殷向红
上海新金山投资控股集团有限公司 上海市 200540
摘要：BIM技术作为建筑行业的新兴技术在我国的发展应用已经日渐成熟，本文结合某区固废综合利用项目，通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，探索在方案设计阶段、施工阶段的试点应用，施工参建各方基于BIM进行协同管理工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本，实现可持续发展。
引言：BIM的全称是“建筑信息模型”（Building Information Modeling），是以三维数字化信息模型为基础，可以集成建筑项目的各种相关信息的工程数据模型，从规划到设计、施工、再到设备维护运营，甚至到建筑拆除的全生命周期。从手工制图到CAD到BIM，这项技术被称之为从二维到三维“革命性”的技术。
1 项目概况
某区固废综合利用工程占地约2.6万平方米，总建筑面积9157平方米，项目总投资估算26580万元，开工日期2019年3月28日，竣工日期2020年10月。本项目处理对象为湿垃圾和废弃食用油脂，处理规模 260t/d，（其中厨余废弃物150t/d，餐厨废弃物100t/d）、废弃食用油脂处理规模10t/d，湿垃圾处理采用厌氧发酵作为本项目的主体工艺。由一体化车间、污水处理车间、污水处理池、计量门卫间、门卫间、厌氧罐、进水罐、竖硫沉淀罐、粗油脂罐、双模沼气储柜等组成。
本项目主体工艺采用“预处理+湿式厌氧消化”工艺，全厂工艺共9大系统，包括计量及称重系统、厨余废弃物接收及预处理系统、餐厨废弃物接收及预处理系统、废弃食用油脂处理系统、湿式厌氧消化系统、沼渣脱水系统、沼气净化利用系统、污水处理系统、通风及除臭系统。
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BIM鸟瞰图
2 BIM技术在方案设计阶段的应用
2.1 三维仿真漫游
利用虚拟现实技术对现实中的建筑进行三维仿真，以三维立体的实物形式展示，达到三维可视化的目的。
三维漫游动画一方面以动画的方式进行模型展示或方案交底，更为直观、形象；另一方面能够帮助委托方形成统一、标准化的对外展示方式。
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三维动画漫游
2.2 工艺设备设计分析
通过工艺设备设计分析，结合设备与建筑整体空间关系，提前进行模拟，降低材料损耗，为后期其他应用点的扩展提供基础模型，从而提高项目精细化管理水平。
2.3 碰撞检测
由于机电专业管线错综复杂，基于BIM模型进行碰撞检测，智能锁定构件冲突点，可提前预警各专业之间产生的碰撞问题， 从而避免了各专业以自我为中心、管线安装无序、层次混乱等问题。检测后共发现32处碰撞，有土建专业之间、土建和安装之间、机电专业之间、工艺设备管线之间。
2.4 管线综合
机电工程各种管线、系统错综复杂，现场施工过程中容易出现管线碰撞或管线间隙过小导致的无法安装等情况，直接造成返工、材料浪费，甚至可能延误工期，通过管线综合排布可以使得各系统管线在建筑空间上占有合理的位置，既满足各专业设计要求，又充分考虑施工安装的要求，从而实现整齐有序、保证净高，减少二次拆改，加快施工进度，降低成本，确保管线施工的可能性、维护性及日常的使用性，也保证一定的美观性。
2.5 综合支架方案模拟
机电工程系统单一支架无法满足项目需求，综合支架在满足项目需求的前提下，能够提高管综布置的美观性和空间的综合利用率，又整齐有序。但综合支架相对复杂，无法直接进行预制加工，对综合支架进行精确绘制及统计，加快施工进度，减少返工，降低成本。
3 BIM技术在施工阶段的应用
3.1 施工场地布置
快速建立三维施工总平面图场地模型，使建设项目临建设施规划具有科学性、合理性、经济性；自动计算场布构件工程量，精确统计所需材料用量，为企业精细化管理提供依据；同时展示企业的安全文明绿色施工形象。
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3.2 复杂节点钢筋排布模拟
在施工前制作钢筋节点三维模拟，检查钢筋排布合理性， 优化钢筋排布，为设计及施工人员进行三维可视化交底。可在施工前提前发现钢筋排布问题，加快施工进度，减少下料施工错误。
3.3 板洞复核定位及预留洞口定位
在主体施工前应用板洞复核定位功能，基于 BIM 模型复核楼层中板洞的位置和尺寸，出具板洞定位图，用于现场预留板洞。避免现场二次打洞，减少二次打洞的人工和材料的浪费。
提前对洞口进行预留，避免临时凿洞对结构产生影响并且降低机电施工时穿墙打洞的成本，提高施工效率。
3.4 管综 BIM 模型三维交底
在施工前明确排布方案，通过三维交底的方式让各方形象、直观的了解情况，使参建各方尽快了解管综排布方案，加强沟通效率，及早发现图纸问题发现，管线碰撞检查，管线综合应用等。
3.5 临边洞口防护
通过 BIM 技术模拟板洞口、临边、楼梯安全防护栏杆，可对防护栏杆、防护板的加工工程量进行统计；根据三维模型及平面布置图检查现场施工，提醒缺乏经验的工作人员危险区域，确保现场的安全防护做到位，避免安全事故的发生，更进一步提升现场整体安全管控能力。
3.6 大型设备吊装路径模拟
将大型设备定位，在此基础上利用动态模拟大型设备移动达到吊装过程的路径模拟，最大程度的避免设备搬运时产生的碰撞问题。
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3.7 净高检查
建筑本身是有净高要求，一方面是满足在楼梯、夹层以及汽车车道等区域的设计强条要求，同时提升建筑本身的净高使用能力。提前发现工程净高问题能避免图纸设计不合理、后期验收不合格带来的返工。“净高检查”功能能够大大提升发现净高问题的速度，减少技术人员工作量。
3.8 构造柱平面定位图
在构造柱的施工过程中，往往会出现由于构造柱定位不准确而造成的工程质量问题，因此带来返工等问题。因此在构造柱施工前应编制构造柱平面定位图，精确定位到每一个构造柱，然后按图施工，以此加快施工进度，提高工程质量。
3.9 砌体排布实施
二次结构作为建筑工程的主要组成部分，细部节点繁多，对砌体定位及排布要求高。在施工前通过在模型中进行模拟排砖，编制砌块排列图，然后按图施工，使砌块合理排布，加快施工进度，减少返工。超高层减少二次搬运、材料管控优化及多项目工厂集中加工等。
3.10 设备资料库建立
施工阶段建立设备资料库，在后期运维阶段，通过对设备资料、检验合格报告等相关资料挂接，建立项目自身数据库。一方面可以避免因人员流动交接过程中给公司带来的资料丢失、遗漏等问题；另一方面，后期物业对机电管道及设备设施的维护与管理既能实现快速定位，大大降低由查询、定位及查找设备相关信息等所造成的人力成本。
3.11 施工过程中BIM与平台化管理
各专业协同因为涉及的分支专业（系统）多，实施参与方也多、必然有庞大的信息量，协同共享历来是面临的重大难题。以BIM模型为载体，项目参与各方应在统一的信息共享平台、统一的BIM数据库系统、统一的流程框架下进行作业，最终实现管理协同、专业协同、单位协同，从而实现高效协同，实现平台+5D数据库的信息管理。 BIM协同管理平台
4 BIM在设计阶段、施工阶段的应用现状
BIM在设计阶段的应用现状：目前还仅是一些大型建筑设计公司在尝试应用，许多中小型建筑设计公司仍采用常规的 CAD 方法设计，这是因为在设计过程中还存在着很多困难。
BIM在施工阶段的应用现状：由于施工单位在上述应用中的到了效益，目前施工单位应用BIM技术的热情相对设计院要高，虽然设计阶段无法提供有用的BIM模型给施工单位，但是也不会影响施工单位应用BIM技术。
5 结束语
BIM 技术应用于建筑项目的全过程中，是我国建筑行业发展的必然趋势，它有利于实现项目的设计，施工、安全、成本、进度目标，能够大大提高项目管理水平，促进设计、施工效率提升，降低项目成本。BIM技术的崛起，将为建筑工程行业注入新的活力。
BIM技术的广泛普及仍受限于国内应用软件的研发水平，以及缺乏专业的人才培养机制，加上部分企业对企业管理和项目管理工作不重视等因素，导致BIM很难完成。为了真正落实 BIM 技术的应用，必须先要完善 BIM 技术应用管理制度，在应用中最基础的数据存储、积累、标准化和管理应用等一些重要工作，从而使建筑行业向信息化和智能化的方向不断发展。
参考文献
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[2]绿色建造智慧施工创建智能建筑科技产业园区--中国（上饶）建筑科技产业园建设纪实李小燕；《建筑》；2018-09-20
[3]BIM结构设计应用,赵华英；《土木建筑工程信息技术》；2015-06-28
[4]基于BIM技术的施工项目质量控制实证研究,王鑫（导师：王恩茂；常青）；兰州交通大学，硕士（专业：建筑与土木工程）；2017