基于BIM技术工程实践与分析——以六安一中阶梯教室学术报告厅为例

谢 轩，涂劲松

(皖西学院 建筑与土木工程学院，安徽 六安 237012)

当前BIM技术在建筑工程、工业工程、市政工程等多个领域逐步推广应用，BIM技术被称为建筑界的第二次革命，本项目基于BIM技术的核心原则出发[1](P138-142)，依托实验实训平台，以六安一中东校区阶梯教室案例为目标，较好的对BIM系统中的参数化模型表现，工艺节点模拟和场景漫游等技能点进行实践应用。

1 BIM应用技术环境

为更好地完成项目目标，项目组以总体集成分散实践的原则将团队划分为建筑设计、土木工程结构、设备安装和施工管理等多个小组，以正向信息传递和共享为目标，实现跨专业数据协同，减少重复建模计算等工作量，如图1为项目组基本软件及专业协同情况[2]。

2 基于实际工程应用的BIM技术实践

2.1 项目概况

安徽省六安第一中学东校区阶梯教室、学术报告厅工程位于六安一中东校区内，为六安市重点管理局重点建设工程，该综合楼建筑面积约为13236.84 m2，为地下一层，地上六层钢筋砼框架结构，其中人防地下室约2124.88 m2，基础为钢筋砼满堂基础、桩承台基础，桩基为钻孔灌注桩；学术报告厅建筑面积约为4540.23 m2，为地上局部三层钢筋砼框架结构，基础为钢筋砼桩承台基础，桩基为钻孔灌注桩，屋顶为轻钢球架结构，其综合效果如图2所示。

图1 BIM综合实训平台软件及专业协同情况

图2 学术报告厅效果图

工程项目重难点：屋顶曲线网架数字模型，室内装饰三维渲染、工艺模拟，进度模拟等。

BIM技术应用目标：利用BIM系统下相关软件解决工程施工的复杂工程节点建模及定位，施工工艺模拟展示，多级楼梯详细构造，提高施工工作效率；通过精装修设计和景观设计，运用漫游动画模拟手段，使项目方在施工前了解并掌握工程整体工程重难点[3](P383-389)。

2.2 项目BIM技术主要应用实践

2.2.1 项目整体精细参数化建模

利用BIM系统下的参数化建模软件Revit，参照“安徽省BIM应用指南”依据现行国家有关建筑设计规范、规程和规定，在正式施工前对建筑物进行精细参数化建模[4]。为设计阶段的各专业设计师、开发商提供可视化视角，为项目的外观、功能空间和布局等提供设计辅助依据，图3为六安一中报告厅数字参数化模型。

图3 可视化功能分区与空间三维模型

图4 建筑标高审查

2.2.2 图纸审查

在参数化建模过程中对所有构件的合理性进行检查，一是通过可视性检查图纸错误，二是直观的观察各个构建关系和连接方式，及时发现图纸中存在的错、漏、缺、碰等问题[5]。

通过演示二维到三维的转换过程，项目组发现5处标高冲突，如图4所示台阶偏差错误。

门窗和构件标高审查中发现标高不相符地方11处，图5是窗台的实际标高加上门窗尺寸与结构楼层标高不相符情况，直接影响到砌筑工程的施工高度等问题。

图6 柱内8C22预埋钢筋及抗剪板三维示意图

图7 钢结构网架节点工艺模拟图

2.3 Navisworks制作钢结构网架柱节点施工工艺模拟

本项目难点之一是报告厅上部结构整体网架与框架柱的连接。为便于施工交底，对连接节点应用Revit建模，导入Navisworks软件进行工艺模拟，图6为框架柱预埋件钢筋与抗剪键设置动画模拟，图7为网架预埋钢板和紧固螺栓工艺模拟，以构件拆解组合的方式再现上部球形网架与框架柱预埋节点的施工工艺，以便于施工单位快速掌握施工技术难点[6]。

2.4 三维动画工艺模拟

根据拟定计划工期，应用BIM系统下的Lumion软件对主体工程工艺进行模拟，以图解方式对主要构件的时间节点进行控制性要求[7]。图8～10为进度的三维工期动态模拟，三维漫游模拟详细见数字资源进度漫游视频。

图8 基础分部施工模拟

图9 主体结构施工模拟

图10 网架施工模拟图

2.5 景观及道路规划

利用Revit软件将参数化模型导入Lumion软件，综合利用项目环境特点，系统考虑规划结构与布局形态的要求，保留和利用规划范围内原有树木和绿地，采用集中与分散相结合，点、线、面相呼应的手段，对道路景观进行设计，供业主对室外工程决策进行参考，如图11所示。

2.6 BIM系统下建筑参数可视化渲染效果表现

利用BIM系统软件Lumion丰富多样的材质库及渲染引擎，为项目呈现更加真实的建筑外观、并将方案融入周边环境，图12、图13为室内外渲染效果图，为业主在外墙和内饰方案选择中提供参考，使得设计和施工方案有效衔接。

图11 道路景观规划图

图12 正立面渲染效果图

图13 局部精装修效果图

3 BIM实践的创新优势和不足

六安一中报告厅BIM工程项目主要创新点在于完成了复杂工程的三维建模，同时对室外多级楼梯进行放样，实现精准定位。在钢结构网架之间的连接工艺方面，对球形网架节点大样进行了三维放样建模，对框架柱节点和网架进行施工工艺模拟，以便施工单位技术和操作人员掌握施工技术要点，对业主要求的工程进度和精装修环节用BIM软件进行了模拟和预施工。

在本次六安一中报告厅项目实践过程中，BIM技术优势主要体现在以下几点：

1)BIM技术满足项目全过程应用和专业协同的信息流程再造；

2)BIM技术的数据化格式减少了规划、设计和施工阶段的偏差；

3)BIM技术的可视化解决了工程施工阶段出现的各种不应该出现的返工和失误；解决了复杂节点工艺模拟和施工放样问题；

4)BIM结合工程进度安排实现了工艺进度模拟。

本次项目案例实践过程中也发现了一些问题，今后要对BIM项目的技术深入应用还需要在下面两个方面提高：

1)BIM系统中的软件交互和专业协调尚未完全磨合，对BIM全过程协同工作还有影响；

2)对BIM技术在项目上的应用点还要进一步的整合利用，使BIM技术真正成为覆盖建筑全生命周期的技术手段[8]。