BIM技术在施工企业中应用方式的探究

ＢＩＭ技术在施工企业中应用方式的探究　

邓波　李云　程广仁　邵娜　李蕾　中建八局第一建设有限公司　济南　２５０１００　

摘要：基于ＢＩＭ（建筑信息模型）技术所具有的三维可视化、信息集成化和可协调性三个方面的特性，以深：ｒ．ＪＩｌ￣Ｊ维半导体　设计大厦机电安装工程为例，通过对该机电安装项目施工阶段中ＢＩＭ技术的应用，探索和分析了ＢｉＭ技术应用中的运作　流程、人员配置等问题，在实际施工中取得良好的成效。　关键词：８１Ｍ技术　机电安装　深化设计　项目管理　精确化施工　中图分类号：ＴＵ７１２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—１００１（２０１　４）０８—１０１２—０３　

Ｐｒｏｂｉｎｇ　ｉｎｔｏ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＢＩ　Ｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　

Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　

Ｏｅｎｇ　Ｂｏ　Ｌｉ　Ｙｕｎ　Ｃｈｅｎｇ　Ｇｕａｎｇｒｅｎ　Ｓｈａｏ　Ｎａ　Ｌｉ　Ｌｅｉ　Ｔｈｅ　Ｆｉｒｓｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｉｇｈｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｌｔｄ．　Ｊｉｎａｎ　２５０１　Ｏ０　

１　ＢＩＭ技术概述ｎ　

ＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）ｌ￣ｐ建筑信息模型，　

是通过工具软件将建筑内全部构件、系统，赋予相互关联　

的参数信息，并直观地以三维可视化的形式进行设计、修　

改、分析并形成可用于方案设计、建造施工、运营管理等　

整个建筑生命周期的信息集合体。　

国内对ＢＩＭ的理论、技术和应用的研究也取得了很大　

的进展，并逐渐形成了较为完善的理论系统，何关培先生　

主编的《ＢＩＭ技术应用丛书》就是其中的代表。国内的大型　施工企业和建设单位在方案策划和投标阶段的应用也已经　

较为成熟，但其在实际施工中的应用仍处于探索阶段。从　

现阶段看，机电安装企业对于ＢＩＭ技术的应用需求是非常巨　

大的。如在管线综合排布中，利用ＢＩＭ技术可以基本解决碰　

撞冲突的问题，并对施工后建筑内空间的使用情况进行有　

效的控制。　

ＢＩＭ技术起源于美国，２００８年底，美国建筑科学研究　

院已拥有一系列应用标准。此外，在日本、韩国以及欧洲　

各国对ＢＩＭ技术的应用已上升到政府推进的层面。国内相　

关部门也已经将ＢＩＭ技术纳入国家“十一五”科技支撑计　

划、　“十二五”建筑信息化发展纲要的研究内容。　

但是，无论国外还是国内，目前ＢｉＭ的应用更多集中　

在项目的设计、投标阶段，主要用于校核设计、各种类型　

的模型展示或是加入时间轴以后的施工阶段的进度演示，　

真正贴近施工一线需求的应用尝试还比较少。　

作者简介：邓波（１９８８一），男，本科，助理工程师。　通讯地址：山东省济南市工业南路８９号（２５０１００）。　收稿１３期：２０１４—０４—１７　

１０１２ｆ建筑旌工第３６卷第８期　２　工程概况及工程难点　

创维半导体设计大厦位于深圳市南山高新区南区地　

块，南临高新四路、北接高新三路、东西分别与科技南十　

路和科技南八路相邻，是一座以研发、办公为主的现代化　

研发楼。工程由东西２栋高１００　ｍ的办公塔楼和连接２座塔　

楼的高２４　ｍ的裙房组成，塔楼高９９．８　ｍ、裙房高２３．８　ｍ。　

项目总建筑面积１２．４万ｍ　，地上部分２４层。地下室３层。　

工程本身系统比较齐全，管线排布复杂，很多部位存　

在管道交错碰撞、机电管线必须整体下移，而其地下室部　

分的有效使用空间本身就有限，地下２层、３层梁下净空均　

不足３　ｍ。这就要求在深化设计的过程中必须将机电管线所　

占的垂直空间最大限度地压缩。因此，只依靠二维图纸进　

行深化、调整，基本无法形成有保障的排布方案。　

鉴于此，利用ＢＩＭ为平台进行该项目机电工程的深化　

设计和现场管理，以解决上述问题。　

３　ＢＩＭ技术应用内容及成果　

项目ＢＩＭ模型的构建主要包括建筑内部的机电管线　

（包括生活水系统、消火栓系统、喷淋系统、排水系统、　

排烟通风系统、电缆桥架），设备房（生活水泵房、消防　

泵房）及相应建筑结构（图１）。　

图１　综合管线排布效果图　在模型建立后，利用软件进行了管线的碰撞检测，并　

由模型导出碰撞点的标记图（图２）。根据这些标记，模型　

构建人员和项目管理人员，共同讨论优化方案，逐个排除　

碰撞点，完成了对ＢＩＭ模型的深化调整。　

：　＼　

（２．肃ｊ　■　

图２碰撞冲突检测截图　

因为最终的深化方案中管道翻折处非常多，对工程量　

影响也比较大。在深化方案确定的同时，利用ＢＩＭ软件工程　

量统计功能，尝试导出了工程量统计表，作为项目商务人　

员算量的参考资料。　

在最终的排布方案中，个别部位并没有满足业主最初　

的要求，所以应会同项目人员，向业主、专业分包商展示　

了最终的深化成果，并说明相关原因。以地下２层局部最低　

点（图３）为例。　

图３关键部位三维透视图（地下２层局部最低点）　

该点位于地下２层西侧的风机房处，由于排烟管道的　

主管（１　６００ｍｍＸ４５０ｍｍ）由该处经过且上方有标高仅为　

＋２．８０　ｍ的梁。该点的水管线只能通过下行绕开风管的方式　

进行排布，所以产生了局部的最低点，但是该点靠近风机　

房，西侧为单车道，所以虽然不能满足标高要求但是对使　

用功能和美观程度不会造成影响，建议业主采纳。通过这　

样模型、平面图、剖面图相结合的方式，全面阐述了最终　

排布方案的可行性。　

以ＢＩＭ模型作为方案讨论的媒介，使得整个讨论过程　

中完全没有沟通障碍，项目各方的优化建议，通过模型构　

建人员的修改立刻就能在三维空间中体现出来，其效果一　

目了然。　

４应用过程的分析和优化　

４．１应用过程的分析　

４．１．１　工作方式　

项目采用节点参与的方式，即根据业主要求，在项目　施工进度的特定的时间点上，对特定的部位开展深化设计　

工作。　

对于施工企业刚刚建立的ＢＩＭ团队及各方面应用条件　

而言，显然无法采用沿程参与（与项目进程同步）的方　

式。缩短单个项目深化设计的运行时间，可以在现有条件　

下为更多的项目服务。当然与沿程参与相比，这样无法使　

ＢＩＭ应用覆盖项目施工的全过程。也无法满足对深化设计有　

更高层次要求的大业主，应通过项目人员的参与来弥补这　

一不足。　

４．１．２运作流程　

在项目的准备阶段，部门以系统为依据进行分工，对　

各系统分别建立模型。项目启动后，本着尊重原设计的原　

则，边建模边调整，以期通过该方式首先解决各专业内部　

管线的碰撞及综合排布问题。之后，由驻现场的设计人员　

进行组合、排布、出图。　

首先项目把深化工作分为２个阶段，在赴现场之前就　

基本完成了各系统的建模，非常有效地缩短了在现场的时　

间，提高了效率。但是，根据最终的调整情况来看，整个　

过程中也存在２个比较突出的问题：　

（ａ）各设计人员使用的标高形式、项目文件名称、　

存储结构不一致，使得最后模型组合时，出现了诸如参照　

层标高无法对应、组合模型的储存结构树混乱等问题；　

（ｂ）项目前期，采用了分系统边建模边调整的方　

式。各系统设计人员仅考虑本系统内的情况进行调整，使　

得模型组合时各系统之间有时会很混乱，甚至会导致整个　

系统的返工。例如，地下２层电缆桥架在建模时，根据地下　

２层最大梁高为１．０　ｍ（梁底标高＋２．６　ｒｎ），设计人员将整　

个系统的标高调整为＋２．５５　ｍ，就系统内部而言，这样调整　

不存在任何问题。但是当进行模型组合的时候，发现电缆　

桥架系统与通风管道大面积重合，不得不根据原图纸重新　

对桥架建模，然后再进行深化调整。　

此外，经调整后再将各系统组合起来，通过软件碰撞　

检测时，检测出的碰撞点不仅包括原设计图纸中就存在的　

那些，而且有相当数量是建模时调整造成的。这样就无法　

统计在深化设计过程中对原设计产生的工程量变化。进一　

步讲，由于各系统已经发生了变化，也不利于设计人员在　

完整模型中，选择碰撞点深化调整的最优方案。　

４．１．３展示方式　

三维模型、平面图、剖面图相结合的这种展示方式，　

能够很好地向业主展示深化成果，并且能让业主直观具体　

地了解其关心的问题。以创维项目为例，业主最为关心各　

层的使用空间情况。通过三维模型可以让业主直观的看到　

深化后各层的空间情况，辅以局部剖面图进一步量化准确　

地将深化成果展示出来。在这一基础上，再使用漫游视　

频、工程量清单和冲突碰撞点清单应该可以取得更好的效　

２０１４．８　ＢｌｌｎｄｉＩＩｇ　ｃｏｎｓ协ｌｅｎｏｎ　ｊ　１０ｌ３

　果ｏ　４．２建议ＢＩＭ应用模式　

（ａ）在接到深化设计任务后，首先指派项目负责　

人，然后由其负责建立项目文件、文件存储结构树，选定　

标高形式、标注样式、线宽线型等一系列制图标；隹。以此　

避免由于标准不统一、个人习惯不同造成的混乱。　

（ｂ）根据深化设计任务的具体要求，以楼层、部位　

或是系统分工开始建立ＢＩＭ，在此过程中，严格要求按照项　

目图纸进行建模，严禁进行调整或变动，确保原始模型与　

图纸的精确对应。　

（Ｃ）完成原始模型后，统计工程量、检测碰撞点ｉ　

编制工程量清单、填写冲突碰撞点清单相关内容。　

（ｄ）设计人员赴施工现场，协同项目相关人员根据　

现场实际情况，开始对模型进行深化调整，并将各点的深　

化方案、产生的工程量变化记录在冲突碰撞点清单上。此　

阶段，项目人员的参与十分关键，因为现在采用节点参与　

的模式，设计人员是无法长期跟踪项目进程的，这就需要　

项目人员通过参与ＢＩＭ深化的过程，了解模型的基本使用方　

法、变更的位置和产生原因等具体情况。这样当设计人员　

撤出后，在具体施工过程中，施工人员依然可以利用模型　

指导施工，解决业主提出的相关问题和要求，将该项目的　

ＢＩＭ应用继续深入下去。通过这种两级配合的方式，使得　

ＢＩＭ应用工作可以覆盖项目施工的整个过程。　

（ｅ）在完成ＢＩＭ的深化后，再次统计工程量，编写深　

化设计后的工程量清单，绘制具体的施工图纸。图纸可覆　

盖总平面图、各专业平面图、复杂部位的局部大样图，设　

备房大样图、管井大样图等。在施工过程中，具体到个别　

特殊部位也需要安装详图时，参与调整模型的项目人员，　

就可以直接通过模型，自行出图满足现场要求。　

（ｆ）鉴于很多时候需要将深化设计的过程和结果向　

业主、监理等展示，可使用Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ等软件制作模型漫　

游视频，在三维模型、平面图、剖面图相结合的基础上，　配合深化过程中产生的工程量变化数据，立体、形象、量　

化、全面地将深化设计成果展现出来。　

５　ＢＩＭ技术在施工企业中应用的思索探究　

相对于传统设计施工分离的方式，设计施工一体化　

（ｄｅｓｉｇｎ　ｂｕｌｉｄｉｎｇ，ＤＢ）无论是在理论分析和工程实践　

中，都被证明是非常有效的承发包模式，也将是大型建筑　

施工企业未来的前进方向。ＢＩＭ作为一种贯穿于建筑全生命　

周期的信息集成工具正是这一模型实现的良好技术平台。　

从整个建筑产业链来看，ＢＩＭ技术未来的最大收益者和最强　

有力的主导者应该是业主。所以无论从业主的需求还是自　

身的生存来看，施工企业都必须对自己的施工管理方式进　

行ＢＩＭ化改造。　

１０１４Ｉ建筑施工第３６卷第８期　从现在工程应用案例的情况来看，施工企业的ＢＩＭ化　

改造，应着眼于三方面：第一，ＢＩＭ中心团队的构建，这是　

推进企业ＢＩＭ应用水平提升的动力来源，也是未来施工企业　

信息化革新的研发核心；第二，着力提升企业自身的模型　

构建能力（模型构建精度的提升）。因为高精度的ＢＩＭ模型