BIM技術在醫(yī)學院項目的應用

1、BIM技術在齊齊哈爾醫(yī)學院大學生活動中心項目的應用【摘要】齊齊哈爾醫(yī)學院大學生活動中心項目，結構復雜，斜柱、弧形梁等異形構件多，質量要求高，有必要利用BIM技術解決施工中的難題。本文以醫(yī)學院大學生活動中心項目為例，運用BIM技術輔助項目管理，通過Revit、Navisworks和BIM5D平臺等軟件實現(xiàn)三維場地布置與模擬、碰撞檢查與優(yōu)化、可視化交底與樣板策劃、凈高分析及控制、BIM+無人機進度管理、VR安全教育、全景技術、BIM5D現(xiàn)場管理等BIM技術應用，探討了BIM技術在項目施工過程中的運用，提高了項目管理效率，降低了工程的施工成本，有效避免了工程返工，實現(xiàn)了項目信息化管理?！娟P鍵詞】BI

2、M技術、圖紙會審、場地策劃、方案優(yōu)化、全景技術0引言當前BIM技術在一些大型公共建筑和超高層建筑施工過程中取得了較好的效果，主要應用體現(xiàn)在：建立三維建筑結構模型、多專業(yè)管線碰撞檢查、復雜節(jié)點深化設計、施工進度動畫模擬、施工進度控制及場地布置等等【1】。沈維龍【2】運用BIM技術對某大型商業(yè)綜合體進行了日照分析和管線綜合應用；曾波等【3】結合天津天匯中心項目，介紹了BIM技術在大型綜合體工程只能建造中的應用。齊齊哈爾醫(yī)學院大學生活動中心項目作為一棟綜合性體育館，造型復雜，異形構件多，施工難度大，非常有必要采用BIM技術貫穿施工全過程，減少施工成本，提高工程質量。本文以醫(yī)學院項目為例，運用BIM技

3、術輔助項目管理，通過場地模擬，可視化交底，凈高分析，VR安全教育,BIM5D安全質量管理等BIM技術運用，對項目施工中的難點和解決方案進行探討。1 工程概況1.1項目簡介齊齊哈爾醫(yī)學院大學生活動中心工程位于齊齊哈爾市建華區(qū)卜奎北大街齊齊哈爾醫(yī)學院內(nèi)，為一棟綜合性體育館，框架結構，屋面為網(wǎng)球型鋼結構屋面，總建筑面積約16500，看臺座位總數(shù)5190個，建筑總高度23.8m，如圖1所示。圖1 齊齊哈爾醫(yī)學院大學生活動中心效果圖1.2工程特點與難點本工程作為齊齊哈爾市重點工程，以中國建設工程“魯班獎”為目標。對于項目的技術含量、建設質量都提出了嚴格的標準及要求。結合項目特點，醫(yī)學院活動中心項目工程難

4、點體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）本工程為異型結構， 34根斜柱成放射狀，各斜柱傾斜角度不一，施工難度大。（2）項目位于校園內(nèi)，施工場地狹小，需要采用BIM技術對場地進行合理規(guī)劃。（3）機電安裝專業(yè)多，管線復雜易交叉碰撞；（4）多專業(yè)的總包管理，大穿插施工，有必要采用BIM5D平臺進行質量、安全、進度等綜合管理。2 BIM組織與應用環(huán)境2.1 BIM應用目標（1）項目策劃：對場地布置等提前BIM策劃模擬，提高場地布置的合理性。（2）深化設計：對機電管線、管井機房等方面做好BIM深化設計。（3）項目管理：對方案模擬、項目管理整體進度管理、成本管理、質量安全管理等做好BIM管理工作。（4）增強競爭力：通

5、過公司層面與項目部層面相結合，提升BIM團隊綜合素質。2.2 實施方案基于本項目BIM應用特點，通過BIM技術解決施工總平面布置、樣板策劃、圖紙會審、現(xiàn)場技術交底、方案優(yōu)化、綜合管控（進度、質量、安全、成本）等多方面問題，為工程成功實施提供BIM技術支撐，提高建造效率，有效降低項目建造成本。2.3 團隊組織為有效解決本工程的施工難點，保證創(chuàng)優(yōu)目標的順利實現(xiàn)。根據(jù)項目特點組建BIM實施團隊，由集團公司BIM中心、工程公司BIM中心、項目部BIM團隊共同組成，實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同合作。2.4 應用措施本項目利用BIM5D平臺，將結構、建筑、機電安裝、工程進度、質量、安全、成本統(tǒng)一集成到平臺中實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通

6、互聯(lián)，與項目日常管理密切相關聯(lián)。2.5 軟硬件環(huán)境為保證項目的順利實施，我公司為本項目配備充足的軟硬件，主要包括Revit、Navisworks、Fuzor、Lumion、廣聯(lián)達BIM5D等軟件與無人機、VR設備、移動終端設、高配臺式機、高清投影儀等硬件。具體軟硬件配置見下表1、表2所示。表1軟件配備一覽表序號軟件名稱軟件用途1AutoDesk Revit2018建筑、結構、機電建模2Navisworks Manage2018碰撞檢查，施工模擬展示3Fuzor2018、Lumion2018動畫展示4廣聯(lián)達BIM5DBIM集成協(xié)同工作平臺5Tekla20.0鋼結構建模表2 硬件配備一覽表序號硬件

7、名稱應用功能1無人機航拍、點云模型2HTCVIVE安全技術交底3高配臺式機模型創(chuàng)建、多專業(yè)模型整合、全景創(chuàng)建等4高清投影儀模型展示便于與建設、監(jiān)理單位溝通5移動設備現(xiàn)場質量、安全巡檢3、BIM應用3.1 BIM建模本工程建模以設計施工圖為基礎，依據(jù)總平面圖紙建立項目統(tǒng)一的軸網(wǎng)和標高，依據(jù)各專業(yè)圖紙建立相關模型，整體模型精度達到LOD300，細部節(jié)點模型精度達到LOD350。3.2 場地布置及模擬前期現(xiàn)場策劃對辦公區(qū)，生活宿舍、材料堆放、材料加工、塔吊等施工設施結合現(xiàn)場實際場地，利用集團公司統(tǒng)一族庫進行部署，在Fuzor軟件下進行場地模擬【4】，如圖2所示，提前辨識項目塔吊碰撞、易燃易爆危險區(qū)、

8、場地道路無安全防護措施等危險源，減少了安全隱患。圖2 三維場地布置3.3 碰撞檢查與優(yōu)化本工程造型復雜，異形構件較多，采用BIM技術進行碰撞檢查提前發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題，及時與設計單位溝通反饋【5】，發(fā)現(xiàn)結構圖紙問題45條，建筑圖紙問題36條，并在圖紙會審時全部得以解決，解決機電安裝碰撞12545個，極大提高了結構設計的準確性6，碰撞示意如圖3所示。圖3 碰撞檢查與優(yōu)化示意圖3.4 可視化交底及樣板策劃本工程對斜柱支撐體系和異形腳手架搭設采用了三維模型進行了可視化交底，相比傳統(tǒng)紙質交底，更加容易讓工人理解，提高了交底的效率，較少了溝通時間，如圖4所示。項目在施工前，建立樣板區(qū)二次結構、屋面工程、機

9、電安裝等BIM模型中，將樣板模型放置在場地模型中進行反復優(yōu)化，敲定樣板策劃方案，并通過移動端、PC端、Web端等多重媒介對虛擬樣板進行展示交底使得樣板施工后達到理想效果【7】，如圖5所示。 圖4 斜柱模板支撐交底 圖5 二次結構樣板策劃模型3.5施工方案優(yōu)化本工程利用BIM技術對施工方案進行優(yōu)化，弧形梁施工前將各層弧形梁拆分，落到現(xiàn)場平面布置圖上，算出弧形梁底的坐標，利用全站儀在現(xiàn)場硬化路面上放樣，提前配置好梁底板，提高放樣精度，縮短工期。二次結構通過BIM5D精細化排磚設置砌塊規(guī)格、導墻、灰縫等參數(shù)，結合構造柱、圈梁、過梁等二次結構的布置，提前獲得填充墻施工的需要的砌體規(guī)格和數(shù)量，并導出了C

10、AD圖，提高了砌筑質量，降低了現(xiàn)場損耗。利用慧筑巧模插件對弧形走廊地磚排布優(yōu)化，對飾面磚與地磚的排布計算，精準、精確統(tǒng)計工程量，三維排磚效果在Ensape軟件中同步瀏覽查看，達到最優(yōu)效果，保證美觀和損耗率的合理性，省磚同時兼顧效果。 圖6 BIM5D排磚設置 圖7 弧形走廊排磚效果圖3.6 凈高分析及控制運用BIM技術，對業(yè)主提出的有特別要求的凈高區(qū)域進行復核，生成凈高分析報告，通過對走廊管線密集部位進行管綜凈高分析、優(yōu)化，將該項目走廊部位凈空高度控制在2820mm，提高了空間利用率，如圖8所示。圖8 一層區(qū)域凈高示意圖3.7 BIM技術輔助實測實量利用BIM技術建立實測實量操作指引，規(guī)范了產(chǎn)

11、品質量實測過程的程序、取樣方法、測量操作、數(shù)據(jù)處理等具體步驟和要求。提供了產(chǎn)品質量實測的操作方法，盡可能消除人為操作引起的偏差。讓質量員直觀的了解實測實量操作方法。通過BIM5D平臺將現(xiàn)場實測實量數(shù)據(jù)賦予每個構件并生成一個二維碼，將現(xiàn)場構件及對應二維碼標簽進行粘貼，通過掃描，可隨時查看構件屬性、工程量、實測實量數(shù)據(jù)和關聯(lián)資料。 圖9 實測實量操作指引圖3.7 BIM+無人機進度管理基于“建工智慧工地”平臺，采用無人機技術采集施工現(xiàn)場信息。借助無人機這個“天眼”進行巡視，將項目建設過程中的質量、安全施工及形象進度等現(xiàn)場情況實時傳回監(jiān)控室，實現(xiàn)了全方位、智能化監(jiān)控，極大地提高了項目施工現(xiàn)場的管理效

12、率8，如圖10所示。圖10 航拍施工圖3.8 BIM+VR安全教育項目部利用BIM+VR虛擬現(xiàn)實進行安全技術交底，現(xiàn)場工作者通過佩戴VR眼鏡，模擬高空墜落、物體打擊、觸電傷害等事故畫面，使施工人員親身感受到違規(guī)操作帶來的危害，強化了安全防范意識9，如圖11所示。圖11 BIM+VR安全教育與管理3.9 BIM+全景技術全景圖的應用全方位、全面的展示了360度球型范圍內(nèi)的場地布置模型，可以通過掃描二維碼，在移動端觀看模型的各個位置細節(jié)，最大限度的保留了場景的真實性，通過處理得到的360實景10，使人得到了三維立體的空間體驗，如圖12所示。 圖12 BIM全景場景圖3.10 BIM5D現(xiàn)場管理本項

13、目利用BIM5D信息管理平臺（如圖13所示）將建筑模型與施工現(xiàn)場各種工作流程相關聯(lián)，動態(tài)模擬了建造過程，利用手機App實現(xiàn)質量、安全跟蹤管理【11】，減少項目變更8項，縮短主體階段工期5天，有效控制了項目工期和成本。圖13 BIM5D信息管理平臺圖14 手機APP質量、安全跟蹤管理4 項目應用效果本項目作為齊齊哈爾市重點項目，BIM技術的成功運用為本項目的順利實施提供了有力的保障，提升了施工管理效率，節(jié)約了溝通時間，實現(xiàn)了施工現(xiàn)象精細化管理，產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟效益。經(jīng)統(tǒng)計如下：（1）發(fā)現(xiàn)結構圖紙問題45條，建筑圖紙問題36條，約節(jié)約成本25萬元；（2）共發(fā)現(xiàn)并解決碰撞問題12545個，出機電

14、安裝深化圖23張，約節(jié)約成本8萬元；（3）輔助施工方案，進行可視化交底10個，約節(jié)約成本4萬元；（4）通過VR安全技術交底，成功交底1200人次，使得工人安全意識得到較大提升，約節(jié)約成本5萬元。（5）通過BIM5D平臺閉合解決質量問題48條，消除安全隱患75條，約節(jié)約成本6萬元。（6）為開展應用BIM技術投入成本21萬元，節(jié)約成本約48萬元，縮短工期5天。（7）在項目建設過程中得到了建設單位和監(jiān)理單位的一致好評，并成功召開了齊齊哈爾市質量安全觀摩會。5 總結本項目在多方協(xié)同作業(yè)、深化設計、可視化交底、凈空分析、VR安全教育、BIM5D現(xiàn)場管理等方面進行了深入的探索研究，取得了一定的經(jīng)濟成效，但

15、仍存在一些問題需要改善。（1）由于專業(yè)能力不足，未能對網(wǎng)架結構建立模型，進行模擬拼裝試驗。（2）外墻曲面鋁板未能采用BIM技術進行二次深化設計。（3）BIM5D運用過程中未能與廣聯(lián)達模型進行三算對比。參考文獻1魏欣，鄒涵.2022年卡塔爾世界杯第四分區(qū)體育場設計BIM技術應用J.土木建筑工程信息技術,2018，10（5）：10-15.2沈維龍.BIM技術在商業(yè)綜合體項目中的運用J.智能建筑與智慧城市，2016,8:54-573曾波，朱潔，楊文博.BIM技術在大型城市綜合體工程智能建造中的應用J.建筑施工，2017,6:903-905.4李飛，劉宇恒，楊成，等.基于BIM技術的施工場地布置研究與應用J.土木建筑工程信息技術，2017，9（1）：6064.5湯志強.基于BIM的施工過程質量控制研究J.中國房地產(chǎn)業(yè)，2018,（6）：1.6楊科，康登澤，車傳波，等.基于BIM的碰撞檢查在協(xié)同設計中的研究J.土木建筑工程信息技術，2013,5（4）：71-75,98.7 楊文博，王春節(jié)，王志新，等.BIM+VR在打造物流倉儲智能建造項目中的應用J.土木建筑工程信息技術，2019,11（2）：6-12.