“雙碳”背景下，大力發(fā)展綠色建筑，加快裝配式建筑、BIM技術(shù)和綠色節(jié)能型建筑等新技術(shù)和理念的推廣和普及，推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展，已成為行業(yè)共識。與傳統(tǒng)的二維CAD平面設(shè)計相比，BIM技術(shù)可以將各專業(yè)的模型整合在一起，具有建筑環(huán)境的真實模擬性、互動和反饋的可視化性、建筑設(shè)計參數(shù)一體化性等特點，將其應用于建筑設(shè)計和施工過程中，可以實現(xiàn)精細化管理，提高效率，降低成本，其推廣和普及必將加快推動工程建設(shè)行業(yè)的變革。本文以南京江北現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心項目為例，對其BIM示范應用情況和成效特點展開深入探討。

項目概況

南京江北現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心項目位于南京江北新區(qū)，大廈主要功能為智能制造產(chǎn)業(yè)、生命健康產(chǎn)業(yè)、會議中心以及電子信息產(chǎn)業(yè)等，共4棟樓，總用地面積約8.1萬㎡，總建筑面積33.6萬㎡采用裝配整體式框剪結(jié)構(gòu)，預制裝配率40%。BIM技術(shù)應用于方案和施工圖設(shè)計階段，BM技術(shù)應用包括裝配式應用、BIM數(shù)字報審、工程量統(tǒng)計、能耗分析、性能模擬、碰撞檢查、設(shè)計優(yōu)化、管線綜合、VR仿真漫游等，其中裝配式應用、BIM數(shù)字報審、管線綜合、仿真漫游四項為深度應用，綜合效益顯著。

BIM設(shè)計模型

BIM示范應用情況

實施組織

項目建設(shè)初期，編寫B(tài)IM實施規(guī)劃方案，從項目全局角度對BIM應用程序的執(zhí)行情況和執(zhí)行細節(jié)進行概述，確保在整個項目實施周期內(nèi)BIM團隊以統(tǒng)一的標準執(zhí)行BIM應用程序。同時，確定BIM的實施流程，清晰、有序的項目級BIM實施管理架構(gòu)，包括實施管理流程和文件管理架構(gòu)，以此來推動項目的有序進行。

BIM實施流程

BIM應用情況

專業(yè)模型構(gòu)建及碰撞檢測。建模規(guī)范與標準參考《BIM規(guī)范與標準》，根據(jù)施工圖設(shè)計階段圖紙，構(gòu)建各專業(yè)模型，使之符合施工圖設(shè)計階段模型的深度要求，使各專業(yè)之間能夠在基于三維模型的可視化情境下進行溝通、討論、決策等協(xié)同工作。在此方面，搜集資料，保證資料的準確性；按照統(tǒng)一的命名規(guī)則對文件進行命名并進行模型集成，將集成后的模型文件保存下來；對各專業(yè)模型進行切割整合，產(chǎn)生平面、立面、剖面視圖，并對空間合理性進行檢查，檢查各專業(yè)間是否存在部件沖突，設(shè)計內(nèi)容是否統(tǒng)一、缺漏等情況，對各專業(yè)模型進行錯誤校正，直至模型準確無誤。

幕墻外立面選型及優(yōu)化。該項目建筑外立面采用鋁板外包裝飾的白色帶狀造型，白色帶狀造型下為鋁制百葉遮陽，均為裝配式設(shè)計，精度要求高。采用BIM技術(shù)，可以提高設(shè)計方案預覽和比選的效率，優(yōu)化幕墻和室內(nèi)設(shè)計的可行性和美觀性，檢查重要設(shè)備端口的留置是否合理，預覽幕墻的設(shè)計成果，以及進行分析和優(yōu)化分割等，可以提高設(shè)計人員、業(yè)主和其他相關(guān)人員在設(shè)計階段的效率。此外，通過BIM技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷或問題，以便周全規(guī)劃，全面提高幕墻設(shè)計的質(zhì)量，減少失誤產(chǎn)生的損失。根據(jù)幕墻設(shè)計模型精度要求，創(chuàng)建精裝修BIM模型，確定構(gòu)件相應的質(zhì)料。在虛擬動畫制作軟件中，導入建筑信息模型，在具有演示或渲染的軟件中設(shè)定視點，并將體現(xiàn)建筑立面整體效果和分割的漫游路徑設(shè)定在軟件中，使設(shè)計方案得到準確的呈現(xiàn)。為了后續(xù)的調(diào)整與修改，軟件中的漫游文件要及時輸出為一般格式的視頻文件，保存好原始的制作文件。

幕墻優(yōu)化流程

三維管線綜合。以各專業(yè)模型為基礎(chǔ)，運用BIM三維可視化技術(shù)對施工圖設(shè)計階段的沖突進行檢查，有助于實現(xiàn)設(shè)計階段各管線布設(shè)與建筑、結(jié)構(gòu)平面布置、豎向高程的三維協(xié)同工作，盡可能減少空間沖突和碰撞，避免將設(shè)計階段的錯誤向施工階段傳遞。在此方面，將建筑、給排水、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通等所有專業(yè)的模型進行整合，形成一個完整的建筑信息模型；確定碰撞檢測和管線綜合的基本原則，利用BIM三維可視化技術(shù)，對模型中的沖突進行檢查，進行三維管線綜合，完成修改確認后的碰撞檢測報告和管線綜合報告的編寫，向建設(shè)單位提交修改確認后的調(diào)整模型。

豎向凈高分析。機電管線排布方案以各種專業(yè)模型為基礎(chǔ)進行優(yōu)化，檢測分析最終豎向設(shè)計空間，最終可提出最優(yōu)凈空高度。首先，確定走道、公共區(qū)域、機械車位及車道上空等凈空優(yōu)化的重要部位；其次，運用BIM三維可視化技術(shù)，對各專業(yè)的管線排布模型進行調(diào)整，使凈空高度得到最大程度提升；最后，對調(diào)整后的各專業(yè)模型進行審查，增強模型的準確性，并向建設(shè)單位提交調(diào)整后的建筑信息模型以及相應的工程視圖，以備確認。

機電預留洞口圖。傳統(tǒng)的二維施工圖設(shè)計信息在傳遞時容易丟失，引起機電預留孔洞錯設(shè)、預埋件漏埋等問題，由此帶來的拆裝、返工，既浪費材料，又延誤工期。針對此困擾，利用BIM技術(shù)，檢查管綜優(yōu)化后的模型與開洞的土建模型；土建專業(yè)模型經(jīng)碰撞點位置調(diào)整后，確保洞口留有準確位置；導出結(jié)構(gòu)留孔平面圖，將精確標高及定位大小標注出來。

裝配式正向設(shè)計流程

BIM裝配式正向設(shè)計。通過BIM+裝配式正向協(xié)同設(shè)計，從方案到出圖均能通過BIM模型一站式完成。利用Revit的透視功能，針對復雜節(jié)點處的碰撞進行檢查校核，優(yōu)化節(jié)點設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量和施工便利性。預制構(gòu)件模型組合預拼裝，實現(xiàn)節(jié)點可視化、構(gòu)件種類多元化、構(gòu)件尺寸標準化。基于當前裝配式內(nèi)墻現(xiàn)場切割拼接、破損率高、廢材多、質(zhì)量差、建筑垃圾多等痛點，在設(shè)計階段應用BIM技術(shù)進行建筑成品墻預拼裝，準確計算出成品內(nèi)外墻板用量。通過模型模擬安裝，減少現(xiàn)場墻板切割錯誤損耗，達到經(jīng)濟節(jié)能的目的。通過BIM模型統(tǒng)計編號，提前預留預埋管線點位，準確給出每塊成品墻板尺寸，并將數(shù)據(jù)傳遞給墻板廠家，實現(xiàn)建筑墻板工廠生產(chǎn)，減少甚至避免現(xiàn)場切割，大大縮短工期，減少廢料和垃圾，降低現(xiàn)場材料的破損率，實現(xiàn)綠色建造。最后，利用BIM模型的信息聯(lián)動性，更快捷準確地修改模型和輸出圖紙。

成效及亮點特色

方案階段

BIM構(gòu)件組合設(shè)計之BIM對節(jié)點進行可能性驗證。平面設(shè)計圖難以暴露鋼筋之間的碰撞問題，通過BIM構(gòu)件組合設(shè)計，可以對鋼筋的碰撞節(jié)點進行準確定位，從而優(yōu)化設(shè)計施工圖。在屋面綜合利用過程中，對于位置無法避讓屋面利用區(qū)域或通道的風機設(shè)備，采用疊放安裝或風管設(shè)于地面架空層引至附近布置；疊放安裝的上層風機優(yōu)先選用消防類風機，油煙風機放在下層，并考慮相應的檢修空間。屋面防水施工前，安裝鋼結(jié)構(gòu)支架，將空調(diào)室外機集中，減少橋架管線走線，預留人行、檢修通道，充分利用上部人員屋面的整體空間。

施工圖階段

常規(guī)設(shè)計中，各專業(yè)管線并未有明確標高及平面定位，導致各管線交叉重疊、施工難度大、施工隨意性強、無法對現(xiàn)場有效把控、易產(chǎn)生返工，導致施工周期延長、增加成本。即便層高較高，管線安裝完成后凈高也會很低，嚴重影響項目品質(zhì)。對此，要建立模型，對圖紙問題進行檢查，對設(shè)計人員進行碰撞報告的生成、反饋、設(shè)計施工圖的優(yōu)化等。

BIM裝配式正向設(shè)計

通過BIM+裝配式正向協(xié)同設(shè)計，實現(xiàn)BIM模型一站式完成。利用Revit的透視功能，優(yōu)化節(jié)點設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量和施工便利性。同時，預制構(gòu)件模型組合預拼裝，實現(xiàn)節(jié)點可視化、構(gòu)件種類多元化、構(gòu)件尺寸標準化。通過模型模擬安裝，減少現(xiàn)場堵板切割錯誤損耗，達到經(jīng)濟節(jié)能的目的。此外，通過BIM模型統(tǒng)計編號，準確給出每塊成品墻板尺寸，實現(xiàn)建筑墻板工廠生產(chǎn)，減少現(xiàn)場切割，大大縮短工期。利用BIM模型的信息聯(lián)動性，對模型進行修改，對圖紙進行輸出，確保速度更快、更準。

機房三維可視圖

BIM裝配式機房

BIM技術(shù)通過深化機房、分模模塊、預制分段、配發(fā)預制加工、施工詳圖、工廠預制加工、物流配送、現(xiàn)場裝配，實現(xiàn)了機房裝配的全過程，不僅有效降低了采購成本和管理費用，而且解決了施工現(xiàn)場人員能力參差不齊引發(fā)的質(zhì)量問題，部件體系不斷完善、預制率提高、人工作業(yè)減少、工期縮短。

示范經(jīng)驗

準確創(chuàng)建模型，提供決策依據(jù)

采用Revit軟件繪制3D模型后，該3D模型可生成所需的任何平面視圖，在保證準確性的前提下更直觀快捷，給業(yè)主、施工方、設(shè)備供應方、預制板等項目參與者提供了一個溝通協(xié)調(diào)的平臺。而在CAD技術(shù)中，3D模型需要由多個2D平面圖共同創(chuàng)建，過程復雜。

在設(shè)計階段，為建筑設(shè)計師提供一個多方參與的平臺，確保所做的分析決策有所反饋，提高決策的正確性和可操作性，以決定項目的選址、形狀、方位、結(jié)構(gòu)形式、建設(shè)和運營概算、能耗和可持續(xù)發(fā)展、應用BIM技術(shù)模擬和分析不同方案。

系統(tǒng)協(xié)作，變更靈活

在傳統(tǒng)建設(shè)項目的設(shè)計模式中，建筑、暖通、機械、結(jié)構(gòu)、電氣、消防、通信等各專業(yè)設(shè)計間極易發(fā)生矛盾沖突，且難以解決，而借助BIM整體參數(shù)模型可以強化建設(shè)項目各系統(tǒng)的空間協(xié)調(diào)，避免碰撞沖突，減少設(shè)計錯誤與漏洞，提升設(shè)計效率。此外，借助BIM建模工具相關(guān)的分析軟件，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合分析擬建項目的結(jié)構(gòu)合理性、光照、空氣流通性、隔音隔熱、溫度控制、供水等多個方面，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對BIM模型進行不斷的優(yōu)化和改進。

項目參與方基于具有自動更新功能的BIM整體參數(shù)模型，能夠靈活應對設(shè)計變更，減少各方人員所持圖紙不統(tǒng)一的情況。如果施工平面圖發(fā)生細節(jié)變化，Revit軟件將自動更新修改與之相關(guān)聯(lián)的截面圖、立面圖、3D界面、工期、圖紙信息列表等。

BIM模型信息的傳遞

在國內(nèi)的建筑工程中，最容易出現(xiàn)的問題就是設(shè)計圖紙的實際可施工性，原因就在于設(shè)計和施工分別采用承發(fā)包模式。這種模式中，設(shè)計人員和施工人員的專業(yè)化程度較高，設(shè)計人員往往缺乏施工經(jīng)驗，而兩者之間又缺乏交流，很容易導致施工人員很難按照設(shè)計圖紙施工，甚至不能按照設(shè)計圖紙進行施工。針對這一現(xiàn)象，BIM通過提供3D平臺，加強設(shè)計人員與施工人員之間的交流，并讓有經(jīng)驗的施工管理人員在設(shè)計階段就參與到設(shè)計中來，對施工項目的管理方式進行早期植入，并對施工項目的管理方式進行更新，切實解決可施工性問題。

BIM助力設(shè)計概算精細化

在設(shè)計過程中，初步設(shè)計會不斷修改優(yōu)化，建設(shè)規(guī)模、設(shè)備類型、結(jié)構(gòu)性質(zhì)等均會發(fā)生變化。BIM技術(shù)可以基于原有模型的工程量，按照定額計價模式，自動調(diào)整建設(shè)規(guī)模、設(shè)備類型、結(jié)構(gòu)性質(zhì)等變量，并計算出工程的總概算。工程概算由BIM模型平臺在投標合同簽訂前導出，為項目各參與方提供決策參考，同時也提供最終設(shè)計概算的依據(jù)

結(jié)語

自南京市被住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部列為“CIM/BIM”平臺建設(shè)試點城市后，南京市建委以CIM管理平臺為基礎(chǔ)研發(fā)了BIM智能審查系統(tǒng)。2021年6月，江北現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心被列為南京市首批BIM示范工程，按照《南京市建筑工程施工圖BIM設(shè)計交付技術(shù)導則》等標準進行設(shè)計評審，2021年10月通過施工圖BIM智能化評審，2022年5月通過專家評審，成為江蘇省第一個通過核驗的BIM示范工程。江北現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心新建工程運用BIM技術(shù)，在方案關(guān)聯(lián)階段進行優(yōu)化，在施工圖階段進行碰撞檢查、凈高分析、管綜出圖，在施工階段進行技術(shù)交底，通過BIM+裝配式技術(shù)進行模擬，保障設(shè)計、施工順利進行。以BIM模型為中心的協(xié)同管理平臺，通過多維度的集中參與、綜合應用，大幅節(jié)約了成本，提高了管理效率和項目質(zhì)量。（本文作者屈俊峰系江蘇龍騰工程設(shè)計股份有限公司董事兼副總經(jīng)理）

參考文獻

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[5]劉新.BIM技術(shù)在設(shè)計和施工階段中的應用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017(01):987.

（責任編輯：何雯麗）

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