场在复杂节点位置绑扎钢筋。基于BIM技术的技术交底，将施工复杂节点通过工艺模拟动画展示给施工人员，使交底的内容更加直观，提高了施工人员的工作效率，使工程施工流程更加简单，极大地提高了项目交底的质量。

2.BIM与一体化装修。基于土建、机电的BIM模型，构建重点部位的室内精装模型并渲染，指导、协调内装修专业的设计。图5为室内精装渲染效果，同时也便于展示室内装修效果。图6为室内精装模型，有利于室内精装设计进行正向深化设计、出图。

图5 室内精装渲染

图6 室内精装模型

3.景观。景观漫游表现的特点是交互性强，以多维全景、实时互动的方式让人们感受现场参与，能够全方位、直观地给人们提供各种具有真实感的场景信息，让项目场景更加丰富多彩。

4.二维码信息运用。在现场各区域设立多个二维码扫描点，对构件信息、工地巡检记录、施工工艺等可直接通过扫描二维码获取。

三、BIM协调平台

要实现在工程全寿命周期应用BIM技术，增大应用点，突出技术优势，需要建立BIM协调平台。平台通过融合汇聚建设过程中的各类信息，方便管理和执行者实时掌握，同时整合建设过程中的各类事务，形成一个顺畅运行的机体。

（一）管理平台的应用功能

基于BIM技术的项目管理平台将为民用建筑的建设工作构建一套数字化、可视化、一体化的解决方案。在系统的建设过程中，围绕两个要点：第一，切实有效地应用BIM技术，充分利用既有信息资源，将BIM成果运用到民用建筑的建设管理过程中；第二，强化对民用建筑的全生命周期管理，通过此管理平台衔接、闭合设计与建设甚至后期运维环节，做好民用建筑建设信息化管理。

（二）项目管理平台的应用优势

在民用建筑工程建设施工的节点，应用BIM的集成项目交付模式同步实施信息化，填补建设施工阶段的信息化断层。另外，项目管理平台具有集成的优点，能够将该地区或该市域所有的项目类型结合起来，便于政府部门从宏观层面进行监管。项目管理平台的应用是BIM技术的深层次应用，将简单的翻模应用扩展成为建筑项目的全寿命周期应用，更为项目建成后的运维环节打下坚实的基础。随着信息化技术日新月异的变化，项目管理平台的功能也越来越多元化、丰富化。

1.信息的快速整合与查询。由于BIM模型能整合民用建筑规划、设计、施工阶段所有数据，使得民用建筑监理方、施工方、建设方能够通过BIM模型快速全面地掌握该民用建筑建设管理阶段的所有信息，包括施工进度、分项管理情况、现场状况等。

2.信息的有效共享和传递。基于BIM模型，将多方数据进行有效整合，使得多方的数据可以在一个统一的平台上进行有效共享和传递，减少了由于信息孤岛导致的信息失真与损耗问题。

3.建设信息的综合管理。基于BIM技术的项目管理平台，整合所有施工相关业务流程，包括进度计划安排与计划调整、施工任务分发、现场监督管理等。

4.结合BIM模型的预警预案。结合施工BIM模型，实现对施工现场突发事件的应急处置。结合BIM模型模拟出的最佳疏散路径，能够辅助突发事件的处理。在事故发生第一时间发出预警，指导人员疏散，减少因发生重大危险事故造成的人员伤亡和经济损失。

（三）平台创新应用

品茗CCBIM软件技术具有模型轻量化、图纸文件管理、现场应用、项目看板等特性，借助互联网、物联网的数据技术，能够梳理出民用建筑建设施工及管理流程，并制定了标准化管理流程，研究出一整套符合民用建筑建设施工管理的数据库，整合了设计交付的BIM模型数据以及监测监控数据，研究出BIM模型轻量化与数据集成技术。BIM的三维可视化施工信息展现与交互模式技术以及工程进度信息化管理与协同技术的整合应用，研发了一整套“可视化”“可监控”“可支撑决策”的建设管理一体化的信息管理解决方案。

平台支持项目管理平台的相关数据迁移与共享到后期的运维管理平台；支持在GIS地图上展示民用建筑全生命周期信息；支持将信息数据与三维BIM模型绑定且在三维可视化界面上通过点击任意一段民用建筑，可以弹出菜单显示其相关信息。迁移的建设信息包括用地规划、施工许可、建设、建设单位、施工单位、监理单位、使用单位、权属单位、使用年限、投入使用时间、养护记录、维修加固记录、报警记录、报警处置记录、报废记录、改造记录等数据，尤其是项目管理平台集成施工阶段的所有建设资料，包括设计方案、施工图纸、结构方案、开挖方案、质量验收等资料。支持将建设阶段资料迁移到运维管理系统中，与后期运维阶段产生的文档资料一起构建电子资料管理库，实现资料的无纸化管理、高效流转与快速查询，并最终实现了本项目的高效管理，达到了项目预期的经济效益和社会效益。

四、结束语

本文基于南平市西南角地块的民用建筑项目，深入研究了民用建筑全过程项目管理BIM应用技术。能够看出，在信息化高速发展的时代，BIM应用技术在民用建筑全过程管理中优势突出。在方案设计阶段，BIM技术建模清晰，辅助性能好，优化设计，利于发展绿色建筑。在施工图深化阶段，能够进行碰撞检查，发现问题，解决问题，生成工程量清单。在施工阶段，可为施工提供更为直接的交底与参考，便于监理单位的检查与复核。协调平台的优势突出，能够快速整合信息，进行共享传递。本项目在全生命周期运用BIM技术，将小区内各类信息系统和资源进行了重组，对丰富社区居民的生活服务起到越来越重要的作用。由此，将BIM技术应用于工程项目的各个建设环节，通过技术整合，使得BIM技术的核心价值发挥更大优势。