地下综合管廊工程BIM技术应用管理方案

BIM建筑信息模型概述BIM技术的原理在设计的全过程中，原始的构思是三维概念，设计实施的结果也是三维实体。在传统的设计中，由于技术手段的限制，我们不得不选择二维的图形和文字表达作为两者之间的信息传递。为了做到这一点，我们制定了工程图表达标准，设计师用大量时间训练，是为了忘记人类的三维描述习惯，建立二维投影的表述规则，并在设计过程中进一步强化这些表述技术。对于人的思维习惯，这是一个不合理的过程，也是设计建造过程中低级错误难以消除的原因。现代信息化技术和三维设计技术的发展，使得回归符合思维习惯三维的设计成为可能。有数据表明，过去40年中，由于信息技术的发展，美国的大多数行业生产效率（非农业行业）几乎翻了一倍，但是，工程建设行业的生产效率实际还略有下降。其实这是一个全球性的问题，更多直观的数据表明这种低效率在工程建设行业发达的国家都有体现。当然，造成这种局面是工程建设行业的行业特性决定的，这就是造成工程建设行业的低效率的四个主要方面：割裂的行业结构：工程建设行业有许多规模小、专业化、关联的参与者，几乎没有纵向的集成。在这种情况下建立的工程建设行业信息交流机制和规范，已经过时而障碍生产的发展。（要求信息交流机制和规范的改变－基于三维模型的交流可以极大提升交流的效率）信息流失多年以来，行业内参与者均采用纸质介质交换信息，但是纸质介质不能承载更多的数字信息，而这些信息在已经数字化设计中产生。（要求信息传递方式的改变）信息传递失误二维图纸抽象出的项目表达信息的不够明确是固有的，可以从多方面进行解释，很容易产生误解和错误。（三维设计可以充分改进这种现状）注重成本而不是价值过去更多关注最初的建设成本而不是创造出的价值。（需要更多和更方便的方案比对优化，同时使全工程建设生命周期的成本降低－三维设计模式）以上数据从行业对比和行业特性分析中，可以找到提升工程建设行业生产效率的一个方向。现代信息技术的发展使得解决上述问题成为可能。而解决整个工程建设行业低效率的主要方案是把设计－施工－管理过程集成在一起。美国斯坦福大学设施集成工程中心把此定义为实现多专业的“POP”模型，包括：产品（Product）－建筑物、结构、管道、生产线组织（Organization）－设计、施工、管理队伍过程（Process）－用于建造设施的工作过程由此发展出到目前工程建设行业广泛接受的BLM（建设工程全生命周期管理）和BIM/CIM（基于三维信息模型的设计）方法,它使全球业界专家对如何将技术应用于设计、施工和管理的思维方式发生了变化。Autodesk的BLM系统可帮助对组织和过程构建模型，同时与BIM/CIM结合可支持POP方法中所设想到的项目的所有方面。BLM和BIM/CIM为全球工程建设行业带来生产力和生产效率已得到广泛认同。BLM的核心是BIM/CIM。BIM/CIM是业界于2002年推出的一种用于建设工程设计、施工和管理的创新方法。其核心是通过三维设计获得工程信息模型和几乎所有与设计相关的设计数据，可以持续即时地提供项目设计范围、进度以及成本信息，这些信息完整可靠，质量高并且完全协调。通过工程信息模型可以使得：1）交付速度加快（节省时间）2）协调性加强（减少错误）3）成本降低（节省资金）4）生产效率提高5）工作质量上升6）收益和商业机会增多7）沟通时间减少在建设工程生命周期三个主要阶段（即设计、施工和管理）的每个阶段中，建设工程信息模型均允许访问以下完整的关键信息：1）设计阶段—设计、进度以及预算信息2）施工阶段—质量、进度以及成本信息3）管理阶段—性能、使用情况以及财务信息以参数化三维模型为基础的BIM方法的价值使用BIM（三维信息模型）方法可以使规划、设计（初步设计、技术设计、施工图）、竞标、建造、经营、管理各个环节信息连贯一致，包括设计与几何图形、成本、进度信息等。该方法以参数化三维模型为核心，原理是尽可能将建设工程过程中的修改提前到项目前期（施工以前），同时使建设全过程（方案、设计、建造、营运）的信息保持一致。具体将内容包括：BIM涵盖了全面的信息可以有效的访问有关设计与几何图形、成本、进度信息，所有这些关键信息均可立即获得，从而可以更快更有效地制定项目相关决策。BIM降低设计和文档的工作量和错误允许项目团队在设计或文档编制过程中随时对项目做出更改，三维工程模型能自动关联协调二维图纸的不当表达和疏漏，省去了繁重、低价值的反复协调与人工检查工作，提高检查质量。这使项目团队可将更多时间投入项目关键问题。BIM更加方便修改和减少修改错误BIM模型只要对项目做出更改，由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调。创建关键项目交付件（例如可视化文档和管理机构审批文档）更加省时省力，因此可以更快更好地交付工作，信息模型提供的自动协调更改功能可以消除协调错误,提高工作整体质量。BIM为施工阶段提供更多信息，提高效率、节约成本、更易沟通可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。施工人员可以促进建筑的量化，以进行评估和工程估价，并生成最新评估与施工规划。计划产出结果或实际产出结果易于分析和理解，并且施工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划，从而和业主进行沟通，将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。还能提高文档质量，改善施工规划，从而节省施工中在过程与管理问题上投入的时间与资金。最终结果就是，保障施工的顺利完成，提高工程质量，能将业主更多的施工资金投入到建筑，而非行政和管理中。BIM在工程建设生命周期的管理阶段的价值BIM可同步提供有关建筑、设备使用情况或性能已用时间以及财务方面的信息。工程建设模型可提供数字更新记录，并改善搬迁规划与管理，以及重要财务数据。这些全面的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。同时还将用于例如搬迁管理、环境分析、能量分析、数字综合成本估算以及更新阶段规划。BIM技术概述工程投资是一个典型的具备高投资与高风险要素的资本集中的过程，一个质量不佳的建筑工程不仅造成投资成本的增加，还将严重影响运营生产，工期的延误也将带来巨大的损失。不幸的是，基于当前设计的不严谨、劳动密集的技术环境下，建筑工程总是伴随着不可避免的错误、延期交付和超预算。贯穿于规划、设计与建造过程中的建筑信息模型（BIM）技术呈现出巨大的机会，改善上述因为不完备的建造文档、设计变更或不准确的设计图纸而造成的每一个项目交付的延误及投资成本的增加。BIM不仅使得团队在实物建造完成前预先体验工程，更产生一个职能的数据库，提供贯穿于建筑物整个生命周期中的支持。BIM的优势主要体现在以下几个方面：实施：在建造之前获得对项目完整的理解。在BIM的投资将改善数据的重复利用及改进在旷日持久的过程中才可能发现的正确的设计方案，使得按时在预算内交付。借助卓越的发现与搜索工具，实行高效快速的设计交流审查，是确保项目实施速度的保障。这个加速交流审核的过程需要包括项目设计之外，延伸的合作团队，以进一步改善设计方案的品质。沟通：创建一个每个人都可以非常容易观察、探究和理解的3D模型。BIM使得团队合作更为有效，这是因为与设计师沟通其设计意图更为便捷，更方便与承包、分包团队及他们的供应商、合作伙伴、客户讨论、审核，减少交流时间，提高大家对项目理解的共识从而使项目更好更快得完成。检查：在建造前，发现并解决设计方案中潜在的不合理预算投入和设计过程中的疏漏。在一个典型的项目中，在BIM数据模型环境中检查干涉，将设计错误在成为现实问题之前发现并锁定，可以依据信息，实质地排除，这将节省总投资的2-3%或更多。模拟：因在建造已经把整个施工模拟出来，真正施工过程中一切均在计划之中。BIM对任何人而言，消除了不可预见的错误，有效管理了他们的责任。BIM可以很容易模拟真实施工过程。项目模型成为连接时间、费用和任何数据信息的网络数字信息中心，这给出了一个项目的全貌。保证工程按计划顺利实施和按时交付。BIM在施工阶段的应用价值分析作为建设项目生命周期中至关重要的施工阶段，BIM的运用将为施工企业的生产带来深远的影响。减少返工，降低成本、增加效率，低碳施工BIM在施工阶段为施工企业带来几个方面的影响：设计效果可视化在利用专业软件为工程建立了三维信息模型后，我们会得到项目建成后的效果作为虚拟的建筑，因此BIM为我们展现了二维图纸所不能给予的视觉效果和认知角度，同时它为有效控制施工安排，减少返工，控制成本，创造绿色环保以及低碳施工等方面提供了有力的支持。模型效果检验以往做设计尽管考虑得比较周到，但是还有一些地方有遗漏。不同专业、不同系统之间的错漏缺将严重影响到施工设计和成本。一般情况下，施工设计人员会对施工前进行管线设计并解决大量的管线碰撞问题。二维图纸往往不能全面反映个体、各专业、各系统之间碰撞的可能；同时由于二维设计的离散行为的不可预见性，也将使设计人员疏漏掉一些管线碰撞的问题，因此我们可以在管线综合平衡设计时，利用BIM的可视化功能进行管线的碰撞检测，将碰撞点尽早地反馈给设计人员，为实际解决问题提供信息参考，在第一时间尽量减少现场的管线碰撞和返工现象，以最实际的方式体现降本增效，践行低碳施工的理念。现在出深化设计施工图的时候，我们通常是在模型检验通过以后，才用模型导出来施工图，这样，各方面的施工就不会再有碰撞的问题。4D施工模拟、施工监控以往我们做四维施工的模拟是用3DMAX来做，做完后并没有起到实际指导施工的作用。现在用BIM模型，它可以多次使用，我们可以利用模型来做预制加工，提高工作效率，也方便日后业主的维修维护，从而起到数据信息共享的作用。将BIM模型与建筑信息相结合，即可实现四维模拟。通过它不仅可以直观地体现施工的界面、顺序，从而使总承包与各专业施工之间的施工协调变得清晰明了；而且通过四维施工模拟与施工组织方案的结合，能够使设备材料进场，劳动力配置，机械排版等各项工作的安排变得最为有效、经济。设备吊装方案及一些重要的施工步骤，现在都可以用四维模拟的方式很明确地向业主、审批方展示出来。在施工质量与进度控制方面，BIM也可以发挥巨大作用，在施工过程中，还可将BIM与数码设备相结合，实现数字化的监控模式，更有效地管理施工现场，监控施工质量，这种模式使现场管理人员不用花费大量的时间进行现场的巡视监控，而是腾出更多的精力用于对现场实际情况的提前预控和对重要部位、关键产品的严格把关等准备工作。这不仅提高了工作效率，减少了管理人员数量，还可以帮助管理人员尽早发现并防止质量问题的发生。同时，工程项目的远程管理成为可能，项目各参与方的负责人都能在第一时间了解现场的实际情况。数据共享，协调管理BIM技术的运用可以提高施工预算的准确性，对预制加工提供支持，有效地提高设备参数的准确性和施工协调管理水平。充分利用BIM的共享平台，可以真正实现信息互动和高效管理。第一，BIM模型被誉为参数化的模型，提高了施工预算的准确性。在建模的同时，各类的构建就被赋予了尺寸、型号、材料等约束参数。由于BIM是经过可视化设计的环境反复验证和修改的成果，所以由此导出的材料设备数据有很高的可信度，应用BIM模型导出的数据可以直接应用到工程预算中，为造价控制、施工决算提供了有力的依据。以往，施工决算都是拿着图纸测量，现在有了BIM模型以后，数据完全自动生成，做决算、预算的准确性大大提高了。各施工单位会将大量的构件，如门窗、钢结构、机电管道等进行工厂化预制后再到现场进行安装，运用BIM导出的数据可以极大程度地减少预制架构的现场测绘工作量，同时有效提高了构件预制加工的准确性和速度，使原本粗放性、分散性的施工模式变为集成化、模块化的现场施工模式，从而很好地解决了现场加工场地狭小、垂直运输困难、加工质量难以控制等等问题，为提高工作效率、降低工作成本起到了关键作用。以往做预制加工都是在现场测绘，所以准确性很有问题。现在根据正确的已检验好的模型来做预制加工，并利用软件绘制预制加工图，把每个管段都进行物流编号，进行后厂加工，是一个很好的解决方案。第二，BIM可以有效地提高设备参数复核的准确性。在机电安装过程中，由于管线综合平衡设计，以及精装修时会将部分管线的行进路线进行调整，由此增加或减少了部分管线的弯头数量，这就会对原有的系统复核产生影响。通过BIM模型的准确信息，对系统进行复核计算，就可以得到更为精确的系统数据，从而为设备参数的选型提供有力的依据。第三，BIM使施工协调管理更为便捷。信息数据共享、四维施工模拟、施工远程的监控，BIM在项目各参与者之间建立了信息交流平台，尤其是结构复杂、系统庞大，功能众多的建筑项目，各施工单位之间的协调管理显得尤为重要。有了BIM这样一个信息交流的平台，可以使业主、设计院、顾问公司、施工总承包、专业分包、材料供应商等众多单位在同一个平台上实现数据共享，使沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更为有效。利用BIM这一先进的信息创建、管理和共享技术，设计、采购、施工管理等各个团队的表达沟通、讨论、决策会更加便捷；项目的所有成员从早期就开始进行持续协作，各方不局限于关心自己的本职工作，而是都能因为项目的成功而获得更高的利益，创造更大的利润，从而达到技术和经济指标双赢的状态。据Autodesk公司的统计，利用BIM技术可改善项目产出和团队合作79%，三维可视化更便于沟通，提高企业竞争力66%，减少50%～0%的信息请求，缩短5%～10%的施工周期，减少20%～25%的各专业协调时间。BIM的工程管理模式是工程模式，是创建信息、管理信息、共享信息的数字化方式，是建设行业数字化管理的发展趋势，它对于整个建筑行业来说，必将产生更加深远的影响！郑州市中心城区地下综合管廊惠济花园口镇项目BIM应用方案郑州市中心城区地下综合管廊惠济花园口镇项目对的BIM各项指标要求，项目部针对性地做出如下应用方案：加强项目设计与施工的协调在得到设计单位提供的BIM模型之后，我们将利用三维BIM模型结合二维CAD图纸，对整个项目进行综合会审。通过对BIM模型的任意剖切、透视、漫游等操作，直观、高效的完成对整个项目的理解。在现有设计模型基础之上增加施工措施内容，通过综合图纸会审，验证施工方法的可行性；通过对钢构节点及装饰等内容的深化设计，提供加工详图及节点应力应变分析，保证设计意图的实现。减少施工现场碰撞检查BIM设计模型已经对各专业之间进行了碰撞检查、管线综合等操作，我们将再进一步进行检查，一方面是检查可能疏漏的碰撞，另一方面主要是考虑施工现场的因素对模型进行检查调整。例如，因为机电空间等要求，可能需要改变重新调整管线的位置等，并将调整更新到BIM模型。以及我们还可以根据施工进度及场地的安排，对项目局部进行基于时间的碰撞检查。优化施工进度计划及流程利用经过深化设计的BIM模型，再结合我们针对郑州市中心城区地下综合管廊惠济花园口镇项目制定的施工组织、施工进度计划等，对整体项目进行4D施工模拟，及局部施工工艺模拟，通过生动形象的动画来探讨施工的合理性，并对不合理的地方及时做出优化调整方案，这相当于在项目实际建造之前，对整体施工过程进行了一次彩排，同时也让项目相关人员直观地了解了项目的