BIM技术在卷烟厂建设质量控制中的重要性

陆正卿 方维岚 刘会杰

BIM技术在卷烟厂建设质量控制中的重要性

陆正卿 方维岚 刘会杰

BIM技术是数字卷烟工厂信息化建设的重要组成部分。本文对某卷烟厂建设过程中对BIM技术应用的实践进行分析，对BIM技术对卷烟厂建设过程质量控制的重要性进行了详细的阐述。

一、项目简介

项目总用地面积约55.39公顷（830.85亩），建设用地面积约42.98公顷（642亩）。场地中间被一条东西向的河道分成南北两个地块。北地块（生产实验区）用地面积约30.85公顷，南地块（科技研发区）用地面积约12.13公顷。

本项目技术服务的主要目标是：利用BIM技术实现项目建设技术手段的创新，提高建设工程设计、施工质量，合理安排建设周期、控制建设成本、降低运营成本，全面提升项目建设过程中的总体质量。

二、BIM技术对施工图设计过程质量控制的重要性

传统的二维设计在工程建设行业中出现诸多问题：二维图纸难以将各方意图全面表达，设计中出现错、漏、碰、缺导致施工中不断出现返工、变更现象，导致质量、成本、进度不易控制；项目建成后资料分散，诸多施工信息丢失，不便于运营设施的管理。

1.BIM技术对施工图设计过程的质量控制作用

（1）三维可视化

设计师利用Revit建筑、结构、设备系列设计软件创建各专业的三维模型。涵盖了全面的信息。可以有效地访问有关设计与几何图形、成本、进度信息，所有这些关键信息均可立即获得，从而可以更快更有效地制定项目相关决策。

允许项目团队在设计或文档编制过程中随时对项目做出更改，三维工程模型能自动关联协调二维图纸的不当表达和疏漏，省去了繁重、低价值的反复协调与人工检查工作，提高检查质量。这使项目团队可将更多时间投入项目关键问题。

由三维模型能够自动生成的平、立、剖、大样、节点、统计表等所有视图间都保持关联关系，实现了“一处修改、处处更新”的关联设计，避免了所有的人为错误，节约项目成本。

（2）管线综合

在三维空间内统筹安排各类管线的空间位置，综合协调管线间以及与建筑、结构、设备间的矛盾，避免管线间及管线与临近构件间相互产生干扰，解决管线在设计阶段的平面走向、立体交叉时的矛盾，以及建设顺序上产生的矛盾。

BIM模型只要对项目做出更改，由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调。创建关键项目交付件（例如可视化文档和管理机构审批文档）更加省时省力，因此可以更快更好地交付工作，信息模型提供的自动协调更改功能可以消除协调错误,提高工作整体质量

2.施工图设计过程BIM技术实施内容

本项目是建立在建筑信息模型的基础上的建设咨询服务项目，实施内容主要包括BIM模型设计服务、设计验证服务、三维管线综合设计服务、辅助施工组织管理服务、展示素材制作和技术培训服务等七大服务。

3.施工图设计过程BIM技术实施方式

（1）BIM模型设计服务

BIM模型设计服务包括根据施工图设计图纸建立的初始模型，设计检查及施工配合优化模型、最终竣工模型。

BIM模型设计包含实施范围内各子项的各个相关专业，具体包括：

建筑结构：桩基、墙体、屋面、门窗和系统支架的三维模型；

给排水、暖通：管路、附件、配件和管路保护层的三维模型；

电气及智能与信息、自控和消防自控系统： 管线、附件、配件和托架的三维模型。

公用设备：相关通用设备的基础模型及设备参数定义。

（2）设计验证服务

设计验证服务主要是依据二维图纸数据创建的BIM初始模型，对各专业图纸数据的准确性进行验证，同时对专业间和专业内的冲突干涉问题进行检测分析。

图1　碰撞检测示例

碰撞检查包括以下三个方面：专业内部碰撞检测分析；专业间的碰撞检测分析；设计变更后的碰撞检测分析。

专业内部碰撞检测分析：依据经业主方确认的各专业设计图纸，对项目范围内各子项的公用专业内部系统主干管道之间进行自检碰撞检测分析，并提供检查分析设计模型和各专业碰撞分析报告。

专业间的碰撞检测分析：依据经业主方确认的管线综合专业设计图纸，对项目范围内各子项公用专业之间的系统主干管道进行碰撞检测分析，公用专业系统主干管道与建筑、结构专业进行碰撞检测分析，并提供检查分析设计模型和相关碰撞检测分析报告。

设计变更碰撞检测分析：在变更前期对变更方案可能对其他专业造成的影响，以及影响的范围进行分析,验证变更方案的可行性。变更方案确定后依据经业主方确认的专业设计变更图纸及管线综合设计变更图纸，修改设计变更范围内的专业模型，对设计变更范围内的公用专业内部系统主干管道之间进行碰撞检测分析，公用专业之间的系统主干管道进行碰撞检测分析，公用专业系统主干管道与建筑、结构专业进行碰撞检测分析，并提供检查分析设计模型和相关碰撞检测分析报告。

（3）三维管线综合设计服务

①三维综合管线设计

在BIM初始模型的基础上对公用专业（机电）主干管路进行综合管线设计和综合吊支架布置设计，在施工之前与专业组协调确定各主干管线的空间位置数据。

图2　三维综合管线设计示例

②预留洞口、预埋套管与综合管线布置方案的验证优化

实施内容：根据已确定的综合管线模型对建筑结构预留洞口、预埋套管位置进行验证，提前确定预留洞口、预埋套管的位置数据，减少施工返工。

③综合管线深化设计（专业设备、分支管路、地下车库、重点区域或动力机房）

实施内容：在设备采购招标、室内装修深化设计方案确定后，对动力机房内的专业设备进行模型深化设计，明确各设备管路接口位置数据，对与设备连接的主干、分支管路进行综合管线深化设计，同时依据室内装修深化设计方案对综合管线设计方案进行调整、优化。

图3　三维综合管线深化设计示例

三、BIM技术对施工过程质量控制的重要性

BIM技术为项目建设过程提供直观的沟通辅助工具，利用基于三维模型的直观模拟进行讨论、沟通、协调，在工程规划阶段就对整个项目的各个细节进行检验、评估，促使一些非常细小的细节在施工之前就容易协调一致，减少因多方书面或语言表达误解产生的歧义与扯皮现象，从而为项目建设顺利实施提供强大的沟通辅助。

1.BIM技术对施工过程的质量控制作用

（1）施工指导

由BIM模型创建的施工图，配以重点部位的三维详图，三维设备安装图等，对项目施工、特别是设备安装过程将起到重要的指导作用。

可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。施工人员可以促进建筑的量化，以进行评估和工程估价，并生成最新评估与施工规划。计划产出结果或实际产出结果易于分析和理解，并且施工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划，从而和业主进行沟通，将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。还能提高文档质量，改善施工规划，从而节省施工中在过程与管理问题上投入的时间与资金。

（2）施工模拟

各专业的BIM模型，可以在Navisworks中做4D施工模拟，在施工前结合施工进度计划表先行体验项目实施工程，作为后期的施工进度管理和施工现场管理的重要参考。

通过建造模拟服务辅助工程项目管理和施工建造，增进项目各方沟通效率，合理安排施工周期，提高施工质量，节省建设投资。

2.施工过程BIM技术实施方式

在项目施工管理过程更好的应用BIM技术，提升施工项目的组织管理水平，针对BIM现场施工应用需求，我院自主开发了基于BIM技术的EEP 可视化项目管理系统、EEP三维综合交付系统（PC版、移动版）

（1）项目模型管理

实现对本项目三维信息模型的组织、管理、版本控制、模型工作包拆分以及模型的选择、平移、缩放、漫游等功能，同时为进度模拟和工序模拟提供基础数据。

（2）可视化标段划分

根据业主标段划分的总体思路，协助项目经理将标段与设计模型相关联，可以随时查看每个标段下关联的模型信息，避免工程内容的重叠与遗漏。

（3）施工进度模拟

针对阶段性施工分解计划，在可视化项目管理平台中按施工任务时间先后顺序，在施工实施前，进行更细粒度施工过程模拟，及时发现可能出现的问题，制定相应的解决或规避办法，从而更好地开展施工前预防和施工中指导工作，不仅有效掌控施工进度，同时也能够减少工程变更，提高工程的整体质量。

（4）关键节点工序模拟

关键节点工序模拟是施工工序与设计模型的三维可视化集成。根据工序的拆分与BIM模型的关联，逼真地模拟现实施工中的工序场景，辅助相关人员验证当前施工工序方案是否合理，并进行调整优化，避免因施工顺序错误导致的重复劳动、材料浪费、延期等。

四、结语

现代化、工业化、信息化是我国建筑业发展的三个方向，BIM技术将成为中国建筑业信息化未来十年的主旋律。住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进BIM协同工作等技术应用，普及可视化、参数化、三维模型设计，以提高设计水平，降低工程投资，实现从设计、采购、建造、投产到运行的全过程集成运用。本项目的实施正是基于BIM技术展开，是符合国家政策要求的新技术的应用，有利于推动建筑工业化和提高行业信息化的水平。

（作者单位：陆正卿，方维岚，上海烟草集团有限责任公司；刘会杰，机械工业第六设计研究院有限公司）