BIM技术在金华亚运分村中的应用研究*

吴承卉，应宇梁

（1.金华职业技术学院，浙江 金华321017；2.金华新慧建筑科技有限公司，浙江 金华321000）

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）作为建筑行业一项比较新的技术，引领未来建筑的发展方向，对建筑行业的发展有着深刻长远的影响。BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础，建立三维建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的各项信息。BIM技术并不是简单集成数字信息，而是对数字信息的技术应用，用于设计、建造、管理等阶段的数字化方法。

在我国，BIM的研究与应用还处于起步阶段，其在国内项目中的应用呈现极速增长趋势，杭州亚运会乒乓球馆、中国南方航空大厦、国家会议中心二期基坑、南京火车南站等都应用了BIM技术。2011年，住建部首次将BIM纳入信息化标准建设内容，推动BIM应用发展。周游等[1]通过在小湾立交工程上开展BIM技术应用，针对复杂市政立交建立BIM模型，研究基于BIM技术的土方调整、碰撞检测、视距检查和净空检查等技术应用。薛向华等[2]依托前坪水库工程的建设，基于“BIM+”思维的跨平台技术，联合GIS技术、Web技术、移动应用、通信及计算机网络技术等对前坪水库运行维护，解决工程项目复杂数据资源共享和管理问题。张志伟等[3]利用BIM技术针对北京地铁19号线一期工程项目的设计阶段进行建筑结构模型构建、线路可视化巡游、车站与周边环境、管线模拟、三维换乘模拟、管线改移、交通导航模拟。张海华等[4]结合新白沙沱长江特大桥工程项目，利用BIM技术建立三维模型，展示桥梁构造，进行碰撞分析、图纸深化设计、构件工程量计算以及现场材料管控，实现BIM技术的桥梁可视化施工应用。董君等[5]针对某高速公路工程，利用BIM技术，合理设计施工方案、模拟高速公路工程施工过程、简化施工协调管理工作难度。总之，目前BIM技术在国内的应用主要集中在设计阶段，能够实现复杂造型建筑的可视化表达、各专业模型碰撞检查等，其在施工阶段的应用相对较少，能够针对建筑生命周期的某个阶段进行运营管理，在实现全生命周期的应用方面技术相对薄弱，是将来的发展趋势。

1 工程概况

金华亚运分村（见图1）是集会议、接待、住宿等为一体的园林式建筑群。建设地点东至复兴街，南邻环城南路，西与赤山公园接壤，北至规划中的开发用地。本项目总用地面积约16.7万平方米，总建筑面积约8.6万平方米，其中地上建筑面积约为5.6万平方米，地下建筑面积约3万平方米。金华亚运村分为运动员村会议区、运动员村公共区、运动员村客房区及随队官员客房区四大区块。作为亚运会期间运动员交流及休息的主要场所，以景观为媒介，融合金华特色历史文化，凸显城市形象，加深国际文化交流。

图1 金华亚运分村效果图

2 项目重难点分析

结合BIM模型对项目进行重难点分析，项目的重难点主要有：

（1）地上四大分散区块的地下室为一整体，故地下室分布形状不规则，功能分区多（见图2），净空各不相同，管线错综复杂。随队官员客房区以及运动员村客房区距离较远，地下由一综合管廊互相连接，施工难度大，图纸绘制量大。

图2 地下室功能分区

（2）本项目为装配式钢筋混凝土框架结构，部分为钢结构，预制构件数量多，施工现场管理难度大。

（3）运动员村公共区屋盖采用超高超重船型梁（见图3），采用高支模架进行施工，工期紧。

图3 公共区域超高超重梁

（4）运动员会议区参照婺派建筑风格选用中式歇山角屋盖（见图4），采用钢结构（见图5）形式，现场吊装工作量大。

图4 会议区鸟瞰图

（5）水泥花格窗尺寸繁多，造型及要求高。

3 BIM技术应用目标

3.1 处理设计碰撞问题

建立施工应用LOD400精度模型，综合建筑、结构、机电等专业进行净空分析、碰撞检查，减少因“错、漏、碰、缺”导致的设计变更，提高设计效率以及设计质量。

3.2 推进实现数字化下料

水泥花格窗尺寸繁多，进行参数化建模，进行深度设计，实现数字化下料。

3.3 实现施工指导

结合项目施工重难点，采用BIM技术完成地下室跳仓施工区段划分及施工顺序优化，制作装配式安装模拟指导动画，实现可视化装配式施工技术交底。

4 BIM技术应用

BIM技术应用简要思路：在BIM深化设计阶段，建立BIM模型进行净空分析、碰撞检查，处理设计过程中存在的问题；通过参数化设置，完成水泥花格窗出图下料。在施工阶段，针对施工的重难点，结合BIM技术实现地下室跳仓施工划分、装配式施工单元划分、空间定位和动画模拟，实现可视化施工指导。依靠BIM虚拟质量管理平台，实现施工全过程管理。

4.1 深化设计阶段BIM技术应用

运用BIM可视化功能，解决碰撞干扰、设计净空等问题[6]。BIM技术的可视化功能[7]集成各专业建筑信息，精准储存了设备管线等的属性、空间信息。利用BIM技术的可视化特征，在三维建模过程中发现问题，图纸会审阶段及时提出合理化建议，同时设计单位进行图纸更正后能够利用BIM模型再次进行校核验证，极大减少了施工阶段因管线碰撞、净空不足、拆除修改等问题导致的材料浪费、工期延误以及造价增高等问题，总体上减少非必要设计变更，提高图纸会审的质量与效率。

金华亚运村的会议区、公共区、客房区及官员客房区的地下室为一整体，建模过程中BIM标准化应用管理（见表1）。地下室功能分区多，净空要求各不相同，净高分析（见图6、表2）。利用可视化功能，进行净空分析及碰撞检测，净空不利点示意图（见图7），将存在的问题结合反馈给相关设计单位进行调整，保证各区域净高要求，确保深化图纸正确。

表1 地下室标准化应用管理

表2 地下室净空典型分析

随队官员客房区采用婺派仿古建筑（见图7），窗户采用水泥花格窗形式（见图8），尺寸繁多，设计工作量大。利用BIM技术进行参数化建模，进行整体可调参数设置，模型按照洞口尺寸自动进行匹配。在工厂加工阶段进行参数提取，实现数字化下料。

图7 随队官员客房区示意图

图8 水泥花格窗参数设置

4.2 施工阶段BIM技术应用

利用BIM技术的模拟功能对二维尺度的工程设计进行检测勘验，减小工程设计图与实际的误差，优化设计，提高装配式构件的科学性和标准化[8]。将装配式构件进行模拟装配，保证预制构件拼装的正确性，降低返工率，检测构件预留钢筋碰撞情况，预防错误施工（见图9）。

图9 预制构件钢筋碰撞检测

项目利用BIM技术进行可视化工艺样板交底，针对施工工艺复杂的基础防水工程、高大支模架、方圆柱模加固体系、砌体工程排布、屋面工程、独立承台样板、屋面样板、钢结构节点样板等建立三维模型（见图10），实现模型及非几何信息的便捷查看，同时加强对施工安装质量的核查[9]。制作叠合板吊装、预制楼梯吊装、钢结构屋顶吊装动画（见图11），提前对施工重难点部位进行可视化模拟与分析，提高装配式构件装配效率（见图12）。

图10 高大支模架可视化模型

图11 叠合板吊装施工模拟

图12 钢结构施工模拟

在施工阶段，针对PC构件采用云-RFID解决方案全程跟踪记录信息。在每一预制构件中预埋芯片（见图13），随时能够扫描跟踪（见图14）。

图13 预埋芯片

5 项目应用效果

金华亚运分村综合应用BIM技术，进行净空分析、碰撞检查，大幅减少了二维设计错误造成的材料浪费、工期延误和造价增多等问题。跳仓施工方案设计、装配式工艺模拟、三维可视化技术交底等的应用，优化施工顺序，合理化工作面布局，极大提升了生产效率。

图14 扫描跟踪