一、立項原因

BIM是建筑信息模型的簡稱，它的核心是通過建立虛擬三維模型，利用數字化技術將工程項目進行可視化的呈現，將原來的二維圖紙升級成為5D模型，通過優化施工過程，做到多效協調管控，達到為項目增值的目的。

BIM技術具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點，它可以運用于施工場地分析、建筑策劃、方案論證、性能化分析、工程量統計、管線綜合、施工進度模擬、施工組織模擬、建筑系統分析等施工全生命周期的各個階段。建筑工程中應用BIM技術，打造智慧化工地，有助于提高設計和施工人員的工作質量以及工作效率，也項目各方的溝通提供了可靠的依據。

應用BIM技術進行工程項目的信息化管理，構建工程信息模型,發揮其在項目策劃、設計、施工、運維等方面的重要作用，在推動建筑行業的科學發展上起著至關重要的作用。

二、研究內容及創新點

我們以“同弘朗庭”、“同錦世家”、“雙創中心”三個項目為例，通過BIM技術分別創建建筑、結構、機電MEP模型，并對三者進行關聯組合，發現建筑同建筑、建筑同結構、結構同機電相互之間的沖突關系，從而優化實施方案，主要通過以下幾個方面進行實施：

1. BIM三維場地布置

   通過運用廣聯達場布軟件創建了建筑模型以及場地模型，并將工程周邊及現場的實際環境信息放到模型中，建立直觀的三維施工場地平面布置模型。參照工程進度計劃，形象直觀地模擬各個階段的現場情況，靈活地進行現場平面布置，實現現場平面布置合理、高效。通過將施工現場中的臨設、生產操作區域、辦公生活區、材料堆放區等以動態的方式進行合理布局，優化施工場地布置方案，模擬大型機械的安裝使用覆蓋范圍，提高現場機械設備的覆蓋率，降低運輸費用及材料二次搬運成本。

    

    

    

                                        

    

                                                                      BIM施工場地布置

   
   

                    

    

   BIM施工場地布置

    

  施工區域布置

施工場地整體布置

（2）BIM施工資源管理

通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與實踐信息整合在模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程和虛擬形象進度，對項目施工進行精確計劃、跟蹤和控制，動態地分配各種施工資源和場地，實時跟蹤工程項目的實際進度，并通過計劃進度與實際進度進行比較，隨時隨地三維可視化監控進度進展，對于施工進度提前或者延誤的地方用不同顏色高亮顯示，做到及時預警，及時分析偏差對工期的影響程度以及產生的原因，采取有效措施，實現對項目進度的控制，保證項目能按時竣工。優化使用施工資源以及科學的進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質量進行統一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質量。

通過該模型，計算、模擬和優化對應于項目各施工階段的勞務、材料、設備等的需用量，從而建立勞動力計劃、材料需求計劃和機械計劃等，在此基礎上形成項目的計劃成本，其中材料需求計劃的準確性、及時性對于實現精細化成本管理和控制至關重要，并以此為依據指導采購，避免材料資源堆積和超支。

根據形象進度，利用BIM模型自動計算完成的工程量并向業主報量，與分包核算，提高計量工作效率，方便根據總包收入控制支出進行。

在施工過程中，及時將分包結算、材料消耗、機械結算在施工過程中周期地對施工實際支出進行統計，將實際成本及時統計和歸集，與預算成本、合同收入進行三算對比分析，獲得項目超支和盈虧情況，對于超支的成本找出原因，采取針對性的成本控制措施將成本控制在計劃成本內，有效實現成本動態分析控制。

同弘朗庭主體結構施工模擬

同弘朗庭進度款支付統計

（3）BIM管線優化布置

通過創建建筑、結構、機電模型，將三者進行協同，便可發現建筑與建筑之間，建筑與結構之間，結構與機電工程之間存在的碰撞問題，結合施工進度計劃，并能發現各個施工班組之間的交叉作業、節拍施工錯誤等問題，并及時進行綜合調整。

在同煤雙創中心項目中，我們應用了BIM管線綜合布置技術，由于綜合實驗樓地下車庫主體結構梁與送回風管尺寸較大，按照二維圖紙排布后只能壓縮地庫凈高，導致地庫車輛無法出入，浪費地庫使用空間，我們通過制作地庫三維機電模型，將地庫主、次梁與風管放在同一維度空間內進行數據測量。原地庫風管走向大多通過地庫主梁（600*1600、600*1500），經過調整后，將原有主梁下風管移至次梁中間，整個地庫遵循依次避讓原則，盡可能使梁下空間得到充分利用，避免管道穿過主體結構，對主體結構進行開洞。應用BIM技術后，成功將地庫凈高控制在2.8m的位置，在 BIM 模型中可以直觀的看到地下各專業管線之間空間走向和布置，綜合考慮各類專業管線大小和空間位置預留，合理的利用有限的地下空間，達到設計要求。

我們按照BIM模型將地庫管道碰撞的節點進行適當的翻彎處理，并參考給排水、消防、電氣、通風等專業規范，將各專業管道有序排列并留有一定的檢修空間，形成最終施工模型，再將三維模型轉化為不同專業的二維圖紙，將圖紙分發到各施工單位手中，施工單位按圖施工，既可以明確自己的施工位置，又可以提前掌握下料長度，這樣既節省了工期，又提高了施工效率。

利用BIM技術進行3D協調

同煤雙創中心管線碰撞檢查

同煤雙創中心實際施工管線

1. BIM砌體排磚應用

   利用BIM技術于施工前將所有砌塊、圈梁、構造柱、導墻、頂磚、門窗洞口及過梁的空間位置預先做好定位及統計，同時，將非標準砌塊、非標準構件提前由工廠加工好，并將所需構件、材料有針對性的提前運輸至相應區域，以達到對項目施工實現精細化管理，節約施工材料耗損率、降低施工成本等目的。

   利用BIM三維模型，直觀展示砌體排布方案，并出具排磚圖，嚴格要求按圖砌筑，使墻體錯縫更加工整、美觀，避免因技術方案交底不清造成的損失。

                              

   采用Revit軟件建立BIM模型

    

    

   排磚圖（CAD格式）

    

    

   同弘朗庭施工現場排磚圖

    

    

   （5）BIM場景渲染技術

   利用BIM場景渲染技術，模擬了“同弘朗庭”小區建成后的場景，合理地設計了小區的景觀布置，自動將BIM模型數據導入到分析軟件進行綠色建筑分析、風環境分析、日照分析以及耗能分析等，通過這種方式能夠快速地進行各種分析和實際情景模擬。

   BIM場景渲染技術可用于建筑規劃和設計等方面，通過在電腦上創建虛擬現實，傳遞現場演示，達到建筑可視化效果。

                                            

   同弘朗庭北立面全景

                                            

   同弘朗庭小區大門

    

                                        

   同弘朗庭小區夜景俯視

    

                         

   同弘朗庭地下車庫效果

    

    

    

   雙創中心外立面效果

    

   雙創中心大廳導臺效果

    

   三、應用情況及經濟效益分析

   我公司將該項新技術成功地應用在了“同弘朗庭”項目、“同錦世家”項目和“雙創中心”項目中，為項目的順利開展提供了有效保障。

   以“同錦世家”項目為例，通過BIM三維場地布置，在施工前項目部進行了合理的場地布置規劃，節省人工費5000元，材料費10000余元。

   以“雙創中心”項目為例，通過BIM優化管線布置，機電施工的損耗率（ 結合定額測算后損耗率為5%）

   同煤雙創中心地庫全專業安裝工程造價約700萬；

   材料損耗金額=7000000*5%=350000元；

   BIM管線綜合節省90%損耗，節約工期7天；

   BIM管線綜合最終實現經濟效益=350000*90%=315000元。

   以“同弘朗庭”通過BIM施工資源優化，本工程縮短工期25天，每棟樓的費用降低1%。按照每棟樓的土建成本1500元/㎡計算，本項目地上地下建筑面積共8.8萬㎡，僅土建部分就可節約成本132萬。

   采用BIM技術排磚后，和以往傳統模式相比，砌塊損耗減少3%，全樓按預算需使用砌塊1231方，按以往經驗需多購入5%的砌塊，采用BIM技術排磚后砌塊只多購入2%。比以往節約砌塊約37方。砌塊價格為180元/m3，共計節省材料費6600元。二次倒運每層減少人工2個。1#樓共27層，節省人工27 ×2=54個人工，每個工260元，共計14040元。

   同弘朗庭住宅小區項目1#樓的二次結構共計節省成本14040+6600=20640元，同弘朗庭共4棟樓，BIM排磚共計節約8萬余元。

   通過BIM場景渲染技術增強了施工的可視化操作和實施效果檢查，為工程項目增添了科技感。

   綜上所述，2019年我公司運用BIM技術進行項目管理，共計節約資金170余萬元，縮短工期近30天。

1. 總體性能指標與國內外、集團公司內其他單位技術的比較

   目前BIM技術在大同市建筑行業中屬于一項熱門技術，但能夠開展該項技術的單位并不多，在集團公司內更是獨樹一幟。我公司為積極拓展新技術的應用，專門建立了BIM技術攻關小組，日后將對各項土建工程，乃至礦井機電建設中的施工方案作出有效指導。

   五、存在的問題及成果推廣應用前景

   我公司將繼續對該項技術進行深入研究，結合目前的主流應用，拓展BIM+二維碼技術交底模式和BIM+無人機監控現場模式，通過二維碼三維動畫交底，動態演示關鍵工序施工過程，實現施工項目的質量、安全、進度、資料等管理均可在手機端進行實時監控、全程跟蹤。

   在投標時：協助業主快速做出三維策劃圖，快速獲取評標專家的好感，如果有BIM加分項還能獲得額外加分，如果有述標環節還能制作路線漫游和航拍視頻，給述標環節增加亮點。

   在策劃階段：協助業主進行可視化的策劃設計，所見即所得的策劃，有效規避策劃問題帶來的不必要的損失，便于我們策劃階段從技術和經濟兩個緯度的合理性進行實時的分析。

   施工階段：通過虛擬施工，航拍視頻以及視點保存及增加備注的方式，形象的向領導或甲方匯報當前的施工情況。采用三維可視化三維模型進行交底，可以讓施工人員更容易理解施工節點做法，有利于確保工程質量。在施工前，利用三維模型，對關鍵工序進行施工模擬，進行工程施工流程的預先建造仿真，采用虛擬建造平臺，確保了施工過程中的可靠性和準確性。

   運營階段：協助物業單位對建筑信息進行運營維護管理，針對建筑物原始信息記錄、建筑使用情況或性能、入住人員與容量，機械通風系統、照明系統、水力平衡系統、電梯系統、視頻監控系統等，物業管理人員可以通過3D平臺更直觀、清晰的了解樓宇信息、實時數據等相關節能情況，通過BIM運維管理平臺進行高效的運營管理。

    

    

    

    

   晉能控股煤業集團宏遠工程建設有限責任公司

   2021年8月17日