浅谈BIM应用

丛乐

摘 要 随着BIM技术的逐渐成熟，各大设计院相继成立了自己的BIM工作室，作为一个独立的部门，指导施工过程中管道碰架的问题。本文基于沈阳万科春河里项目，详细阐述了BIM在整个项目中的作用，从项目建筑设计阶段的模型到施工阶段管道设备优化阶段，BIM都体现了独到的价值。尽管如此，BIM依旧是各大设计院的附属，并没有建立自己的完整体系，即设计、成本、施工、运营全程BIM，本文在此基础上提出了展望，并对BIM的未来发展给出了良好的预测。

关键词 BIM；模型；施工技术

BIM（Building Information Modeling）技术是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合与一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展[1]。

本文基于实际工程项目，详细阐述了BIM在整个项目中的作用，从项目建筑设计阶段的模型到施工阶段管道设备优化阶段，BIM都体现了独到的价值。

1 沈阳万科春河里三期综合楼项目

1.1 项目概况

万科春河里三期综合楼项目坐落于沈阳市沈河、和平区交界、彩电塔西北150米之处，建筑面积约11万㎡，该建筑为办公用楼兼酒店、商场、地下停车、设备用房等。主楼地下1层平面为地下车库，地上1-5层平面为商场，6到37层为办公楼和酒店；造型独特，已成为当地标志性建筑之一。

1.2 项目重点难点分析

探索并研究Revit模型与各类BIM软件在设计阶段的交互方法，以及项目设计阶段BIM应用点，基于BIM软件进行设计交互式应用与研究，探索全BIM设计周期的完整流程，并研究如何将BIM模型应用推广到更广阔的空间。

1.3 BIM实施方案

本项目应用的软件为Revit、广联达和Photoshop。具体步骤如下：①构建地形图，进行场地规划。②分别建立建筑、结构、机电模型。③动画漫游，预览建成后的建筑。④进行疏散模拟、火灾烟雾模拟、结构分析、风场分析、节点分析、净高分析、碰撞检查。⑤通过以上分析结果优化各专业模型。⑥通过工程算量、施工场地布置、三维可视化交底、施工进度模拟等措施协助管理施工。

在建模阶段，采用各专业分工协同建模。协同工作前，首先，在Revit中建立好共享工作集并赋予各自的权限，各组员在各自的工作集中协同建模完成各层的BIM模型；然后，利用Revit链接的方式，组装好模型。通过碰撞检查来排查各专业中“打架”的地方，利用可视化编程平台Dynamo for Revit编制程序，对结构构件需要开洞的地方进行一键开洞。

2 BIM在本项目中的应用

利用BIM的特点，本项目主要在出图、仿真和施工协助方面体现了重大价值。

2.1 出图性应用

在Revit中根据工程需要，进行了房间明细表、房间色彩方案、平法施工图以及三维钢筋等出图性应用。

2.2 场地应用

在项目规划阶段，采用Civil3D+Infraworks完成建筑外部场地规划设计。

2.3 仿真模拟

采用CFD技术分析建筑周围风场情况以及建筑表面风压分布等；人员疏散模拟和火灾烟雾蔓延的可视化分析；整楼结构分析以及局部节点有限元分析。

2.4 漫游展示

建筑内部漫游动画以及项目展示视点动画制作。

本项目中利用风场分析可得建筑周围流场特性以及建筑表面风压；局部有限元分析可评估节点抗震性能；人员疏散模拟可评估疏散通道合理性并优化进行优化；利用火灾烟雾蔓延模拟可优化排烟管道。

利用BIM技术可对各专业整合模型中已知碰撞进行提前规避及优化，并在机电及暖通专业中结合碰撞检查以及净高分析结果进行管综优化，进一步对现场施行有效管理。

3 结束语

3.1 BIM应用创新点

（1）探索并总结不同BIM软件与Revit模型的交互方法。

（2）平法施工圖。由于Revit中无法直接出结构平法施工图，对此进行了相关的探索研究，在Revit中直接导出平法施工图。

（3）有限元分析。将BIM模型导入通用有限元程序中，数据位置信息会被保留，因此在Abaqus中不用调整构件装配的位置，降低了有限元建模工作量。

（4）流场分析。当遇到建筑造型独特或者建筑对风敏感时，通常要进行风洞试验，流场分析得出的风压系数可以用来复核风洞试验的结果。

3.2 BIM实施的经验教训

（1）平法施工图。因为平法数据均需要手动输入，工作量也相应的增大，后续可考虑做二次开发，自动识别在Revit中配置好的钢筋并生成平法施工图。

（2）规划设计。在匹配卫星图和曲面地形图时，人工操作可能出现误差；Revit模型在交互式放置的过程中也存在一定的误差；谷歌卫星地图的分辨率有限，在分辨率要求较高时，建议采用无人机航拍的方法来获取待建区域的照片。

（3）结构分析。在交互的过程中会遇到节点不对齐、节点赘余等情况，需要进行模型调整。

（4）局部有限元分析。钢筋采用桁架单元模拟，在Revit中导出钢筋模型时钢筋不能开启实体显示。

（5）CFD流场分析。Revit模型在导出时需要对模型进行简化，例如删除建筑外墙上的门窗或者饰条等构件，因为这些构件不仅会影响网格质量，也与求得建筑表面风压无关。另外，CFD计算对计算机性能要求较高，通常计算足尺模型需要借助计算站来完成。

（6）火灾烟雾模拟。在仿真模拟过程中，网格的划分对计算精度有一定影响，因此在分析模拟前，应做网格无关性验证。

（7）人员疏散模拟。模型导入后需要手动识别楼板和添加楼梯、门等疏散通道；在楼板的识别中，可能出现边缘识别不准确的情况，需要手动来调整其边界。

3.3 BIM应用的商业价值评估

（1）一模多用，避免在设计、分析时重复建模，大大提高了设计分析效率。

（2）利用Dynamo for Revit可视化编程平台进行二次开发可完成烦琐的重复工作，提高BIM工程师的工作效率。

（3）通过碰撞检查在施工前发现各专业模型冲突的地方并做出调整，减少返工，降低施工成本。

（4）通过施工进度模拟，在进度延误时能及时发现并找出原因，提升管理效率。

参考文献

[1] 刘波，刘薇.BIM在国内建筑领域的应用现状及障碍研究[J].行业发展研究，2015，36（09）：20-23.