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摘 要 针对工期短、業主要求高、设计变更频繁、管网复杂等重难点，本项目采用BIM技术，进行三维建模、管线综合调整及净空优化控制、出留洞图、重点部位装饰装修和安全疏散模拟等工作，并进行了相应的分析研究。最后对BIM技术在本项目的应用探讨做出了结论。
关键词 BIM 技术；三维建模；出留洞图；疏散模拟
前言
BIM（Building Information Modeling）这个概念最早是在2002年提出，自此以后BIM技术开始在全球范围内广泛传播。BIM技术自2003年引入我国以来，在建筑工程领域获得了极大地发展，越来越多的项目都在采用BIM技术。
本文结合许昌教育科普基地项目，探讨BIM技术在实际施工过程中的应用，希望本文能为BIM技术在实际施工中应用的发展提供一定的借鉴作用。
1 工程概况
本项目位于许昌市东城区青梅路以东、南海路以南、竹林路以西科技广场以北，是一个集科教、展览、旅游、休闲等功能于一体的公共休闲场所。本项目规划总用地面积55679㎡，总建筑面积72823.77㎡，结构类型为框架结构。
2 工程重难点
2.1 工期短，业主要求高
依照招标文件要求，许昌科普教育基地的工期仅为730天，并且要求该项目最终要确保能获得中州杯，争取获得鲁班奖。如何在这么短的时间内保证质量的完成这个项目，也为施工单位的一大难题。
2.2 任务量大，设计变更频繁
本项目共有2969根桩，桩基成孔量约8万立方米，所有桩都为钻孔灌注桩。整个工程土方工程量约为25万立方米。此外，由于该项目结构比较复杂和建设方要求的一些变化，设计图纸不断更新，开始施工以后图纸也还在更新，给整个施工带来了很大的麻烦[1]。
2.3 管道类型多，管网复杂
科普教育基地不同于一般的民用建筑，整个项目水电系统十分复杂，比一般的建筑增加了很多新系统，特别是海洋馆因为要养海洋生物，里面还包含有许多工艺给排水管道。与此同时，由于还要吊顶，整个项目对每层净空高要求相对较高，对于水电专业的施工来说更是难上加难。
2.4 项目需要精装修
本项目按照合同规定需要进行精装修，并且属于公共项目，装饰工程的好坏也会严重影响整个许昌市的公共形象。因此，合同中对装饰工程的要求相当严格。装饰工程分部、分项工程较多，工序复杂，其他专业交叉作业多，经常发生因为赶工期导致工程质量等问题。
鉴于以上一系列难题的存在，为了保证工程的顺利施工，减少施工过程中的没必要的失误和返工，本项目决定采用BIM技术，对整个项目的施工管理过程进行全面辅助和指导[2]。
3 BIM技术应用实践
3.1 三维建模
由于本项目的复杂性，设计院提供的CAD图纸因其自身二维的局限性，施工单位仅仅根据平、立、剖图纸很难确定出复杂构件的空间位置和特性，水电管道的实际标高和自身碰撞问题也难以发现，各专业之间的碰撞交叉问题更是无从发现。利用Revit2014软件建立三维建筑、结构、管道模型可以全方位反映出本项目各个构件的尺寸、材质，各个构件之间的空间位置关系也可以精确反映出来，建模的过程也是对CAD图纸进行全方位检查的重要过程，在建模过程中发现CAD图纸问题也可以提前和甲方和设计单位进行沟通，以免影响以后整个项目的顺利施工。
本项目在建模时首先将CAD图纸导入Revit2014，创建标高和轴网模板，利用创建好的标高和轴网模板再创建出三个模型的样板文件，确保三个模型共用一套轴网，以便于后续的模型整合和碰撞检查。创建好三个样板文件以后就可以分专业组织技术人员快速建模[3]。
3.2 管线综合调整及净空优化控制
设计院提供的CAD图纸各专业之间都是独立绘制的，各专业间不可避免地会出现碰撞问题，机电专业内部的碰撞问题也是大量存在。各专业三维模型创建完成后整合到一起进行碰撞检查，就可以及时发现这些问题的存在。在三维模型进行碰撞检查后发现碰撞主要分为以下几个部分：
（1）同系统管道间的碰撞，如冷媒管与送风管道间的碰撞；
（2）不同管道类型间的碰撞，如排风管道与桥架间的碰撞；
（3）管道和机械设备间的碰撞，如排风管道与送风管道间的碰撞；
（4）管道和结构间的碰撞，如排风管道和新风管间的碰撞；
（5）管道和建筑间的碰撞，如喷淋管和桥架间的碰撞。
这些碰撞很大一部分施工单位可以直接修改，有些碰撞需要进行重大调整则需要跟设计单位进行沟通以后才能操作。因为本项目需要吊顶，所以对净空的要求比较高。在做碰撞检查的过程中就发现如果按照设计院给定的标高，地下室的送风管和桥架发生碰撞，并且无法满足地下室净高要求。经与设计单位及时协调以后进行了调整（见图1），既符合设计规范要求，又满足了甲方对净空高的要求，还避免了以后施工过程中的失误和返工。
3.3 出留洞图
经过碰撞检查调整后的管道跟原来的CAD图纸也存在一定的偏差，再根据设计院提供的图纸确定预留洞口位置也不太合适。预留洞口的位置一旦出现偏差，以后再进行返工，会造成大量的人力、物力的浪费，有些时候还会影响人防工程的验收。
本项目利用Revit2014软件中的自动出图功能，结合橄榄山插件输出包含预留洞口类型、尺寸、位置等信息的二维留洞图，然后交由设计单位审核，得到设计单位和甲方同意以后为现场施工直接使用。现场施工人员依据留洞图就可以快速精确定位洞口，十分方便。留洞图得到了现场各专业施工人员的一致认可，大大加快了施工进度。
3.4 装饰装修
利用Revit2014建好的三维模型，在此基础上选择重点部位进行了装饰模型的建立。这些重点部位包括卫生间样板、科技馆一层、海洋馆一层、青少年宫二层、地库商业区等。利用Revit2014进行装饰建模还可以快速统计面砖、灯具等材料的种类和数量，将建好的装饰模型导出成fbx格式然后再导入3DsMax还可以对模型进行效果图的渲染。
3.5 安全疏散模拟
本项目采用Pathfinder软件，将简化后Revit模型导入之后进行分析模拟，模拟时采用SFPE模式，在这种模式下人员会自动选择最近的出口进行疏散，疏散过程如图2所示。科技馆模拟结果的疏散时间是98.5s，取安全系数为1.1，可得科技馆疏散时间tREST为：
tREST=（tdet+tresp+tmore）×1.1=（10+10+98.5）×1.1=130.35s
通过对疏散模拟过程和结果的分析，施工人员可以调整逃生警示牌的安放位置，工作人员也可以根据这个模拟在科技馆正式投入运行以后进行疏散演习，有效保障馆内人员的生命财产安全[4]。
4 结论
由于BIM技术在许昌科普教育基地施工过程中的应用实践，施工单位在保证施工质量的前提下避免了大量的失误和返工，施工效率得到了快速提高，施工成本也降低了很多，为本项目提供了极大的经济和技术价值，也为BIM技术在实际施工中应用的发展提供了宝贵的经验财富。
参考文献
[1] 何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术，2010，，2（4）：110-117.
[2] 李云贵，邱李宁，王永义.我国B1M技术研究与应用[J].铁路技术创新，2014，（2） ：36-41.
[3] 赵雪锋，姚爱军，刘东明，等. BIM技术在中国尊基础工程中的应用[J].施工技术，2015，44（6） ：49-53.
[4] 王朝阳，刘星，张臣友. BIM技术在武汉中心项目钢结构施工管理中的应用[J].施工技术，2015，44 （6） ：40-45.