基于BIM技术的智能数字化竣工交付在激光小镇项目中的应用

1 工程概况宿迁激光智造小镇项目（简称激光小镇）位于江苏省宿迁市宿城经济开发区，南至徐淮公路（50 m），西至科苑路（24 m），东北两边邻城市道路（24 m）。激光小镇孵化器内建筑均具有科研孵化功能。根据建设及规划要求，结合环境与周边特征，将激光小镇孵化器建设成为体现高科技特点的现代简洁风格。项目总建筑面积为152 811.62 ㎡，用地面积为69 512 ㎡，整个项目由12栋楼组成，其中1号楼地下1层，地上10层；2号、3号、6号、7号、8号、9号、10号楼地下1层，地上5层，其中2号、6号、9号、10号附属楼地下1层，地上2层；4号、5号楼地下一层，地上12层；11号地下1层，地上3层；12号地下1层，地上2层。其中4、5号楼建筑最高为48.60 m，12号楼建筑高度最低为8.60 m。按照项目的实际情况，工程施工范围包括建筑工程、装饰装修工程、道路及雨污水管道工程、机电工程，工程设计中则包括方案设计、初步设计及概算、施工图设计（包括后期施工图纸深化设计）和竣工验收阶段的设计服务，同时也要对设备供货、设备安装与调试等提供相关服务。整个项目工程量大，数据类型众多，涉及的专业领域较多，建模标准不统一，同时数字化资产信息也不能和物理实体模型很好地匹配，在建设过程中的移交方式也较为分散，难以形成整体。2 数字化移交目标从数字化移交的广度来看，随着智能建造的逐步推进，建筑工程项目已逐渐从以简单的设计阶段相关参数资料采集为主转变为包括设计、施工、运维等建筑生命全周期的数据采集。它把掌握在设计院和施工单位手中的规划、设计、施工等工程技术信息（即数字静态信息），为实现数字资源分配，建立了一个工程数据平台，让业主方能够在工程结束后以数字方式存储和管理项目数据和动态数字信息（管理和运营数据），这是以“动静结合”的方式参与数字化交付，是建筑行业数字化建设的基础，同时也是数字化移交的目标。数字化移交还需要建立统一的数字数据传输标准，对数据交付深度、范围和方式等进行精细化研究确定，将相关数据接口导入BIM模型中，实现虚拟实体和物理实体间的数据同步、交换。3 数字化移交流程建筑工程竣工数字化移交的主要目的是为运维阶段提供相应的基础数据，依托BIM技术，其基本流程分为移交前准备、数据采集、数据处理、内容审核、动态化移交、相关建筑数据的更新、数据精准度校核以及运维阶段的数据应用。工程项目移交前的准备是移交的基础性工作，包括有关数据相应标准的制订、工作队伍的确定以及移交平台的搭建。数据采集是在移交标准框架下将建筑模型、设计数据、图纸、工程进度等相关数据进行采集整合。数据处理是运用算法对采集的相应海量数据进行筛选，经过量化处理的数据可以更加精准地用于运维阶段。数据的动态化移交是数据不断更新迭代的过程，随着建筑物理模型的不断建立，数字模型的相应数据也需相应的完善与更新，与处理过的工程前期数据相互补充，不断完善。在建筑数据交付时要对相应数据进行合理性审查，确保数据准确有效。建筑的数据在移交后可将其运用于建筑运维领域，在运维管理平台上体现相应的数据特点，使数据穿插于整个项目的周期中。4 BIM的具体应用与传统的CAD等画图软件相比，BIM技术实现了从2D、3D到4D、5D建模技术的跨越，可以真正实现从建筑生命全周期的角度出发做到对整个项目的协同化设计，也是如今建筑设计、施工到运维的一套项目管理模式。对于项目建设单位来说，利用BIM技术可实现整个项目的合理规划、建筑性能模拟以及工程成本的估算。对于设计单位来说，利用BIM技术可进行可视化设计、工程量的统计以及管线的碰撞检查；对于施工单位来说，采用BIM技术可进行施工进度模拟，智能化的场部、物料的追踪运输、智能化工地管理等。同时与传统的移交模式相比，基于BIM技术的移交使数据更直观，模型更简单。通过对数据的相应管理实现运维阶段对建筑物使用状态以及设施设备的科学预测与监测，保证建筑物的合理健康运行。基于BIM的数字化移交应用如下。4.1 BIM数据标准化建立在建筑物设计与施工过程中，各个参与方采用BIM技术，根据工作程序所生成并进行审核或批准的成果，包括建筑、结构、机电等模型和与之相对应的图纸、文字文档以及综合协调、模拟分析和可视化等成果文件。为了使这些数据更好地相互协调，要建立相应的标准，通过合适的形式将项目各阶段的信息模型按一定要求处理，将相关数据传递给运维管理部门。BIM设计小组要充分认识到“BIM命名规则”，并根据工程项目的具体情况，详细地约定一些命名规则，以此规范所有工程师的设计行为，保证数据交互的效率和质量。在创建过程中，BIM模型会产生大量的数据，其中包括Revit文件、族库模型文件、构件信息文件等，这些都需要一个规范化的标准，在以下情况下需根据实际情况确认命名规则，包含且不限于以下场景：文件名称、视图名称、图纸、参数（实例、项目、类型参数）、族名称、系统名称等。相关数据命名不宜复杂，应出于易于识别、记忆、操作、检索的原则，根据实际情况编制。在命名过程中应使用专业术语、通用代码，命名时也应尽量避免出现特殊字符、标点符号、空格等，特殊字符可能对部分版本的Naviswork造成干扰，导致程序发生严重错误；文件名中的标点符号、空格等可能导致部分数据文件在导入程序时发生错误。以激光小镇项目1号楼为例，在楼层命名时地上层编码以字母F开头加数字表达，地下层编码以字母B开头加数字表达，屋顶编码以RF表达，建筑物最高控制线以RF顶表达，夹层编码表示方法为楼层编码+M或+J；在楼层编码最后加上标高值。建筑标高以A开头，采用上标头；结构标高以S开头，采用下标头；机电模型则以相应的建筑标高为基准，见表1。表1 模型楼层命名4.2 BIM模型建立与轻量化处理在确保BIM模型的数据不损失的情况下，轻量化的建筑模型将模型文件通过参数化处理，以及文件压缩等方式，达到BIM模型的轻量化目标，能够在浏览器或相关应用程序上更迅速地加载和使用模型。轻量化的BIM模型对计算机要求较低，管理者通过浏览器或移动端对模型的读取时间较短，应用程序卡顿崩溃的情况较少，运维时有利于对建筑模型进行实时查看。BIM轻量化模型作为后期运维的载体至关重要，在数字化移交阶段要注意模型的精准性以及相关信息的准确性，合理控制模型的大小，在移交阶段也要建立模型的分级化读取和加载，确保模型使用流畅。在激光小镇项目中，使用的轻量化模型可以直观地反映出模型包含信息的全面性、细致程度和精准性，同时模型信息深度和模型精细度也有所考虑。建筑主要构件都使用Revit中的相应构件进行建模，并在命名时体现构件功能；结构构件也都使用Revit中的相应构件建模，关键构件不应使用普通3D模型替代，并在命名时体现构件功能。同时，施工总承包方负责施工过程中模型的更新，保证模型与现场实物一致，并通过整合各分包方的模型，汇总成BIM模型的最终版，并形成相应的轻量化模型，给予业主方最准确真实的模型资料。相关BIM模型如图1所示。（a）

（b）（c）

（d）图1 建筑相关模型（a）整合BIM轻量化模型；（b）管线模型；（c）结构模型；（d）建筑模型4.3 BIM文档数据集成数据文档集成围绕所建立的BIM模型、图纸等数据内容，结合工程项目的数据特点，通过梳理相关数据的特点，建立相应的数据档案。按照DA/T 28—2002《国家重大建设项目文件归档要求与档案整理规范》要求设置电子文件的存档对象，可以分为工程准备设计文件、监理文件、施工文件、竣工验收文件、影像资料等文件夹。按施工程序、形成单位等分解工程项目准备设计阶段的文件；监理阶段文件应按分部项目或专业分解；按单位项目、分项项目分解建设文件室外建筑环境、室外安装项目应将室外工程分解后，分别进行独立执行；如果一个单位的工程无法对建设文件的内容进行分类，则可以按照建设项目进行分解；按照对应的项目类型分解完成图。相关文档经过分类后给出相应的目录，并明确其储存信息，将设计信息与工程建造信息融合管理，为工程竣工的报备以及相应的后期运维提供集成化的服务。5 结论依托BIM技术的建筑工程项目数字化交付管理体系的建立是与各方和国家有关机关协同参与的重要节点。培养大数据思维是今后的发展方向，加强数据处理和积累，引进先进的数据处理技术并深入利用数据。数字交付平台是基于数字交付管理系统在建筑建设过程中，借助数字资产支持建筑的运营、维护和改造，使建筑运行更加