BIM技术在工程施工全生命周期的应用

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1 BIM技术在工程建设全生命周期的应用[1-7]

1.1 施工策划及总平面布置

通过BIM技术在施工前对整体工程进行施工策划，确定施工平面布置和施工交通组织，明确施工布置重点，提高施工效率和文明施工水平。

1.2 设计深化及三维碰撞测试

在三维建模过程中对设计图纸进行校核和深化：在施工前解决图纸的错漏问题。保证精准的管线综合布置，在二次深化设计图纸的基础上，建立三维模型，对模型内机电和结构构件实施碰撞测试，根据测试结果调整设计图纸，直至实现零碰撞。同时对预留孔洞提前定位出图，BIM孔洞预留图解决了砌筑与安装之间的冲突问题。利用BIM技术对设备机房深化，特别对地下室风机房、生活水泵房、消防水泵房、变电所、制冷机房、全热交换空调机组、地上空调机房等管线综合排布作了深化优化，保证了施工质量。

1.3 4D进度计划动态模拟

建立三维模型与施工进度计划的连接，将空间信息与时间信息反映到模型中，可以较为直观地反映整个建筑的施工过程： 管理人员可以直接对现场进度情况进行分析诊断，直观、可视、清晰，改变了传统的施工进度管理模式，确保了进度计划合理和可行。

4D模拟过程中，在模型中漫游查看，可以将现场实际进度与模型进行对比，保证进度可控。

1.4 施工工艺模拟及动态演示

借助BIM模型对大型工程重要施工方案、施工工艺、工序的模拟，能够非常直观地了解整个施工组织和工序安排，并清晰把握施工过程中的难点和要点，以提高施工效率和施工质量，从而实现施工组织、施工工艺、施工质量的事前控制。

（a）大型站房施工方案模拟（图1、图2）：对大型站房站台层、高架层、屋面网架层进行施工模拟，确定施工分段、机械配置、施工顺序、施工资源配置、交通组织等施工要素，实现施工方案的事前控制。

图1 大型站房站台层施工模拟

图2 大型站房高架层施工模拟

（b）机电安装施工工艺模拟：针对办公区域狭窄空间的机电管线施工顺序进行模拟，明确施工工艺、施工顺序、管线标高、走向；实现管线综合布置，提高现场施工机电施工质量；同时可对操作人员进行三维技术交底，减少返工。

1.5 安装构件数字化加工

利用BIM模型各项数据信息，对构件快速放样，实现工厂预制，将模型应用到现场放线控制中去，保证施工精度要求：通过模型与现场实物对比，采用数字化验收，实现施工质量的事后控制。

1.6 钢结构数字化建造技术

利用Tekla Xsteel软件进行钢结构的数字化建造工作，首先创建三维模型，然后自动生成钢结构加工详图和报表，通过软件形成的报表功能，为主辅材物资采购提供精确数据，也可以精确统计工程量，方便工厂及施工现场验工及结算，工厂化加工借助数控下料设备可以综合排料，可大大降低材料损耗，节约成本。主要包括：三维模型建模；模型完成经审核确定后，可以直接转成深化加工详图（图3）；节点的自动碰撞检查；工程设计变更，只需更改三维模型，相应的图纸也自动标记更新重新出图；生成构件清单和材料清单；数字化加工制作进度实时监控。

图3 深化加工示意

2 BIM技术应用总结及前景分析

BIM技术是建筑产业革命性技术，在项目精细化管理、施工全生命周期管理中能够发挥巨大价值，是绿色建造技术。目前在我国由于推广应用时间不长，相关国家工程建设法律法规尚不完善，建筑企业使用BIM成果时，缺乏相应的标准和规范配套，影响新技术的推广应用。同时前期投入较大，目前工程定额尚无这方面内容，给项目管理带来一定压力。但是随着BIM技术的进一步推广完善，在工程管理上的作用越来越显著，建筑企业认识到BIM技术是建筑行业数字化管理的发展趋势，有利于提高建筑安装行业施工水平和管理水平，从而实现建筑行业模式的巨大变革。