BIM技术在湖南某学校图书馆工程中的应用

何永鑫，周浩文,2，李吉,2

（1.中国十九冶集团有限公司；2.四川省城市综合管廊工程技术研究中心）

1 引言

随着建筑业与信息化技术融合的推进，建筑信息模型(Building Information modeling，BIM)在建筑工程中的应用越来越受到重视[1]。建筑工程项目管理是一个非常复杂的动态过程，信息量巨大且在不断变化，涉及的因素多且复杂，BIM等信息技术在建筑工程领域具有巨大的潜在价值[2]。通过BIM技术去解决工程中遇到的各种管理和技术难题正逐步地成为一种BIM常态化的应用[3]，这对于推动建筑业的不断发展具有重要意义。论文介绍了BIM技术在湖南某学校图书馆工程中的深度应用，旨在为该项目工程建设提供指导，提高项目管理效率。

2 工程概况

湖南某学校拟新建图书馆建筑面积27839m2，建筑高度为40.8m，地下一层、地上九层，建筑使用年限为一类100年以上。图书馆包括书库、阅览室、自习室、报告厅、办公室、网络计算机中心机房等。桩基承台钢筋混凝土框架结构，非抗震设防建筑分类为一类和耐火等级一级。该项目建筑结构较为复杂、工期紧迫、施工技术难度大，有必要通过BIM技术来解决这些难题。

3 BIM模型建立

3.1 标准化建模

图1 图书馆结构模型

使用Revit进行建筑建模，可以直观的展现建筑外观，由二维图纸变为三维模型，出具各种构件明细表，充分的展现了BIM技术的可视化，协调性可出图性等特点。图书馆模型采用钢筋混凝土框架结构，地下室部分具有剪力墙。由三维模型可以清晰地看出，在裙楼存在部分弧形梁与变截面梁，因此在浇筑的时候需要格外注意。

根据图书馆项目施工方案，对本项目中复杂，异形的构件创建了专门的项目族库，在桩与承台的的制作中使用了嵌套族的做法，通过设定族参数，建立了桩基础的参数化嵌套族，以实现族的可控性同时，在采光井部位，创新性的使用自适应构件的放置的方法，设计性地进行了采光井的绘制；采光井部分采用自适应点对复杂异型形体进行创建，内置钢构架，使用幕墙嵌板填充而成，棱角分明，造型美观，为施工人员的安装提供指导。

3.2 机电安装模型创建

利用MagiCAD创建图书馆的机电模型，包括电综合、给排水、强电、消防模型等，如图2所示。MagiCAD融合了多专业技术要求，能够实现机电专业综合支架设置与结构校算的可视化，数字化BIM专项，使设计施工技术人员能够简便快捷的完成复杂的综合支架设计计算，能够清楚的展现出了整个项目的管线综合设计。

建模时要注意楼层的标高，统一综合文件，尤其要注意卫生间等详图位置的标高，标高的正确与否将直接导致管线的碰撞；在使用MagiCAD进行机电建模过程中，尤其要注意竖向管道间连接点的使用，必须正确使用连接点，才能使模型精准无误；在建模过程中，有许多构件，无法在产品库中直接找到，所以需要进行产品的制作，这是MagiCAD进行建模时最主要的难点之一；同一竖向管道，不同楼层，位置不同，因此需要在一个楼层附加多张图纸，然后进行建模。

图2 图书馆MagiCAD机电模型

4 BIM应用

4.1 BIM算量

基于BIM的自动化算量的准确性要优于传统算量方式，计算效率高，能够实时计算人、材、机消耗量，从而更加合理地安排资源计划，加快项目进度[4]。具体做法如下：从Revit土建模型中导出GFC文件，再将GFC文件导入广联达GCL生成初步模型；经广联达GCL完善后，进行土建算量，导出清单定额汇总表；在广联达GGJ中导入GCL，自动生成模型，并完善模型，对相应构件进行配筋。广联达GGJ进行钢筋算量，导出钢筋汇总表。

4.2 进度计划及网络计划编制

由前期模型得出土建、安装工程量汇总表，再依据招标文件中总工期要求、湖南省消耗量标准及本项目施工方案，编制出湖南工学院图书馆工程的Project进度计划表。将Project进度计划文件导入斑马·梦龙网络计划，进行进度计划优化。时间空间结合，楼层（分区）与任务直接对应；不同专业的任务不同颜色区分，方便汇报或与施工队伍交底。建立标准层，批量生成工作流水，提高工作效率；清晰展现任务和劳动力等资源排布随着时间、空间的变化趋势；任意插入图片、批注，场布、效果图辅助展示；前锋线实时监控现场进展情况，提前还是滞后一目了然。

4.3 BIM5D虚拟建造

根据施工现场工艺工序流程，运用广联达BIM5D平台，实现物资管理，成本控制，进度控制，4D虚拟建造。

1）通过可视化展示，使每个项目参与人员可以直观地了解设计方案和意图。

2）模拟场地的整体布置情况，协助优化场地方案。

3）现场管理人员将质量、安全等问题通过手机上传到云端和PC端，可实时查看。

4）通过模拟排砖，对砌体标准砌块等构件进行预制排布及优化设计。

5）虚拟施工，给生产人员带来全新管理思路，实现项目可视化管理，大大节省日常管理作业时间。

4.4 施工模拟

Revit模型/Project进度计划导入Navisworks，利用TimeLiner制作施工进度模拟。把计划开始时间，实际开始时间与流水段、构建关联，从而进行可视化的管控，进一步验证施工方案的合理性，有效控制工期。

4.5 建筑结构及管线综合优化碰撞检测

1）将revit土建模型导入Navisworks中，进行碰撞检测，能够清晰的看见建筑与结构在局部发生的碰撞，然后进行模型的完善和深化。利用BIM的碰撞检查功能，能够提前发现建筑主体结构与管线之间的碰撞缺陷，从而降低施工变更风险，节约工期和成本[5]。

2）将土建模型与机电模型分别输出为igms格式文件，再将igms格式文件导入BIM审图，进行碰撞检查；要进行科学，专业性的优。①单专业优化：a.小管让大管；b.有压让无压；c.水管在电线下方；d.弱电让强电；e.大截面风管优先通过小截面。②多专业优化：a.预留孔洞；b.主次梁等结构构件与安装管道相碰撞时，优先优化安装管线。

5 结语

本文以湖南某学校图书馆工程为例，对其模型建造的过程以及在工程算量、施工进度控制、虚拟建造、施工模拟、碰撞检测等方面的应用进行了阐述，为该工程规划、设计、施工、运营全生命周期管理提供了重要的指导，极大地提高了项目管理效率，节约了管理成本和工期。BIM技术可以说是AEC行业的第三次技术革命，对于建筑行业的改变毋庸置疑是巨大的，随着社会发展，越来越多的企业开始使用BIM技术，但许多BIM工作者对其应用仅仅停留在模型建立阶段，也就是业内俗称的假BIM，应当去发掘BIM的深度应用，使BIM技术在工程应用中落地生根，体现BIM真正的价值。