浅谈 BIM技术在场馆工程施工中的应用

浅谈 BIM技术在场馆工程施工中的应用

陈祥辉、常炳尉、张康

中国建筑第八工程局有限公司 山东省青岛市 266000

摘要：现如今，我国的科学技术在快速发展，社会在不断进步，BIM（建筑信息模型）是当今建筑和结构行业广泛关注的新概念，BIM技术的发展与应用已成为当代社会势不可挡的潮流。各种BIM软件、BIM插件的应用也极大的推进了建筑施工和设计协调的发展，为工程建设全周期管理提供了一个可靠、透明、基于全方位数据管理的平台。本文就BIM技术在大型科技馆施工管理中的实际应用做个总结，为BIM技术在工程建设全周期管理中的推广应用提供参考和思路。

关键词：BIM技术应用点；工程施工；

引言

近年来，随着国家对社会主义文化建设的不断推进，科技馆等场馆类建筑如雨后春笋应运而生。这些大型场馆具有功能强大、造型独特及重要的社会影响与地标性导向作用。BIM技术是建筑业的一次科技革命，是在传统CAD二维基础上发展起来的建筑信息化模型技术。BIM技术具有可视化、模拟化和可出图性等特点，因此，在工程领域得到迅速推广与发展。然而，科技馆等异形类场馆建筑由于造型奇特，建设者很难理解设计理念及设计意图，并且由于专业工程众多及设计深度不够导致各专业工程之间相互碰撞冲突，致使出现工程质量不佳及进度严重滞后的情况。对此，本文结合BIM技术，对某市科技馆新建项目的土建、安装、钢结构及幕墙工程进行了深化设计与施工管理的研究，旨在挖掘BIM技术在异形场馆建筑的施工应用价值。

1BIM运维概述

BIM(BuildingInformationModeling，即建筑信息模型）是以建筑工程的各相关信息数据为基础，运用数字信息仿真模拟建筑工程的真实信息，通过三维建筑模型，实现协同设计、工程管理、运维管理等功能。BIM技术在体育建筑中的应用早有先例，如杭州奥体中心主体育场、西安体育中心一场两馆等，上述例子主要集中于设计和施工阶段，旨在解决方案选择、复杂节点施工、进度成本管控等问题，鲜有涉及BIM运维领域的应用。基于BIM技术的运维平台通过建立准确、完整以及可视化的数据模型，极大地简化了建筑的运维管理，实现效率提升、流程缩短和成本节约，并为未来智慧城市的发展提供先决条件。目前，BIM技术在大型公共建筑、医疗建筑及桥梁隧道等工程的运营中，有效解决了设备维护、能源控制等问题。由此，将BIM技术引入体育建筑的运行维护中，实现大型体育建筑舒适、高效、节能运营，具有广阔前景。

2浅谈BIM技术在场馆工程施工中的应用

2.1科技馆建筑模型可视化管理模块的设计

基于Brnl的建设工程质量控制模型依然是以3D模型作为构建基础，但其模型图元的数据结构是有区别的。传统的3D科技馆钢结构信息模型中的模型图元主要包括几何数据和关联数据，而基于Brnl的建设工程质量控制模型则在此基础上，加入项目的质量数据和进度数据，增加质量维度和进度维度，从而形成了基于Brnl的SD科技馆钢结构信息质量控制模型，实现SD模拟功能。SD科技馆钢结构信息模型基本思想是将三维科技馆钢结构信息模型与质量信息和施工进度进行整合，即在3D模型上整合时间维度和质量维度。利用5D质量控制模型可以对施工过程进行分析和模拟，加强各参与方之间信息沟通与协同工作。对于工程量大且较为复杂的建设项目，应用SD质量控制模型可以实时监控项目质量情况，提高质量管理水平和生产效率。20世纪90年代，编程人员利用Smalltalk语言发明了一种新的软件设计模式:MVCCModel-View-Control)模式，即模型一视图一控制器。此后，该模式得到了广泛的应用。MVC设计的应用程序能够为同一数据库提供多个视图，基于MVC技术设计的应用程序分为三个模块:模型层、视图层和控制层，三个模块的分离可以以多视图的方式显示同一模型。任一视图中控制层数据发生变化都会导致与之相关联的所有视图自动调整，及时更新。

2.2BIM技术在项目施工图管理中的应用

（1）应用BIM技术完成楼层结构和建筑3D布置图发布，提升项目管理团队对项目整体构造的认识度，便于现场工序的合理安排和衔接。（2）应用BIM技术完成钢结构详图深化设计、相贯线节点联结优化、结构分析等。最大限度满足工厂加工和现场安装的需要。（3）应用BIM技术完成MEP系统的建模、复核设计、检验碰撞。系统优化后发布施工详图，现场按施工详图开展施工，明确了各专业施工先后顺序及流程，避免返工，进而缩短工期、降低成本。（4）应用BIM技术完成砌块墙体、门窗、构造柱、圈梁、预留孔洞的精准定位，完成砌块的排布、预加工、材料统计、物流控制等，为工程的质量和成本控制、场地管理提供数据支撑。（5）应用BIM技术完成柱体模型的精准定位和模板排布，控制模板接缝位置，全面提升混凝土结构的外观质量。

2.3施工阶段

1)安装工程。采用预制方法进行加工安装，利用Ｒevit土建模型及安装工程模型进行节点深化设计，对构件进行编排顺序后使之符合规范及现场需求，然后导出相关文件模型，交给工厂与主体结构同步进行预制加工，然后根据其软件编码堆放，以便运输到施工现场快速准确安装。2)幕墙工程。使用Ｒhino及结合插件Grasshopper对表皮进行参数化分割，对弧形板件进行优化分析。并结合各专业模型及现场情况，及时调整幕墙深化设计方案。通过软件对构件生产编号后，对幕墙构件进行预制加工，对成品构件根据编号分类存放，以确保安装部位的准确。3)钢结构工程。由于屋面造型独特，径向钢梁弧度变化多，对施工精度要求高。具体流程是利用各专业模型进行碰撞检查分析后对节点深化设计。钢结构分部工程的施工应用主要表现在:①通过图纸报告功能创建构件工程量清单及构件施工图;②通过工厂插件导出数控加工文件，对钢结构构件进行数字化精准加工;③通过与主体结构同时制作，大大提升了施工速度，保证钢结构屋顶的施工质量，也为幕墙深化提供了依据。4)施工场地布置及技术交底。异形场馆综合性强、布置要素多，场布的合理性直接决定了项目的施工效率与成本。传统的二维场布设计往往由于技术人员的主观原因导致众多不合理之处。通过三维场布软件，对施工现场场地进行预先设计布置，再通过漫游检查，发现不足后及时进行优化。

2.4定制化赛事运营管理

平台针对科技馆活动、赛事需求，定制开发三维化赛事运营管理功能，包括场馆租借、活动售票和场景控制等功能。平台可统计赛事、汇演、体育用房的租借时间以及场次，合理安排活动周期，也可查询指定条件下某场地的租借及器械情况，从而提高运营效率。在主篮球赛场开发三维售票功能，从票务系统中提取售票信息挂接模型，可在模型中查看座位数、售票数、销售率等数据，也可通过色块查看售票座位分布及单个座位销售状态等，最终通过大数据分析优化票价定制、区域划分。

结语

自2014年，国家提出智慧城市的总构想，作为城市的重要组成部分，建筑的数字化交付和信息化运营是不可或缺的基础。本项目中，科技馆运维探索将为BIM技术在运维阶段的综合应用提供基础数据，为大型公共建筑全生命周期的信息化建设提供实践经验，最终助力智慧城市的全面实现。

参考文献

［1］刘京城，苏李渊．长沙梅溪湖国际文化艺术中心幕墙BIM技术应用［J］．土木建筑工程信息技术，2017，9(1):1－6．

［2］林金华，林武，吴福居．可视化编程在BIM参数化建模中的应用技术［J］．工程建设与设计，2018，66(22):276－278．