BIM设计实施方案

BIM实施方案1BIM简介及意义1.1BIM简介BIM（BuildingInformationModeling）—建筑信息模型，是指建筑物在设计和建造过程中，创建和使用的可计算信息，是数字化的建筑多维信息模型。所有的工程数据，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据。为项目信息创建、管理提供准确、实时的共享数据平台。在整个系统的运行过程中，要求项目公司、设计方、监理方、总包方、分包方、供应方多渠道和多方位的协调，并通过网上文件管理协同平台进行日常维护和管理。BIM系统管理贯穿建筑物的设计、施工、运营，包含设计方、施工方、建设方等多单位的工作。在这里主要对施工过程中的实施方案予以阐述。BIM应用系统见图9.9.1-1。图1-1BIM应用系统1.2BIM的意义随着社会和科学的发展，可视化和无纸化办公将成为一种趋势。BIM在建筑领域的运用会越来越广泛，不止在施工领域，包括设计、运营、维修保养等。以下对各个阶段的应用意义予以简要阐述。1设计阶段1)在设计阶段，BIM建模技术实现了基于计算机的可视化，带阴影的三维视图、照片级真实感的渲染图、动画漫游等，更形象更立体的展示图纸内容。2)在设计阶段，通过三维立体演示就能及时发现图纸的碰撞、空间相对位置等方面的图纸问题，在出图之前就可以解决大部分纸质图纸很难发现的问题，使图纸审查可以更快的通过，也减少了图纸会审的问题。3)设计单位直接形成BIM版本图纸（进行不可修改加密），减少了纸张的使用，更节能的绿色办公；同时，可以直接生成准确的工程量清单，作为招标文件的一部分，在工程量的计算上更透明、更公正。4)在大力提倡绿色施工的今天，无纸化办公即软件办公将会成为主流；在社会高度发展的今天，工程量及工程造价越来越透明，这种附带工程量的电子图将会越来越盛行，BIM将会是将来设计图纸的发展趋势。2施工阶段1)BIM模型的三维立体演示，可以展示建筑构件的实际情况，立体的反映各构件的相对位置、大小等。尤其是在钢结构构件深化设计方面，可以更快更准确的确定构件的加工、安装施工方法，可以更早的插入作业，保证施工进度。2)BIM可以生成施工模拟，可以形象的展示施工工艺和施工进展，进行更有效地流水作业，优化施工方案和进度计划。可以使用施工模拟动画展示的施工进度来替代常规的进度计划，使之更形象更具体。3)由BIM版本图纸生成的准确工程量，在施工过程中跟随设计变更进行更改，甲方能第一时间确认工程量。且减少预算部门工作量，减少施工单位和建设单位在工程量计算上所产生的误差，可以加快工程决算、结算的进行。3保修期1)竣工时，现场实际施工可以生成BIM施工模拟，可以作为竣工资料进行存档。使竣工资料可以更形象的展现当时施工的情况。2)在保修期内，若出现需要维修的情况，打开实际施工的BIM模型，根据现场情况进行维护，同时在模型上模拟维修，达到最佳维修效果后再进行实际维修工作。节约维修时间，降低了维修成本。3)将来如果要进行功能变更，事先在BIM模型上模拟，然后进行更周全的决策。进而运筹帷幄，节省时间和资源。2BIM的应用2.1BIM在施工准备阶段的应用1按照2D设计图纸，利用Revit等系列软件创建项目的建筑、结构、机电BIM模型，可对设计结果进行动态的可视化展示，使业主和施工方能直观地理解设计方案，检验设计的可施工性，可以直观的检查到图纸相互矛盾、无数据信息、数据错误等方面的图纸问题，在施工前能预先发现存在的问题，帮助图纸会审。2BIM模型可以协助完成机电安装部分的深化设计，包括综合布管图、综合布线图的深化。使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式进行机电专业深化设计，应用软件功能解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备的碰撞，优化设计方案，为设备及管线预留合理的安装及操作空间，减少占用使用空间，管线布置及优化见下图。图2-1管线布置BIM模型图2-2局部综合布管优化3BIM模型可以完成钢结构加工、制作图纸的深化设计。利用TeklaStructures真实模拟进行钢结构深化设计，详见图9.9.2-4，通过软件提供的参数化节点设置自定义所需的节点，构建三维BIM模型；将模型转化为施工图纸和构件加工图，指导现场施工。4幕墙BIM深化设计模型，明确幕墙与结构连接节点、幕墙分块大小、缝隙处理，外观效果，安装方式，用模型指导施工及幕墙加工制作，详见图2-4。图2-4幕墙深化设计BIM模型5通过BIM模型效果检验，可以协助完成装饰装修图纸深化设计，达到设计效果最佳，装饰装修深化设计详见图2-5。图2-5装饰装修深化设计BIM模型2.2BIM在碰撞检查、空间调整方面的应用1BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以对管道空间碰撞、管道综合排布、构建空间位置排布、钢结构安装顺序和方式、钢筋搭接位置、模板安装顺序和排布方式等进行检查，优化工程设计，详见图9.9.2-7。减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量。以最实际的方式体现降本增效、预测低碳施工的理念。同时也提高了与业主沟通的能力。图2-6BIM碰撞检查及检查报告生成2建筑模型与结构模型的整合，发现建筑、结构、机电、精装修专业在标高、平面位置、几何尺寸、预留空间大小等方面存在的问题，解决设计盲点，提高各专业间的协同深度，减少现场拆改及浪费。2.3BIM在施工模拟方面的应用1建立施工现场布置模型，内容包括办公及生活区临建、临水、临电、库房、材料堆放区、材料临时加工场地、施工机械布置、运输道路、绿化区、停车位。通过模拟，可以更加直观准确掌握现场施工平面布置情况，详见下图。同时可以提高施工场地的利用率，达到节地目的。图2-7BIM现场平面布置模型2BIM三维可视化功能再加上时间维度，对施工现场组织进行模拟，明确材料垂直、水平运输路线、安全疏散通道，消防通道，指导现场施工管理。根据结构与建筑BIM模型进行外架搭设方案的设计优化。3)制作可建性施工模拟，详见下图，可以有效控制施工安排，减少返工、拆除及浪费现象，起到了节材的作用，控制成本，创造绿色环保低碳施工等方面提供了有利的支持。图2-8按照进度计划BIM模拟施工4)节点模拟：对复杂节点进行精确和直观的分析，提前发现结构碰撞并及时处理，缩短了现场实际操作时间，对施工进度有了保证。5)在关键部位施工前1个月内，完成关键节点的施工模拟。关键部位的施工工艺可视化，保证了施工质量和进度。2.4BIM在构件加工、制作方面的应用1)利用BIM模型的自动构件统计功能，可以快速准确的统计出各类构件的数量。2)通过构件的BIM模型，结合数字化构件加工设备，实现预制、加工构件的数字化精确加工，保证相应部位的工程质量，并且大大减少传统的构件加工过程对工期带来的影响。钢结构构件、风管及水管等均可以采用BIM模型进行模拟。3)采用无线移动终端、WED及RFID等技术，把预制、加工等工厂制造的部件、构件，从设计、采购、加工、运输、存储、安装、使用的全过程与BIM模型集成，实现数据库化、可视化管理，避免任何一个环节出现问题给施工和进度质量带来影响，BIM模型信息传输见图2-9。图2-9BIM模型信息传输2.5BIM在施工过程管理方面的应用1)BIM数据库中的数据具有可计量(computable)的特点，大量工程相关的信息可以为工程提供数据后台的巨大支撑。BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，保证工程基础数据及时、准确地提供，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。2)将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度链接，与施工资源、安全质量以及场地布置等信息集成一体。实现了基于BIM和网络的施工进度、人力、材料、设备、成本、安全、质量和场地布置的4D动态集成管理以及施工过程的可视化模拟，见图9.9.2-10。实时反映具体施工部位的形象进度、人工、材料、机械消耗情况，随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，并根据现场实际进度情况即时更新，达到直观、动态掌握现场施工进度及实际成本消耗的目的。同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。图2-10施工过程的4D可视化模拟3)BIM以工程为载体，工程以BIM为平台，各项技术整合，使得施工现场的构件安装状况通过RFID的信息收集形成了基于施工进度和实际现场的BIM和4D模拟。BIM技术即可实现对工程项目的可视化技术指导及施工进度模拟等，又需依靠工程实体进行信息的实时反馈、及时更新与过程记录。通过对虚拟建筑管理，来加强实体建筑建造过程中的施工质量与管理水平。对于重点部位、隐蔽工程等需要特别记录的部分，现场人员将以文档、照片等记录方式与BIM模型相对应的构件关联起来，使得工程管理人员能够更深入的掌握现场发生情况。能够更好的掌握和控制工程进度、质量。BIM对工程管控示意见图2-11。图2-11BIM模型对工程的管控4)管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，及时、准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。5)施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确的人材机计划提供了有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供了技术支撑。6)使用BIM模型对责任工程师、质检人员、现场施工作业人员进行施工方案可视化交底，快速直观的明确施工难点及关键部位，保证施工质量。7)利用BIM模型提高项目协调会议（项目现场，项目现场与公司总部两种会议模式）效率的应用，通过模型和现场施工进行同步模拟，直观反应现场情况，便于决策。8)使用自动化监测管理软件进行大体积混凝土温度的监测，形成动态监测管理。电子传感器按照测温点布置要求，自动直接将温度变化情况输出到计算机，形成温度变化曲线图，随时可以远程动态监测基础大体积混凝土的温度变化，根据温度变化情况，随时加强养护措施，确保大体积混凝土的施工质量。9)使用自动化监测仪器进行基坑沉降观测，根据基坑坡顶水平位移和竖向位移变化数据，形成动态监测管理，确保基坑在土方回填之前的安全稳定性，基于BIM技术的测量监控系统见图2-12。图2-12基于BIM技术的测量监控系统2.6BIM在商务合约方面的应用1)利用BIM模型的自动构件统计功能，可以快速准确的统计出各类构件的数量，见图2-13，减少预算的工作量。同时可以及时评估设计变更造成材料数量变化而引起成本的变动。可以提前甲方沟通或办理签证。图2-13BIM模型生成构件数据2)从BIM模型中提取模型工程量，用以指导材料物资采购，从进度模型中提取现场实际人工、材料、机械工程量，掌握成本消耗情况。将模型工程量、实际消耗、合同工程量，三量进行对比分析，掌握成本分布情况，进行动态成本管理，详见图2-14。图2-14BIM进度模型生成工程量和实际消耗量、合同工程量进行对比3)BIM数据库的创建，通过建立5D（3D模型+时间+成本）关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。BIM技术能自动计算工程实物量，这个属于较传统的算量软件的功能，在国内此项应用案例非常多，BIM数据库建立及管理见图2-15。图2-15BIM模型数据库管理2.7BIM在竣工及保修期的应用1利用BIM模型、RFID、无线移动终端、WED技术以及摄像、照片等把隐蔽工程、特殊构造的施工记录情况与BIM模型进行整合，并用数据库的方式加以存储。2工程进入运营维护阶段，需要了解建筑某个部位的相关建造信息，甚至包括隐蔽工程，都可以在BIM模型及其所记录的信息中方便的得到。大大减少了检查、维修所耗费的时间和成本。3BIM实施的保证措施3.1建立BIM运行保证体系1按照BIM组织架构表成立BIM执行小组，由组长全权负责BIM系统管理和维护。该小组在开工前就进驻现场，迅速投入系统的创建工作。2成立BIM管理领导小组，由项目经理任组长，组员包括项目总工、BIM工作组组长、各部门经理，定期沟通，保证能够及时、顺畅的解决问题。3各职能部门要求设置专人和BIM小组对接，根据需要提供现场信息。4配备足够的高配置电脑设备，购置足够的BIM软件，满足软件操作和模型应用的要求。5建立BIM管理制度，包括工作岗位责任制度、考核制度、分包BIM监督制度、BIM维护变更制度。6建立和业主、设计等各方沟通机制，建立BIM方案的业主审批制度。3.2BIM技术支持1BIM族库管理系统：我局BIM族库