基于BIM的保障性住房绿色施工技术应用实践

罗贤标 宋立艳 邓小强

(北京城乡建设集团有限责任公司，北京 100067)

基于BIM的保障性住房绿色施工技术应用实践

罗贤标 宋立艳 邓小强

(北京城乡建设集团有限责任公司，北京 100067)

本文结合某公租房建设项目，针对本工程绿色施工目标高、工期短、施工场地狭小等特点，在工程建造阶段，进行了施工现场三维场地布置、创建BIM施工模型、碰撞检测、虚拟施工等工作，充分体现BIM技术在绿色施工中的应用价值，取得了较好效果，可为同类工程施工提供有益参考。

保障性住房；BIM；绿色施工

1 引言

BIM(building information model)一词最初由美国建筑师Jerry Laiserin于2002年提出并开始使用。当前，BIM技术已成为建设领域信息技术研究和应用热点，BIM的应用价值已经得到政府的高度关注和行业的普遍认可[1]。与欧美发达国家相比，我国BIM发展一直比较缓慢，直到2009年才开始逐步受到行业各界的重视。

现阶段国内的BIM应用主要集中于建筑设计阶段，在施工领域的应用相对较少，本文结合具体工程案例，探讨基于BIM的保障性住房绿色施工技术应用实践，积极响应政府在保障性住房中实施绿色建筑行动的号召，认真落实《绿色保障性住房技术导则》，充分发挥绿色施工示范工程在建筑业节能减排工作中的示范引领作用，提升施工现场绿色施工建设和管理水平，提高能源利用率，减少施工活动对环境造成的不利影响。

2 工程概况

本工程位于北京市朝阳区，为公共租赁住房项目，工程建筑面积10.66万m2，含4栋高层住宅楼和配套公建，共13个单体建筑，其中2#、3#住宅楼主体结构采用了现浇施工与装配式施工相结合的施工方式，为市保障性住房投资建设中心首个产业化住宅项目。工程质量目标为确保北京市“结构长城杯(金杯)”、北京市“建筑长城杯(金杯)”，争创国家“鲁班奖”；绿色施工目标为：确保北京市“绿色施工示范工程”、确保“全国建筑业绿色施工示范工程”。

该工程具有绿色施工目标高、单体数量多、工期短、施工场地狭小，施工管控难度较大等特点，为此，在工程施工阶段，积极探索应用BIM技术开展绿色施工，倡导施工过程“四节一环保”。

3 基于BIM的保障性住房绿色施工技术应用实践

3.1 施工现场三维场地布置

在项目开工前，针对本工程单体较多、施工场地狭小等特点，利用中国建筑科学研究院的3DSG三维施工现场布置BIM软件建立了基础施工、主体结构施工、装修装饰施工等三个阶段的施工现场三维模型。对大型起重吊装设备、垂直运输设备、新建建筑、现场办公区、生活区、材料码放区、生产操作区域、行车道、出入口等，通过3D模型进行直观、合理地布局展示，如将钢筋加工场、木工棚及模板码放区等布置在塔吊的回转半径之内，并尽量靠近既有交通线路或即将修建的临时交通线路，缩短运输距离，使材料就近卸载，减少材料二次搬运等。其中，主体结构施工阶段三维场地布置图见图1所示。

该BIM软件内置了工程机械、活动板房等常用三维参数化模型，通过导入二维施工平面布置图，可在二维底图的基础上快速建模，模拟施工场景布置。此外，根据企业CI标准化管理规范，我们创建了符合本企业的施工围挡、工地大门、旗杆等三维参数化模型，方便后续工程三维场地布置时调取使用，进一步提升企业CI标准化管理水平。通过BIM技术三维反映施工场地布置，便于项目部全体员工虚拟体验施工场地部署，检验场地布置的合理性，及时讨论、修改和优化，最终选择分析最佳方案，尽量减少施工阶段搬移临建设施，达到节地、节能、降低施工成本等目的。

3.2 模型建立与图纸审查

在该项目各单体工程开工前，采用Revit核心建模软件快速建立了工程整体BIM模型，如图2、3所示，让工程整体模型完整地展现在参建各方员工面前，便于大家对工程整体概况有一个大致了解。

建立模型的过程，必须要把所有相关的二维图纸过一遍，无疑是非常好的图纸理解过程，并能从中找出图纸存在的一些问题，如结构与建筑的矛盾、图纸尺寸未标注、尺寸不合理等一系列图纸疑问。我们将所发现的图纸问题分专业汇总，及时与设计和甲方沟通，得到对方确认或办理变更、洽商等。在图纸会审前完成BIM建模，不仅加深了项目各专业技术人员对设计图纸的理解，在施工前快速、准确、全面检查出设计图纸中的错、漏、碰、缺问题，也减少了因图纸错误导致的不必要返工、材料浪费及影响工期的潜在风险因素等，响应绿色施工的节能、节材等要求。

图1 施工现场三维场地布置

图2 8号楼土建模型

图3 8号楼机电模型

图4 PKPM 4D管理平台

3.3 单体工程施工过程仿真模拟

1)将搭建完成的8号楼BIM模型导入中国建筑科学研究院自主研发的PKPM 4D管理平台；

2)关联3D模型与project施工进度计划，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，实现3D模型与进度软件之间的双向数据交流和反馈，从而保证了模型与施工进度在时间和空间上协调一致。

单体施工模拟较常应用的Navisworks软件[2]，PKPM 4D管理平台便捷了建筑构件与进度计划的相互关联，使建筑模型可根据时间节点，直观、精确地反映整个建筑的施工过程。在工程的重难点部位及时期进行反复对比，以此来合理编制和调整工程的进度计划。利用4D施工模拟技术，精确计划和控制了每月、每周、每天的施工进度，动态分配各种施工资源，减少或避免了工期延误，大大提高了资源利用效率，符合绿色施工的趋势要求。

3.4 机电碰撞检测

本工程地下车库施工前，将各专业模型导入到Navisworks软件中进行了机电碰撞检测，以3号车库为例，经碰撞检测，通过简单排查后，发现主要碰撞点19处，一般碰撞点56处，涉及的碰撞问题主要包括：通风风管与电缆桥架、消防支管与通风风管、给水管与电缆桥架、消火栓主管与电缆桥架、消火栓主管与喷淋支管、结构预留洞与图纸不符等，经汇总整理，形成《碰撞检测报告》，并据此进行了二次深化设计。

通过机电碰撞检测，不仅便于施工单位尽早发现问题，提前做好预留洞口等工作，而且便于向设计单位反馈各专业间打架现象，在此基础上进行专业优化，大大降低了返工率，减少材料浪费，工期缩短明显。为便于指导工程施工，BIM模型通过碰撞检测并优化调整后，针对复杂节点或管线密集处，为一线施工人员提供了三维节点图，如图6所示。

图5 多方交底与碰撞检测报告

图6 管线综合与复杂节点出图

3.5 重要施工过程BIM交底与深化设计

针对本工程中的施工重点和难点，应用BIM技术设计施工动画或3D模型展示，用直观、形象的方式向操作人员展示具体操作过程，包括一些复杂节点的处理和施工流程、施工顺序等，改变以往技术交底内容陈旧、形式枯燥，工人看不懂，记不住等弊端。

(1)本工程2#、3#住宅楼(地下2层、地上27层)4层以上的顶板、阳台板、空调板施工中采用了预制叠合板进行施工，楼梯、楼梯间隔墙及其托梁为预制构件，为北京市保障性住房投资建设中心首个产业化住宅项目。为保证施工质量，避免因施工经验不足导致的返工现象，对PC构件安装过程进行了基于BIM模型的动画模拟，预演现场PC构件安装过程，事前发现各种问题并及时解决，避免因施工工艺的问题导致返工和材料浪费。

此外，对现浇钢筋混凝土剪力墙的钢筋绑扎安装，进行了钢筋样板墙模拟，见图7所示，改变过去在施工现场制作安装实物样板墙的做法，省工省料，满足绿色施工要求。

图7 钢筋样板墙

(2)以卸料平台为例，本工程探索了基于BIM技术的安全设施管理方法。通过建立卸料平台的三维实体模型，模拟吊装施工过程，对作业人员进行三维可视化安全技术交底，见图8所示。

图8 卸料平台吊装模拟

(3)本工程卫生间样板间面砖粘贴前，根据卫生洁具、地漏、开关面板及墙砖地砖等规格尺寸，基于工程BIM实体模型，进行排砖深化设计，在保证美观的同时，避免碎砖，减少裁砖量，降低材料损耗，减少施工粉尘。

4 结语

本工程绿色施工目标高，为实现建造过程“四节一环保”，建造“政府放心、业主满意”的精品工程，在施工现场三维场地布置、模型建立与图纸审查、单体工程施工过程仿真模拟、机电碰撞检测、重要施工过程BIM交底与深化设计等环节进行探索BIM应用实践，有效减少了工程返工次数，降低材料消耗，减少建筑垃圾和粉尘污染，节约临时用地，大大提高项目绿色施工管理水平，环境效益明显。工程已通过北京市“绿色施工示范工程”验收，2014年9月，中国建筑业协会组织专家对本工程进行了“全国建筑业绿色施工示范工程”过程检查，获得了专家的一致好评，评价等级为优良。BIM技术在绿色施工中的大胆尝试，可供同类工程提供有益参考。

[1]张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，2012，41(371):10-17.

[2]乔会丹，罗晓生，闫冲冲，等．BIM技术在汉国城市商业中心避难层施工中的应用[J]．施工技术，2013，42(18):33-36．

[3]周霜，黄振华.BIM在中国的应用现状分析与研究[J].土木建筑工程信息技术，2014，4(6):24-29.

[4]张洋.基于BIM的建筑工程信息集成与管理研究.清华大学博士论文，2009.

[5]王凯.国外BIM标准研究[J].土木建筑工程信息技术，2013,5(1):6-11.

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[7]李祥伟,孙剑.建筑信息模型在中国建筑业的发展思考[J].建筑经济，2011(4)：25-28.

[8]张良珂.把握建筑工业化在绿色建筑行动中的发展契机[J].建设科技，2013(14):50-51.

[9]李新伟，李文，樊则森.北京市装配式公租房实验楼设计中的BIM应用研究[J].建筑技艺，2014(2):94-98.

[10]张云帆，孙晓春，刘海勇.基于BIM技术的施工管理应用探索研究[J].土木建筑工程信息技术，2014,5(6):89-94.

[11]何清华，钱丽丽，段运峰，等.BIM技术在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012,26(1):12-16.

欧特克Alias软件激发年轻设计潜能 推动汽车行业创新发展欧特克助力未来汽车设计人才在2015年CDN中国汽车设计大赛上大放异彩

2015年04月20日，2015年CDN中国汽车设计大赛在上海800秀创意园圆满落下帷幕。全球二维和三维设计、工程及娱乐软件的领导者欧特克有限公司(以下简称“欧特克”或“Autodesk”)的Alias软件全程支持了本次活动，见证了参赛学生们的成长历程，切实帮助年轻的汽车设计师们挥洒创意灵感，将抽象的概念转化成出色的设计。

CDN中国汽车设计大赛历经六年的发展，已经成为未来汽车设计人才展现创意灵感的绝佳平台，在培养新一代汽车设计师方面发挥着弥足重要的作用。本届大赛邀请了奔驰、广汽集团、大众赛车等国内外知名汽车厂商来设定设计任务书，这些设计任务书真实地反映了在满足各个市场未来消费者需求的道路上所面临的各种挑战，如奔驰要求设计一款面向2020年以后遥远未来的汽车，而江淮汽车则要求设计一款中型电动越野车型。借助包括欧特克Alias软件在内的设计工具，学生们充分发挥了卓越的设计才华，展示了富有创意的设计作品，获得了众多行业专家和设计师的高度认可和赞赏。

《中国汽车人才发展战略研究》报告显示：2015年，中国汽车产业技术人员年需求将突破500万人大关，而到2020年，这个数字将增长到776万人。随着汽车行业的快速发展，我国汽车行业正面临严重的人才缺口。与此同时，《中国制造2025》指出要加快制造业转型升级，争取到2025年由制造大国迈入制造强国之列。汽车行业作为制造行业的主要驱动力之一，其人才的培养迫在眉睫。

欧特克始终关注和支持中国汽车人才的培养和汽车行业的发展，其Alias工业设计软件正是一款专为工业设计、汽车设计和产品设计定制的数字化样机工具，它采用一系列草图绘制、建模、曲面设计和可视化工具，能够极大地增强创意设计流程，创造出极具吸引力的曲面设计，同时实现更快的速度、更好的控制和更高的精准度。在本届CDN中国汽车设计大赛中，欧特克Alias软件展现了其强大的功能，激发了学生们的创新潜能，为未来汽车人才的成长推波助澜。

欧特克汽车行业高级经理Detlev Reicheneder 表示：“中国学生的优秀的设计能力给我留下深刻的印象，我相信他们能够迎接未来汽车行业存在的挑战，成为推动整个行业进一步发展和变革的创新力量。欧特克软件将是他们成长道路上不可或缺的最佳的设计工具，其具备的一整套工业设计功能能够帮助他们探索新颖的设计概念，创建优秀的作品。”

Application of BIM Technology in the Green Construction of Indemnificatory Apartment

Luo Xianbiao，Song Liyan，Deng Xiaoqiang

(BeijingUrbanConstructionGroupCo.,Ltd.,Beijing100067,China)

Due to the characteristics of high green construction objective, short construction period, small construction site etc, BIM technology is successfully applied in the construction of indemnificatory apartment, such as three-dimensional layout of construction site, creation of building information model, collision detection, and virtual construction. Engineering practices prove that BIM technology is valuable in green construction. It could be reference to similar projects.

Indemnificatory Apartment; BIM; Green Construction

欧特克汽车行业高级经理Detlev Reicheneder先生致辞

欧特克大中华区销售总经理李邵建先生为获奖选手颁奖

罗贤标(1978-)，男，高级工程师，信息管理部副主任。主要负责企业和项目部信息化技术推广和管理工作。

TU201·5；TU74

A

1674-7461(2015)02-0067-05