BIM与装配式|建筑技术丨全方位BIM技术应用指南——各阶段重点打包汇总

应 用 指 南

现如今，BIM的低成本、高效率应用越来越成为很多企业的研究课题。为了确保工程项目安全，同时提高施工利润率，必须将BIM有效地应用到工程中的各个环节，为设计施工一体化管理注入动力。

第一站

设计阶段

一、深化设计

利用BIM技术，构建模型，包括建筑模型、结构模型、管线模型和设备模型，进行建筑三维设计。

以管线模型为例，建筑施工过程中，，按照BIM三维设计要求，以统一参数形式，录入相关设计数据信息，构建建筑包含二维设计图纸全部内容的三维模型。

利用其碰撞分析功能，检测管线布置情况，进行深化设计。在机电综合排布中，将各个专业，比如电气等，集中在相同模型平台上，通过碰撞检查分析，生成检查报告，解决所有问题。同时结合土建BIM模型，预留机电设备安装孔洞，经过BIM机电模型确认，形成机电安装图纸以及土建预留洞图。碰撞检查总计发现数万个机电安装问题，在设计阶段加以完善，不仅缩短了施工工期，而且节省了施工材料。

第二站

投标阶段

二、投标管理

投标管理过程属于工程项目前期策划环节，采取BIM三维汇报方式。BIM可以更直观模拟施工过程与建设效果，能提高项目的整体渲染能力。投标时，可基于施工图纸，构建3D模型，直观展现施工现场情况，包括平面布置和办公区布局等。

因为业主注重施工进度，工程项目部依据工程节点，编制了施工进度控制计划，绘制了Peoject横道图，和BIM三维模型构件相互关联，采取工期推演的方式，模拟施工作业全过程，使业主能够对施工全过程有着更为全面的了解，增加工程亮点，提升投标品质。

1.前期设计阶段采购成本预算

对于那些采用新的技术、产品，或是对各项性能超过常规的要求时，在初期设计阶段就要对有关市场情况进行摸索，达到较佳的性价比。

利用装配式房屋BIM技术，从设计阶段开始降低成本，有利于合格的潜在供应商与业主和设计院间的充分交流。另外，BIM技术可根据图纸和进度情况，可较准确地做出预算，对于控制现金流有一定的帮助。

2.施工图阶段采购成本预算

在施工图出来后对选用材料、设备的预先确定需要招标采购部门丰富的知识和广泛的渠道。BIM系统可在施工图阶段确定工料清单而不是在施工阶段确定工料清单能大幅度提高工程管理的水平，在确保进度、控制成本上具有非常重要的意义。

第三站

施工阶段

三、参数化建模

参数化建模是施工前段环节中较为重要的工作，对后续工作有较为深远的影响。应注意利用BIM技术做好族库的开发工作，避免在后期模拟时出现偏差。

1.参数化构件族库的开发

建筑工程在建立BIM模型前，首先需建立参数化构件族库。由于一些建筑工程体量较大，大量构件类型及参数类别相似，为避免因图纸变更和工程改动造成对整个模型的修改和调整，推进工程进度，减少人力、物力浪费，在项目在建模过程中基于BIM技术的参数化特征，建立支持实时快捷修改的参数化专项构件族库。如果对族类型参数进行修改，这些修改将仅应用于使用该类型创建的所有图元实例。通过参数化的定义及调整可快速建立或修改构件模型，从而有效实现数据库与模型的双向链接。

基于不同建筑项目的需求，在BIM建筑BIM实施过程中，进行族库标准的制订，包含尺寸、材质、密度、造价等参数化数据，并开发了基于本项目的专项族库，包括系统族、标准构件族、内建族。

参数化族库的建立在建筑工程项目中发挥了很好的应用，效果如下。

（1）将族导入相关的性能分析软件，得到相应的分析结果，利用可调节属性的族自动完成输入数据的过程，大幅降低性能分析周期，提高设计效率。

（2）在项目中利用族文件，进行三维环境中的碰撞试验，显著减少由此产生的变更单，降低由于施工协调造成的成本增加和工期延误。

（3）通过族与施工过程的记录信息相关联，与包括隐蔽工程图像资料在内的全生命周期建筑信息集成，不仅为后续的物业管理带来便利，还可在未来翻新、改造、扩建的过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息，提高运维效率，降低风险。

2.整体模型建立

传统的建模方式是根据工程需要，在CAD等二维建模软件中依次创建构件柱、构件梁、构件墙、构件板、构件屋顶等基本构件，每个构件都需手动添加，并且在构件中不包括参数信息。建模工作完成后，因缺乏三维形象化图形，对后期施工人员的想象力与专业技能要求较高，易影响施工进度与质量。

建筑工程项目需要实现基于BIM的参数化建模，具体建模流程如下。

创建参数化构件族库→在CAD中建立轴线图并将其导入Revit Structure中→将建立的族导入到项目中，实现族库与项目的链接→在Revit中根据构件尺寸进行参数化建模→模型搭建完成→进行深化设计及施工模拟。

四、应用于施工方案优化

在工程施工策划中应用BIM模型，开展场地三维模拟布置。从建筑施工现场的安全文明施工到工程施工机械设备布置；从外排脚手架布置到施工现场办公生活区域的设计，均使用3D立体布置模型图，实现可视化操作，保证了前期策划的效果。

此外，应用BIM技术开展施工方案对比分析，选择适合的施工方案。此工程施工方案设计中，应用BIM技术，对比分析高空滑移法和分块吊装法，来选择大跨度网架安装施工方案。在具体操作中，结合工程具体情况，绘制网架模型以及施工现场吊车布置三维图等，模拟现场施工具体情况。利用BIM技术的分析功能，通过模拟施工作业，明确在进行网架安装阶段，屋面女儿墙框架部分正处于施工阶段，框架柱上无法安装滑移轨道，因此不采用高空滑移法。

为了保证施工作业进度，网架安装1/2之后插入地面施工，采用整体顶升法会对工期造成一定的影响，因此不采用高空滑移法。最终，选择滑移脚手架施工方法。因为此方法的应用，使用滑移操作架，科学合理地避免安装期间的二次挠度，将滑移轨道，设置在地面，使用吊车设备，开展吊装安装作业，完成1榀安装后，当其稳定后，实行分段滑移，网架安装1/2之后插入地面施工。运用此方法，不仅能保证施工进度，还能控制施工安全风险，减少安全事故的发生。

五、施工场地布置

由于一些建筑工程项目施工结构复杂，施工难度大，施工前对材料堆放和大型施工设备的布置、分区尤为重要。在项目中利用BIM技术进行三维可视化立体施工规划，可减少如材料堆放空间不够或布置不合理造成场地浪费，交通通道无法满足构件运输空间要求，起重吊装等大型设备操作预留空间不能满足施工安全要求及焊接及切割等分区不合理造成对办公及休息区甚至周边居民生活的不良影响等。

基于已建好的整体结构BIM模型，可对施工现场进行三维合理规划，使平面布置紧凑合理，尽量减少施工场地占用，并做到场容整洁、道路畅通；同时，可合理安排库房，加工工地和生活区等位置，解决现场场地划分问题；通过与业主的可视化沟通协调，对施工场地进行优化，选择最优施工路线，以符合防火安全及文明施工要求。

六、可视化施工进度模拟

建筑工程BIM技术应用过程中，因施工环境及现场复杂，施工人员专业素质不一，故信息沟通不对称现象时常发生，如此易造成施工错误或延期。为寻找最优的施工方案，项目部可采用基于BIM的施工过程及进度可视化模拟，通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，可直观、精确地反映整个建筑的施工过程，真正做到前期指导施工，过程把控施工，结果校核施工，实现项目的精细化管理。

实现施工模拟的过程就是将Project计划进度表、BIM三维模型与Navisworks施工动态模拟软件进行链接，制订构件运动路径和构件属性信息，并与时间维度相结合的过程。

七、管线综合碰撞与深化

由于建筑工程，尤其是大型公建的管道种类繁多，包括给排水管、送风风管、回风风管、排烟风管、强弱电桥架、消火栓水管、自动喷淋水管、医用气体管道、洁净风管、空调水管与冷凝水管等管线。机房内管道规格较大，且需与机电设备进行连接。如在施工中发现各种管线、预制构件搭接发生碰撞，将给施工现场的各种管线施工、预埋和现场预制构件的吊装带来极大的困难。

针对此类建筑项目的复杂性，运用BIM技术进行建模与整合，根据检测任务的需要，选择系统内不同的模型构件、类型或范围，对待检模型进行内部碰撞检测，导出碰撞报告，进行类别筛选分类，利用BIM模型的三维可视化查找机电内的碰撞问题。

通过优化管线排布解决碰撞问题并可指导现场施工，提高工程质量，减少材料的浪费。进行机电专业的碰撞检查，将碰撞问题分类筛选并生成详细的碰撞报告。

八、施工工期模拟

在建筑工程施工方案编制期间，采用BIM技术，利用其4D模拟施工功能，对进度计划，进行对比分析，综合分析多种因素的影响，包括施工工序和资源供给等，来安排施工工序。模拟施工进度，并且在施工期间的周例会上，进行BIM模拟施工计划和实际施工计划的对比分析，明确存在的差异问题，通过分析差异原因，进行施工工期的合理调整。从应用效果角度来说，基于BIM技术，优化施工进度方案，主要是通过信息采集和归纳处理，构建信息系统，模拟施工作业，合理安排施工，有效的提高了施工作业效率。实施更新和对比分析进度信息，及时发现进度问题，做出相应的调整，保证工程进度。

九、一体化云平台

质量目标是工程建设项目的三大目标之一，离不开各参建单位中各个部门的有效沟通。利用BIM的一体化云平台类功能，可针对传统工程建设项目在全过程质量管理中的的不足，结合BIM技术与云技术结合的BIM一体化云平台进行有效应用，在全过程质量管理中的应用，有效利用BIM一体化云平台在质量管理中的优势，提高沟通效率，加快工程建设进度，提高建筑施工质量。

文章来源：建筑技术杂志社

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