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BIM技术在施工企业的深度应用

作者:姚守俨、赵静雅
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时间:2014年12月09日
中国建筑第八工程局有限公司(以下简称“中建八局”)是隶属于世界500强企业中国建筑股份有限公司的国有大型骨干企业,拥有工程研究院、BIM工作站等一系列科研工作室。在BIM技术应用组织机构方面,中建八局BIM工作站下设十七家分公司机构,并由包括结构、建筑、机电专业的各个项目经理部操作执行。经过近几年的BIM探索和实践,中建八局在BIM应用方面形成了自己的特点,并取得了一些应用成果。
BIM技术应用特点
中建八局BIM技术应用有四大特点:中建八局各分公司自发推广BIM技术,一线工程管理人员掌握BIM技术;80%的新建工程项目使用BIM技术,应用点来自施工现场;中建八局各分公司均具有BIM团队,在中国施工企业中BIM技术的普及度最高;对于能带来价值的应用点可以寻求到项目中探索。
目前,中建八局80%的新建工程项目都使用BIM技术,在228个项目中成功地应用了BIM技术,望京SOHO、珠海歌剧院、迪士尼明日世界、虹桥SOHO等项目均是BIM工程应用的经典案例(见图1)。

望京SOHO

珠海歌剧院

迪士尼明日世界
虹桥SOHO
图1 BIM 应用经典案例
 BIM在项目全生命周期中的应用
在投标阶段,BIM的应用主要体现在可视化和工程量统计方面。
工程管理人员可以直接从BIM模型中获取需要的信息,该信息可随着BIM设计模型的改变而动态更新,保证可视化与设计的一致性。 
1)可视化展示
由于招投标时间紧,利用BIM技术可以快速、准确地核对工程量,避免因量的问题导致项目亏损。 
2)基于BIM的造价管理——工程量统计
BIM技术在施工准备阶段的应用,主要体现在10个方面。 
1)            施工深化——建立可施工性模型
    可将大体积混凝土施工过程,需要进行模板设计、混凝土浇筑养护的斜面扶臂柱及复杂的钢结构设计完美地展示出来。
2)运用BIM技术进行图纸会审与方案优化。
3)BIM技术在质量控制方面的应用
经过碰撞检查并进行整改后,可减少60%的现场返工工作量、实现80%的孔洞预留率、减少30%的支架使用量。 
4)BIM技术在项目安全控制方面的应用
利用BIM技术能够提前发现机械布置与结构专业的碰撞,消除安全隐患。  
5)BIM技术在项目安全防护方面的应用
将BIM技术应用于施工现场安全管理及标准化管理(中建CI)中,能及时发现并隔离危险源。
 6)BIM技术在项目预警机制方面的应用
基于BIM的工作方式并通过三维模型的碰撞检测,将施工中可能出现的碰撞问题在施工准备阶段即予以解决,减少了潜在的经济损失。
7)利于施工方案的比选(见图2)。
图2 施工方案的比选
 8)安装工艺仿真
利用BIM技术进行安装工艺仿真,减少现场作业量,提高工作效率。
 9)在装饰专业中的应用
室内装饰利用BIM技术进行仿真模拟、工程量统计,减少现场作业量,实现可视化方案比选,节约成本,降低约70%工程样板制作成本。
10)在异形构筑物施工中的应用
节省绘图时间,减少绘图工作量,提高工作效率;自由剖切任意部位,方便技术人员现场施工。 
BIM技术在施工过程中的应用
1)施工组织设计
根据工程进度,实时调整现场临水、临电、物料堆场等平面布置,并反馈至现场管理人员,实现现场平面的动态管理,从而提高施工现场管理水平,合理利用现场资源。 
2)施工进度计划制定与4D工期管理
通过施工虚拟预演,合理制定施工进度计划,避免施工中可能的冲突,严格控制施工节点,保证质量,降低成本,缩短工期。 
3)在预制工程中的应用
在预制构件的设计、加工及安装方面,中建八局在中国第一汽车集团公司技术中心乘用车所建设项目中完成了立体停车楼预制构件的BIM设计、工厂内预制及吊装的完整施工作业。在预制加工管件的设计及施工方面,深化设计BIM模型后二次深化出管件加工图,对照图纸在现场加工制作相应管件,优化加工产品、加工组件,再进行现场装配、拼装、调试。 
4)复杂节点钢筋排布
形象直观,准确传达设计意图,避免错误施工,提高工程质量。 
5)基于BIM技术的3D技术交底(见图3)。
图3 现场组装板式换热器
6)基于BIM技术的可视化验收(见图4~5)
图4 现场验收
图5 验收标准
7)基于BIM模型直接出具深化设计图纸,指导施工。
8)施工工艺——模板支设
运用BIM技术辅助现场施工,优化施工方案,对高支模、楼梯模板支设等施工工艺进行虚拟施工,研究方案的可行性,预处理施工中可能出现的问题。 
9)在二次结构中的应用
运用BIM技术建立可视化模型,可对砌体的抹灰、砌块的工程量进行详细统计。砌体模型的建立为二次结构中与机电专业的协调搭建了良好的沟通平台。 
10)使用BIM云平台可实现建筑设计、施工协作及信息共享,能够方便地检查施工质量,提高工作效率。
BIM核心技术的应用
中建八局BIM核心技术的应用有两大系统,分别是企业级族库管理系统和企业级BIM资源协同管理系统。现已开发出一套基于Revit协作平台的企业级族库管理系统,截至目前该族库管理系统共包括7500个自定义族。基于Web技术开发的BIM资源协同管理系统,包括BIM项目管理系统、BIM人才数据库、BIM知识库和BIM辅助应用程序数据库。
BIM的拓展应用
建立BIM管理体系。目前中建八局正在建立一套完整的BIM管理体系,并将真正实现BIM数据与企业ERP系统的完美对接。
BIM规范的编制。现已编制出中建八局建筑信息模型(BIM)作业指导手册,包括企业的BIM资源、BIM行为和BIM交付标准。
协同工作流程。建立了以建筑、结构、机电专业技术人员为主体,结合BIM顾问的技术团队,并已完成向BIM全专业、全过程团队的成功转型。
施工族库标准。完成了施工企业自定义族的创建、存储等系列通用标准、规范的编制,提高了BIM模型的创建速度。
BIM标准的编制。参与完成了国家部分BIM标准编制的相关课题。
96%的企业管理人员认为,管理粗放是建筑业资源浪费的最大原因;42%的企业管理人员认为,BIM能够提升项目精细化管理。基于此,BIM技术已成为实现施工总承包管理的必要实施手段。
姚守俨 赵静雅 文/中国建筑第八工程局有限公司