BIM 在特力金钻建设项目优化中的应用

文／周波 深圳市特力(集团)股份有限公司 广东深圳 518001

引言：

BIM 技术在特力金钻建设项目中的应用，可以涵盖从项目规划、设计、施工到运营等各个阶段。在项目规划阶段，BIM 可以通过建立数字模型来模拟不同方案的效果和成本，辅助决策者进行决策。在设计阶段，BIM 可以协调各个专业的设计，优化设计方案，提高设计质量和效率。在施工阶段，BIM 可以协调各个施工环节，优化施工方案，提高施工效率和质量，减少误差和浪费。在运营阶段，BIM 可以提供建筑设施管理的数据支持，帮助运营者进行设施维护和管理，提高设施的可靠性和寿命。

项目概况：特力金钻交易大厦项目位于广东省深圳市罗湖区，总建设用地约4660 平方米，总建筑面积约39000 平方米，建筑总高度不大于100 米。地下3 层，主要功能为商业、设备用房及停车场（兼人防）等；地上最高21 层，主要功能为办公、商业及配套宿舍等。

BIM 优势：上述各种因素独立以及相互交织的影响，为建筑设计带来诸多挑战，应用BIM 辅助手段将对设计质量的保证和设计进度的控制起到重要作用。同时在设计阶段积累的信息还将有效地向下传递和共事，最终保留存档。

深圳市处于国内倡导使用BIM 技术的前沿，又恰为本项目的建设所在地，因此，在本项目中广泛采用BIM技术有着高质量高效率的优势。

1.BIM 在特力金钻建设项目各阶段应用

1.1 方案快速建模并提取关键统计数据

在特力金钻建设项目的方案设计阶段，BIM 技术可以通过快速建模来实现快速搭建BIM 体量模型，提取关键统计数据，为方案评估和报告提供数据支持，配合对方案进行初步定量评估。具体实现方法如下：

1.1.1 确定建筑体量模型

在方案设计阶段，需要确定建筑体量模型，包括建筑的空间布局、建筑的高度、建筑的形状等，作为BIM 建模的基础。

1.1.2 进行BIM 建模

利用BIM 软件（如Revit、Archicad、Tekla 等）进行BIM 建模，将建筑体量模型转化为数字模型。在建模过程中，需要考虑建筑的结构、材料、设备等因素，以及建筑的施工工艺和施工顺序等因素。

1.1.3 提取关键统计数据

在建模完成后，可以通过BIM 软件提取关键统计数据，如建筑面积、建筑体积、楼层高度、房间数量、门窗数量、设备数量等，为方案评估和报告提供数据支持。

1.1.4 进行初步定量评估

利用提取的关键统计数据，可以进行初步定量评估，如建筑成本、建筑能耗、建筑结构、建筑安全等方面的评估。通过对不同方案的评估，可以选择出最优方案，降低建筑成本，提高建筑质量和安全性。

1.2 复杂造型修正与优化

一些造型复杂的设计需要借助图形参数化和协同设计手段来优化和修正，以满足各专业设计目标，综合平衡美观、实用、经济、创新的需求。具体实现方法如下：

1.2.1 建立协同工作平台

建立协同工作平台，将建筑师、工程师、结构师、机电师等各专业设计人员聚集在一起，实现协同设计和沟通交流。

1.2.2 进行图形参数化

通过图形参数化技术，将建筑师的设计理念转换为可行的工程方案。图形参数化技术是一种将图形形状转换为参数化模型的技术，可以通过调整参数来改变图形形状和尺寸，从而实现设计方案的优化和修正。

1.2.3 进行协同设计

在协同工作平台上，建筑师、工程师、结构师、机电师等各专业设计人员可以进行协同设计，共同优化和修正设计方案。通过协同设计，可以实现各专业设计目标的协调和平衡，使设计方案达到最优。

1.2.4 实现设计方案的可行性和可实施性

通过图形参数化和协同设计，可以实现设计方案的可行性和可实施性。通过调整参数和优化设计，可以使设计方案更加符合工程实际情况和施工要求。

1.2.5 实现设计方案的美观、实用、经济、创新的平衡

在协同设计过程中，需要综合考虑设计方案的美观、实用、经济、创新等方面的需求，实现平衡。通过协同设计和沟通交流，可以实现不同专业的需求和要求的协调和平衡[1]。

1.3 考虑周边环境的项目总体规划方案优化

BIM 技术可以通过建立模型三维信息，确定项目和周边场地、地下空间、交通连接、以及已有建筑的关系，辅助设计团队进行整体规划方案比对，从而实现规划方案的优化。具体实现方法如下：

1.3.1 建立数字模型

通过BIM 技术建立数字模型，包括项目场地的地形、地貌、地下管线、道路等信息，以及周边建筑的信息。数字模型可以实现三维信息的可视化和分析。

1.3.2 分析场地条件

利用数字模型分析场地条件，包括周边环境、地形地貌、地下管线、道路交通等因素，确定项目与周边环境的关系，为规划方案提供数据支持。

1.3.3 设计方案比对

在数字模型的基础上，设计团队可以进行不同方案的设计和比对，通过对比分析不同方案的优缺点，确定最优方案。

1.3.4 辅助决策

通过数字模型和设计方案比对，可以为决策者提供数据支持，辅助决策者进行决策。

1.3.5 优化规划方案

通过数字模型和设计方案比对，可以优化规划方案，降低建筑成本，提高建筑质量和安全性，减少对环境的影响，增强项目的可持续性。

此外，在规划方案优化过程中，BIM 技术还可以实现以下功能：

BIM 技术可以利用数字模型进行地形分析和设计，包括地形高程、坡度、水流等因素，为规划方案提供数据支持。可以利用数字模型进行建筑能耗分析和设计，包括建筑材料、建筑结构、建筑设备等因素，BIM 技术可以利用数字模型进行建筑安全分析和设计，包括建筑结构、消防设施、安全出口等因素，为规划方案提供数据支持，提高建筑安全性。利用数字模型进行可持续性分析和设计，包括建筑材料、能源利用、环境保护等因素[2]。

1.4 特殊空间部位的虚拟现实呈现

针对项目的一些特殊关注空间，比如入口、大堂、地下空间、立体交通连接等位置，通过整合BIM 模型和虚拟现实技术，从不同角度和方位直观了解其状态。在特力金钻建设项目中，特殊空间部位的虚拟现实呈现可以通过虚拟现实技术实现。虚拟现实技术是一种基于计算机图形学、人机交互和传感技术的新型交互式技术，可以模拟真实世界的情境和场景，为用户提供身临其境的感受和体验。特殊空间部位的虚拟现实呈现可以通过以下步骤实现：

1.4.1 建立虚拟现实模型

利用BIM 技术建立特殊空间部位的虚拟现实模型，包括建筑结构、装修、室内装饰等方面的信息，实现真实场景的数字化建模。

1.4.2 设计虚拟现实场景

根据特殊空间部位的实际情况和设计需求，设计虚拟现实场景，包括场景布局、景观设计、光影效果等方面的内容。

1.4.3 制作虚拟现实内容

利用虚拟现实技术制作虚拟现实内容，包括建筑结构、装修、室内装饰等方面的内容，实现用户身临其境的感受和体验。

1.4.4 实现虚拟现实呈现

通过虚拟现实设备，如头戴式显示器、手柄等，实现虚拟现实呈现，让用户可以在虚拟现实场景中自由移动、观察和交互，获得更加真实的感受和体验。

特殊空间部位的虚拟现实呈现可以帮助设计团队和决策者更加直观地了解和评估设计方案，提高设计方案的可行性和效益。同时，虚拟现实呈现还可以为用户提供更加身临其境的感受和体验，增强项目的吸引力和竞争力[3]。

1.5 公共交通优化

在特力金钻建设项目中，公共交通优化是一个重要的问题。区域标志性建筑往往会与多条轨道交通汇集，因此需要考虑经过该地块的往来人流，以便合理设计项目地块内的公共区域和通道，满足人流交汇的需求。三维可视化设计和人流疏散模拟可以帮助设计团队优化公共交通方案，确定方案的可行性。以下是公共交通优化的具体实现方法：

1.5.1 建立三维数字模型

利用BIM 技术建立三维数字模型，包括建筑结构、周边环境、交通道路等信息，实现项目地块内的数字化建模。

1.5.2 设计公共区域和通道

根据项目地块内的实际情况和设计需求，设计公共区域和通道，包括道路、步行街、广场、人行天桥等方面的内容。

1.5.3 优化公共交通方案

通过三维可视化设计，优化公共交通方案，包括公共交通路线、站点布局、交通工具类型等方面的内容，提高公共交通的效率和便利性。

1.5.4 进行人流疏散模拟

通过人流疏散模拟，确定公共区域和通道的设计是否满足人流交汇的需求，优化设计方案，提高人流疏散的效率和安全性。

1.5.5 确定方案的可行性

通过三维可视化设计和人流疏散模拟，确定公共交通方案和公共区域通道的设计是否满足实际需求，确定方案的可行性。

公共交通优化可以帮助特力金钻建设项目提高公共交通的效率和便利性，减少交通拥堵和环境污染，提高城市形象和品质。通过三维可视化设计和人流疏散模拟，可以优化公共交通方案和公共区域通道的设计，提高方案的可行性和效益，同时也可以为决策者提供更加直观的数据支持，提高决策的科学性和准确性。

2.初步及施工图设计阶段

2.1 基于BIM 的建筑性能辅助分析

在初步设计阶段，建立建筑、结构主体BIM 模型及机电专业的主要管线和大型设备BIM 模型。通过三维数据输出，可以实现基于BIM 模型的各种建筑性能分析，例如区域光环境分析、建筑风环境分析、区域声环境分析、室内日照分析、室内通风模拟等，通过声光风热等的全方佳分析，实现各专业系统设计方案的优选。

2.2 专业协同及管线综合

在初步设计阶段，BIM 可以通过三维协同解决各专业设计模型之间的冲突。以往二维设计方式，图纸中的专业矛盾只能依赖工程师的经验，进行人工检查。而在三维平台上，建筑、结构和设备专业模型可以集成在一处，由BIM 平台实现自动碰撞检查，提高了审查效率和设计准确度。

本项目设计初期，采用BIM 模型，形成净高管线剖面。直观了解管线交叉碰撞问题、结构板面与管线碰撞问题等共计50 多处，有效避免后期施工进行返工。

2.3 立体交通方案呈现及优化

复杂综合体项目的水平及竖向交通方案要考虑的因素较多，往往既要考虑对人流的引导，又要考虑建筑效果和空间利用的关系。BIM 模型可从各个角度呈现于方案细节的比较和修改。

3.施工图设计阶段

3.1 设计细节展示

在施工图设计阶段BIM 模型在初步设计模型的基础上进一步细化，增加模型的精度，对于重点关注的局部还可以建立细节模型和深化模型以更详尽的方式展现设计意图，解决复杂部位的设计细节矛盾。特别在本项目中采用的装配式建筑及公共区装修，有效表达细节，装配式配件得以完全匹配。

3.2 殊部位的深化优化设计

对于一些特殊的结构局部，例如钢索连接处、幕墙框架等，其细节的表现影响整体建筑效果，可以建立该部件的深化模型建模甚至加工模型，提前预览实际安装后的效果。并根据总体效果对加工细节给出要求或建议。

3.3 辅助工程量统计

在施工图设计阶段，可以利用BIM 模型进行工程量统计，并自动生成门窗表、材料表等[4]。

4.设计阶段之后的延伸——BIM 对施工管理的提升

设计阶段的全专业全息BIM 模型，除服务于设计阶段，提高设计质量和效率外，还可以延续至施工阶段和运营阶段，从而实现建筑全生命周期BIM 应用与管理。目前BIM 技术在施工阶段的主要应用点如下：

4.1 高精度施工及加工深化设计

设计阶段的BIM 模型可以延续到施工方由施工方BIM 团队或BIM 顾问咨询服务团队，继续按照施工的精度要求进行精细化设计，并应用于施工阶段的土建和机电安装深化设计，加强施工控制，进一步保证施工质量。

4.2 施工模拟

施工单位可根据建筑、结构、水暖电全专业全信息BIM 施工模型进行土建主体的施工过程模拟、机电设备的安装过程模拟等设计。BIM 模型可以帮助施工单位更好地了解建筑项目的结构和系统，从而制定更好的施工方案和施工过程模拟。通过BIM 模型，施工单位可以进行土建主体的施工过程模拟，包括施工进度、施工工艺、施工质量等方面的模拟。帮助施工单位更好地了解建筑项目的结构和系统，从而制定更好的施工方案和施工过程模拟。

4.3 施工管理

前述施工模拟基于全专业全信患BIM 模型息数据的施工管理，可以根据项目需求进行程序二次开发，进一步实现施工精确化管理。在特力金钻建设项目中，施工管理是一个非常重要的环节，需要对施工过程进行全面的监管和管理，确保施工质量和进度。以下是施工管理的具体实现方法：

4.3.1 建立全专业全信患BIM 模型

利用BIM 技术建立全专业全信患BIM 模型，包括建筑结构、装修、室内装饰、机电设备等方面的信息，实现项目全过程的数字化管理。

4.3.2 进行施工模拟

利用BIM 模型进行施工模拟，包括施工进度、施工质量、安全管理等方面的模拟，以便及时发现问题并进行调整和优化。

4.3.3 制定详细的施工计划

根据BIM 模型和施工模拟结果，制定详细的施工计划，包括施工进度、施工顺序、材料采购、人员调配等方面的内容，确保施工进度和质量。

4.3.4 实施现场管理

在施工现场进行全面的管理，包括安全管理：BIM 模型可以被用于识别施工现场的安全风险和隐患，帮助施工方采取相应的安全措施和管理方案，确保施工过程中的安全。质量管理：BIM模型可以被用于检查施工质量，包括材料的质量、构件的精度、工艺的正确性等，帮助施工方及时发现和解决质量问题，确保施工质量符合要求。进度管理：BIM 模型可以被用于制定施工计划和进度，帮助施工方更好地了解施工流程和时间表，从而提高施工效率和进度控制。

4.3.5 加强沟通协调

加强与各方的沟通协调，包括与设计方、业主方、监理方、施工方等各方的沟通协调，及时解决问题和协调各方利益，确保项目进展顺利。

4.3.6 加强施工监管

对施工进度、质量、安全等方面进行全面监管，及时发现问题并进行处理，确保施工质量和进度符合要求。使用现代化工具，如无人机、激光扫描仪等，对施工现场进行监测和数据收集，以便及时掌握施工情况，做出相应的调整和优化。

5.其他阶段优化项目

在特力金钻建设项目中，BIM 技术的应用还可以帮助解决以下问题：通过BIM 技术建立数字模型，可以将地质数据、地形数据和建筑设计数据进行整合，实现地质信息的可视化和分析，准确预测地质风险。BIM 技术可以在施工前通过数字模型进行施工方案的优化和协调，减少施工误差和重复工作。BIM 技术可以将建筑设施的数据整合到数字模型中，实现设施的可视化和管理，帮助运营者进行设施维护和管理。

结语：

综上所述，在特力金钻建设项目中，BIM 技术可以在方案快速建模、复杂造型修正与优化、考虑周边环境的项目总体规划方案优化、特殊空间部位的虚拟现实呈现和公共交通优化等方面发挥重要作用。BIM 技术可以通过数字模型的建立和分析，提供数据支持，辅助设计团队进行设计和决策，降低建筑成本，提高建筑质量和安全性，减少对环境的影响，增强项目的可持续性。同时，BIM 技术还可以实现三维可视化设计和人流疏散模拟，帮助设计团队优化公共交通方案，确定方案的可行性，提高项目的吸引力和竞争力。BIM 技术的应用可以提高设计质量和效率，促进设计团队的协同工作和沟通交流，为建筑设计和建设管理带来诸多优势。在深圳市这个倡导使用BIM 技术的前沿地区，BIM 技术的广泛应用有着重要的意义。