BIM技术在公司建设工程项目中应用

三、BIM技术在公司建设工程项目中应用

我国住宅建设自改革以来持续高速发展，成功解决了城市住房紧缺问题，并取得了显著的成绩。在进入“十二五”以来的我国住房保障新的历史阶段，又迎来了规模庞大的保障性住房建设时期。总体而言，虽然我国住房建设取得了许多突出成绩，但建设发展中的矛盾也日益突显。由于建设方式落后和产业化水平低等传统住宅建造生产方式落后和产业化水平低等传统住宅建造生产方式暴露出的资源浪费大，建筑寿命短、产品质量差和运维难度等问题日益突出，住宅假设的发展也面临着一些亟待解决的深层次问题。在中国社会经济结构转型、城市化进程加速、建筑产业化推进及住宅建设可持续发展等宏观背景下，当我们真正思索整个住宅建设所肩负的责任和意义时，我们必须重新审视我们当前的思维模式与住宅建设模式。从20世纪的世界住房发展历程来看，公司国际上比较先进的SI住宅（Skeleton-Infill 支撑体—填充体）及其工业化体系的整合研究，是一个全新的研究领域，也是一个期待以中国住房可持续发展建设的角度，探索建造模式及其技术创新的前沿性课题。公司通过研究“十二五”国家科技支撑计划资助项目“保障性住房工业化设计建造关键技术研究与示范”中“保障性住房新型工业化住宅通用体系构建研究要求出版发行国外公共住宅采用SI住宅建造实例”，非常希望依托装配式设计特点，通过BIM的技术的三个层次应用，来探讨基于BIM的“搭积木式”设计建造模式以及跨专业整合，以“建设美丽中国”、“绿水青山就是金山银山”和“创新、协同、绿色、开放、共享的发展理念”等几大主线，将绿色建筑、智能装配式等理念融入到公司项目建设。

一）东河项目设计阶段应用

东河项目属于山地（坡地）项目，现场地形复杂、高低起伏、坡度陡和场地标高落差达30多米，在土方开挖优化、基坑支护、地下室和室外工程管线综合设计工作中存在一定的难度。

我公司依托BIM第三方咨询单位在该项目采用BIM技术对土方开挖、基坑支护、地下室及室外工程管线、建筑与机电及结构建模、碰撞分析及优化：

1、原始地形、场平、土方开挖和基坑支护

BIM咨询单位根据设计院提供的场地初平方格网设计图、基坑开挖图、施工单位现场实测方格网地形图及经专家评审通过的基坑支护方案，建立项目原始地形、场地平整、基坑支护及土方模型，碰撞检测发现21个碰撞点，于2014年9月10日提交碰撞检测报告及优化建议给基坑支护设计单位进行方案调整。10月15日再对调整后基坑支护方案碰撞检测发现6个碰撞点,10月17日提交第二份碰撞检测报告及优化建议给提交支护设计单位进行设计及施工方案调整。

2、地下室机电管线综合优化与净高分析

BIM咨询单位通过对本项目建筑、结构及机电专业设计图纸建立BIM模型，碰撞检测发现24个碰撞点，提交碰撞分析报告及优化建议给省规划设计院调整设计；综合考虑设计意见、施工安全、经济便捷有关因素，提交管线与净高优化建议、管线综合平面布置图、轴测图与机电管线安装空间位置剖面图。

3、室外工程与综合管网优化

1）室外工程碰撞分析

咨询单位依据道路、挡土墙、总图（建筑、电气和给排水）建立室外工程BIM模型，碰撞检测发现16个碰撞点，同步提交碰撞分析报告给设计院调整。

2）综合管网优化

咨询单位根据道路、挡土墙、总图（建筑、电气和给排水）创建BIM模型，发现1#、4#、5#、13#、17#、18#、周边景观和桩板式挡土墙所围合的区域内管线较为集中、复杂，从工程质量和安全风险较小、成本增加较少考虑提出设计深化、管线走向调整建议，形成室外管线分析及室外管线综合平面布置建议图。

地貌、建筑结构、室外景观及管线综合模型

最后，本项目采用BIM技术在施工前对设计图纸内容进行“预装配”，通过虚拟三维碰撞检查，提前发现82个设计中的碰撞冲突，从而排除项目施工环节中可能遇到的碰撞，减少由此产生的各种变更，提高施工现场的生产效率，降低由于施工协调造成的成本增加与工期延误，给工程管理及控制提供一定技术支持。项目实施过程中可以保证项目信息的交流和传递在任何时候和地点都十分通畅，提高决策人员对工程实施情况把握的准确性和对项目发展变化趋势的预见性。

二）长阳项目设计、施工阶段项目应用

通过前期项目各BIM软件及平台应用与市场调研，公司决定长阳项目采用鲁班BIM软件及协同管理平台应用在项目上。

2016年10月《PBPS项目BIM实施方案》编制完成。

2016年11月初，完成1#和1#地下室土建、钢筋、机电模型构建（含型钢与钢筋复杂节点、机电管线密集节点），形成各专业建模报告、型钢复杂节点报告4份，提取除桩基工程外的钢筋工程量汇总4份，协同管理平台（PC客户端BE和BW、手机端Bimview）已建立完成能为后续工作使用提供基础。

我部安排鲁班单位进行土建、钢筋、机电专业模型碰撞检查，共发现土建、钢筋碰撞问题110多处，组织设计、施工、监理、鲁班等参建各方召开专题会沟通交流，形成《BIM图纸会审及设计答疑记录表》指导后续施工。机电专业碰撞检查主要问题400多处，并完成优化处理，形成1#和地下室机电建模报告。针对本项目中部分BIM应用给大家分享，如安装管综的图纸问题会审等技术成果，为今后的BIM项目合作提供了宝贵的经验。

通过BIM技术对于图纸的审核，将极大降低或避免图纸缺陷问题出现；同时，此项工作将一直伴随现场施工结束，在施工前，BIM团队还会进行针对性的重点分析，做到施工前，BIM先行，提供参考样机及分析建议；同时也为设计单位进行图纸深化设计提供重要参考依据，加快图纸深化进度。

1）专业模型创建与上传

驻场实施前期及驻场过程中，将建立的项目BIM模型上传至PDS系统服务器中，登录PC客户端，可以精确统计现场各分区、各构件混凝土、模板及钢筋等材料用量，数据协同共享。羊肠项目共有模型38个，包括土建、钢筋、安装、钢结构及幕墙5个专业的模型，专业合并工作集7个。分别使用鲁班土建、鲁班安装、鲁班钢筋、Tekla、Revit五款软件进行模型建立。各专业模型在工程提量，现场施工，工艺模拟，节点优化，碰撞检查等应用都发挥了积极作用。目前，地下室机电安装施工正在按照管综优化模型进行施工。

2）鲁班BIM系统BE协同平台

登录鲁班BE客户端，可以查询主体结构的三维模型，可以查询任意构件的各类工程信息，构件数据具有可追溯能力，方便指导施工。还可生成二维码，贴于现场构件之上，项目施工过程中产生的变更，现场照片，施工班组，生产日期等信息都可以通过扫描二维码，进行快速上传，及时完成对应资料的挂接。

其他功能还包括多专业模型合并，框选出量，施工沙盘模型，剖切功能，钢筋节点，视口保存交底，监控插入，三维测量，过程资料管理，质量安全管理协作等等。

施工单位可依据BE上的模型工程量数据和分包商进行工程量结算，降低成本。此外，现场安全质量管理，管综优化后指导现场施工，施工工艺模拟等，都在运用BE上的模型。没有BE上的这些模型，项目的协调管理和数据共享将无从谈起。

3）工程量计算

BIM模型建立完成之后，通过BIM系统强大的数据支撑共享平台，各线工作人员可方便快捷的提取工程数据，可以分层、分专业、分构件提取相关材料信息（如：准确提供安装桥架、风管的工程数量），实现对现场材料的管控，提升了现场施工员的工作效率和工作质量，避免浪费和多报材料的问题出现，做到限额领料，精细化管理。如：现场编制混凝土浇筑计划，施工员若手算混凝土的浇筑用量，可能需要1天甚至更多时间。利用BIM系统提取混凝土工程量，选择所需构件，1分钟便可快速提取该实际施工部位的混凝土用量。一区在进行钢筋工程量提量时，就是使用BIM系统完成的。通过简单讲解，现场负责人就能够自行操作，不到半小时就完成了提量。若是没有BIM系统的帮助，完成该工作需要约一天的时间。由此可见BIM系统可以帮助现场工作人员大幅提高工作效率。

4）Govern造价曲线

用现有BIM模型，关联进度计划，并导入项目造价预算书，可获得5D造价模型。通过该模型，可掌握项目进度是否提前或落后，还可以了解到项目的成本走势。项目上的月进度款工作，也可在MC上完成。通过统计预算模型每月工程量及项目每月实际产生工程量，可对项目月产值，成本，利润进行有效分析，从而掌握项目的盈利情况。此外还可利用5D模型，制订材料采购计划，减少材料资金积压，降低成本。长阳项目5D模型在Govern已经完成建立，可以通过其资源计划功能完成材料采购计划表。

5）钢筋节点模拟排布

根据图集规范要求以及现场施工的实际需求，使用鲁班节点软件对本工程钢柱节点位置进行碰撞模拟排布。通过BIM的可视化效果，清晰的列出相应节点碰撞情况，并进行节点位置钢筋排布优化。优化后，型钢柱外的梁主筋具体有多少钢筋可以穿腹板，多少钢筋需要焊接，多少钢筋需要绕弯，长度、标高等数据便可提取，为现场施工提供指导。钢构节点的钢筋排布需要结合现场实际情况进行调整。驻场时，1#楼已经开始第七层施工，而1#楼型钢柱在第九层结束。钢筋节点优化完成时现场正在进行施工准备和场地布置。因此，对现场型钢柱的钢筋施工质量给与相当的技术支持，并提高型钢柱的施工进度。

6）管线综合优化及BW漫游效果

三月末，一区将逐步开始进行安装专业施工。鲁班工程顾问在保证管综模型正确性的前提下，提出两套管综方案。一是按安装规范要求满足2.2m净高，此方案翻弯少，管综整体平整，但净高低。二是按最大净高的方式进行优化，此方案虽增加了弯头数量，但是净高明显增加，效果好。会议最终确定按方案二进行。目前优化后管综已经交于设计审核，通过后即可开始施工。

方案一按规范2.2米

方案二按最大净高优化

驻场顾问将两种方案的管综模型调整完成，并在BIM管综专题会议上将管综效果通过漫游的方式为各方展示。经各方讨论后，甲方决定要求施工方按照方案二进行施工。截止目前，通过建模规避施工图纸上103个问题，规避掉机电安装与土建结构碰撞点2400处（部分可忽略），主要碰撞67处，避免了项目部在施工过程的返工、窝工，大大减少了施工工期。经测算碰撞点涉及工程造价约25万元，为项目节省工期约30天，取得了较好的效果。

三）在建项目BIM装配式建筑设计筹备阶段及市场调研（Tekla和PKPM软件）

根据我国建筑工业化发展的现状，以住宅产业现代化为切入点，选择保障性住房作为推动建筑产业化的重点示范项目，引导建筑产业化按计划有序发展。并按照技术先进、适用可行、经济合理、示范性强的原则提出产业化示范项目选择程序和标准、技术导则、激励政策和动态管理措施。大力推动商品房、保障性住房等示范工程建设。在具备条件的保障性住房等政府投资项目，要积极采用建筑产业化方式建设，对主动申请采用建筑产业化方式的开发建设项目，需要研究出台预制外墙部分不计入建筑面积、保障性住房增加成本计入项目建设成本、建筑面积奖励、优先返还或免缴墙改基金、散装水泥基金等相关扶持政策。

作为中国钢构行业的先行者，杭萧钢构一直在中国钢结构的发展过程中处于领先地位。从轻钢结构到多高层钢结构，再到钢结构住宅体系，杭萧钢构以追求卓越的企业经营理念，以“为客户创造更大价值”为使命，向客户提供从技术咨询、工程设计、方案定制、制造安装等一体化系统解决方案。杭萧钢构自行研发、设计、制造的各类钢结构系统产品适用于不同领域和各类用途的建筑项目，可充分满足不同客户的个性需求。从设计到制作安装的一体化系统解决方案。

设计到制作安装的一体化系统解决方案

钢管混凝土束组合结构住宅体系，该体系具有高社会化贡献，低成本建造，短交期管理模式和使用寿命长等优势，可以模数化设计、标准化制造、装配化施工、信息化管理和定制化开发优势。组合结构体系是由钢管束混凝土组合结构体系、楼屋面板体系及内、外墙围护体系组成。

钢管束组合结构体系

钢管束组合结构和传统钢筋混凝土结构对比1

钢管束组合结构和传统钢筋混凝土结构对比2

根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2017年第二批工程建设协会标准制订、修订计划>的通知》要求，由杭萧钢构股份有限公司等单位编制的《钢管混凝土束结构技术标准》编号T/CECS 546-2018，经协会钢结构专业委员会组织审查批准实施，自2019年1月1日起施行。

四、结束语

从公司BIM的应用层次来看，是十分基础的。现在几个项目还未全部完成施工，但该应用带来的改变切实提高了工作效率，节约了成本，极大地节约了方案的讨论时间。通过三维模型、进行排布优化，参会的讨论者能非常清晰、准确的表述个人的意见，相互理解对方的想法。并可以通过模型的演示，检验意见的实际效果，完全解决了沟通障碍，高效的形成优化方案。

BIM是数字技术在建设领域运用所产生的成果，已深刻地影响了建筑业的方方面面，相信随着BIM相关的理论和技术的不断发展，其必将会产生更大的影响。做为项目管理者，掌握与之相关的技术和理论，对在未来更好地开展项目管理工作必将带来巨大的推动。

参考文献

1、《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（2015年）

2、《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》

3、杨宝明《突破重围——中国建筑企业转型升级新思维》

4、杨宝明《BIM改变建筑业》

5、《SI住宅与住房建设模式理论方法案例》

6、王宏《超高层钢结构施工技术》

7、许蓁《BIM应用设计》

8、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

9、《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-2011

10、《组合楼板结构设计与施工规范》CECS273-2010

11、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015