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【摘要】以中国核动力研究设计院设计研发大楼项目为工程背景，基于BIM技术理念，借助Revit和Navisworks软件平台，搭建项目BIM模型，从模型的碰撞检查和施工漫游模拟等方面，阐述BIM技术在该工程项目管理过程中的具体应用。实践结果表明，通过项目BIM模型的创建、使传统不同专业设计图纸缺少互通校对的问题得到了有效解决，通过对项目BIM模型各专业的碰撞检查分析，有效解决了项目施工前各专业的碰撞问题，减少了错、漏、碰、缺和返工的情况，大大提高了施工效率。通过BIM技术可以预先模拟整个施工过程，使管理人员能够对施工过程中的各个节点、难点提前预知，便于实际施工过程中的项目管理，通过BIM模型对项目进行4D 模拟、动态演示，可以实时进行动态监控、追踪施工实际进度，促使项目进度管理更加精细化。
【关键词】BIM技术;模型;碰撞检查;施工漫游;施工模拟;BIM;4D
【文献标识码】A
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
18.
目前全球正逐渐步入全面信息化的时代，信息已成为主导全球经济的基础。在制造业、金融业、电子行业，信息技术早已成为提高生产率以及竞争力的核心手段。而作为我国重要经济支柱产业之一的建筑业，正逐渐暴露出其相对于以上行业的低效率[1]。
在建设项目整个生命周期中参与方众多，产生的信息类型复杂，形式多样，数量庞大，因此在项目管理的过程中，往往会出现信息沟通不畅、不及时和普遍存在的“信息孤岛”现象，导致建设项目整个生命周期中信息流失现象严重，在很大程度上制约了建设项目管理水平和管理效率的提高。
在信息高度发达的今天，对于建设项目的管理已经转变为对建设项目信息的管理。因此，必须及时采取先进的信息管理技术和方法，提升整个建筑业的管理水平，促进建筑业的发展。而建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）的出现，正是迎合了信息化技术的要求，其对于信息的交流与共享、提高决策速度与准确性、降低成本、提高施工质量、保证施工进度等方面具有显著的价值优势。
1、项目概况
设计研发大楼为中国核动力研究设计院重点建设项目，也是院内近年来单体建筑面积最大、投资最大的建设项目，功能为设计研发人员办公使用，建筑面积47389m2，其中地上39659 m2，地下7730 m2，建筑由塔楼和裙楼构成，塔楼地上19层，地下1层，采用框架-剪力墙结构，总高度83.3m。
2、BIM技术概述
建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是一个以三维数字技术为基础的工程数据模型，集成了建筑工程项目的各种相关信息，为建筑全生命周期（包括项目提出、可行性分析、构思阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段、拆除阶段）提供数据分析，如图2-1所示，以实现协同作业及提高生产率的信息技术，同时促进建筑行业的持续发展和进步 [2][3]。BIM 模型承载着项目的各项信息，作为中心平台摒弃了常规的线性管理模式，实现项目全生命周期的信息利用、传递与共享。
BIM技术具备可视性、模拟性、协调性、优化性和信息输出方式多元化的特点，通过集中整合建设项目中不同阶段的各类信息，实现项目参建各方信息的实时共享，如图2-2所示，减少了信息传递过程中的流失，通过直观的三维模型实现项目虚拟建造，减少了资源的浪费，提高了建设项目管理效率，有效地帮助工程建设项目从粗放式、低技术含量向精细化、现代化方向改进。
3、BIM技术在设计研发大楼项目中的应用
3.1 BIM模型建立
本项目选择的核心建模软件为 Autodesk Revit 2017，碰撞检测、4D 模拟软件为 Autodesk Navisworks Manage2017，平面圖绘制软件 Autodesk AutoCAD 2014，具体建模流程如图3-1所示。
将上述各专业模型整合到一个模型中，如图3-2 所示为设计研发大楼建筑模型，图3-3为一层机电安装模型。可以看到BIM 技术可以把复杂的项目通过模型更加真实、直观的反映出来，使各设计专业之间相互反馈，及时发现问题，大大提高了项目管理效率。
3.2 碰撞检查
基于 BIM 技术可以将给排水、暖通、电缆桥架等安装管线和建筑物的梁板柱通过三维模型进行展示，这样能够清楚地反映各专业管线的标高、走向以及与建筑结构的位置关系，再将建好的 BIM模型导入 Navisworks，进行碰撞分析，生成报告如下图3-4。
传统的建设项目在设计及施工阶段，建筑和机电两个专业往往是相互独立、缺乏沟通的，所以在实际施工过程中常常会发生各专业相互碰撞、打架的问题。在 BIM 三维模型建立后，通过碰撞检查可以提前发现问题和矛盾并进行调整修改，优化后的模型可以用来指导项目的实际实施，使得项目在实际施工中各个工序间能有效衔接，很大程度上减少了传统二维平面图中错、漏、碰、缺等问题的发生，避免了在项目实施过程中因交叉碰撞而导致的停工、返工问题，对提高工程项目质量、实现进度目标产生积极的作用。
利用集成整合后的BIM 模型进行管线优化排布，可以有效的避免碰撞和返工，既提高了管线排布施工的工作效率，又保证了施工作业的空间，克服了传统平面图纸管线排布多次摸索施工的弊端，如图3-5为优化前后的管线排布，实现了对管线排布较多的共用区域的净空优化，同时借助 BIM 技术可以进行可视化深化设计和图纸会审工作，保证了项目各参与方能够依托直观的BIM模型进行高效的沟通协调。
3.3 施工漫游及模拟
将模型导入 Navisworks 中还可以实现漫游功能，在漫游过程中我们可以看到项目未来建成后的外观，并且可以用第一人称视角在多专业合并的模型上进行漫游，漫游时通过设置漫游视角的高度及视口方向，身临其境的感觉建筑内部构造关系，及时发现设计问题，做出决策以及调整。漫游时支持第一人、第三人，碰撞、重力等多种操控方式，图3-6所示为本工程漫游视角。
利用Navisworks 还可以进行BIM 4D动态模拟，按编制好的工期进度计划动态模拟整个项目的施工全过程，并能针对某一时间节点计算各分项工程的已完成工程量和未完成工程量，实现对人员及材料进场时间的优化，图 3-7所示为按照设计研发大楼计划工期BIM模型4D动态演示的截图。当项目的进度计划出现偏差或者需要调整改变进度计划时，只需刷新 Navisworks 中相应数据，就可实现三维模型与进度计划的联动修改，及时采取纠偏措施，保证施工进度。
结语：
本文从中国核动力研究设计院实际建设项目设计研发大楼出发，运用 Revit软件建立项目三维模型，导入Navisworks软件进行碰撞检查和施工漫游模拟。通过对BIM模型的创建，能够更加直观的体现设计单位的设计理念，同时也使传统不同专业设计图纸缺少互通校对的问题得到了有效解决。通过对项目BIM模型各专业的碰撞检查分析，有效解决了项目施工前各专业的碰撞问题，减少了错、漏、碰、缺和返工的情况，大大提高了施工效率。通过BIM技术预先模拟整个施工过程，使管理人员能够对施工过程中的各个节点、难点提前预知，便于实际施工过程中的项目管理。通过BIM模型对项目进行4D 模拟、动态演示，可以实时进行动态监控、追踪施工实际进度，及时采取纠偏措施，促使项目进度管理更加精细化。
BIM技术的应用推广是历史发展的必然结果，其开放的信息共享、先期可视化模拟、多方协同操作、系统化项目管理、可运用于建筑全生命周期等优势，必将为建筑行业的发展和升级提供可靠的保证。
参考文献：
[1]祝嘉.在城市轨道交通建设项目中应用 BIM 技术的设想[J].建筑经济，2008，12：8-10.
[2]何关培，平铁群，应宁星.BIM 总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2010：1-10
[3]清华大学 BIM 谋题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京：中国工业出版社，2011
【关键词】BIM技术;模型;碰撞检查;施工漫游;施工模拟;BIM;4D
【文献标识码】A
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
18.
目前全球正逐渐步入全面信息化的时代，信息已成为主导全球经济的基础。在制造业、金融业、电子行业，信息技术早已成为提高生产率以及竞争力的核心手段。而作为我国重要经济支柱产业之一的建筑业，正逐渐暴露出其相对于以上行业的低效率[1]。
在建设项目整个生命周期中参与方众多，产生的信息类型复杂，形式多样，数量庞大，因此在项目管理的过程中，往往会出现信息沟通不畅、不及时和普遍存在的“信息孤岛”现象，导致建设项目整个生命周期中信息流失现象严重，在很大程度上制约了建设项目管理水平和管理效率的提高。
在信息高度发达的今天，对于建设项目的管理已经转变为对建设项目信息的管理。因此，必须及时采取先进的信息管理技术和方法，提升整个建筑业的管理水平，促进建筑业的发展。而建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）的出现，正是迎合了信息化技术的要求，其对于信息的交流与共享、提高决策速度与准确性、降低成本、提高施工质量、保证施工进度等方面具有显著的价值优势。
1、项目概况
设计研发大楼为中国核动力研究设计院重点建设项目，也是院内近年来单体建筑面积最大、投资最大的建设项目，功能为设计研发人员办公使用，建筑面积47389m2，其中地上39659 m2，地下7730 m2，建筑由塔楼和裙楼构成，塔楼地上19层，地下1层，采用框架-剪力墙结构，总高度83.3m。
2、BIM技术概述
建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是一个以三维数字技术为基础的工程数据模型，集成了建筑工程项目的各种相关信息，为建筑全生命周期（包括项目提出、可行性分析、构思阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段、拆除阶段）提供数据分析，如图2-1所示，以实现协同作业及提高生产率的信息技术，同时促进建筑行业的持续发展和进步 [2][3]。BIM 模型承载着项目的各项信息，作为中心平台摒弃了常规的线性管理模式，实现项目全生命周期的信息利用、传递与共享。
BIM技术具备可视性、模拟性、协调性、优化性和信息输出方式多元化的特点，通过集中整合建设项目中不同阶段的各类信息，实现项目参建各方信息的实时共享，如图2-2所示，减少了信息传递过程中的流失，通过直观的三维模型实现项目虚拟建造，减少了资源的浪费，提高了建设项目管理效率，有效地帮助工程建设项目从粗放式、低技术含量向精细化、现代化方向改进。
3、BIM技术在设计研发大楼项目中的应用
3.1 BIM模型建立
本项目选择的核心建模软件为 Autodesk Revit 2017，碰撞检测、4D 模拟软件为 Autodesk Navisworks Manage2017，平面圖绘制软件 Autodesk AutoCAD 2014，具体建模流程如图3-1所示。
将上述各专业模型整合到一个模型中，如图3-2 所示为设计研发大楼建筑模型，图3-3为一层机电安装模型。可以看到BIM 技术可以把复杂的项目通过模型更加真实、直观的反映出来，使各设计专业之间相互反馈，及时发现问题，大大提高了项目管理效率。
3.2 碰撞检查
基于 BIM 技术可以将给排水、暖通、电缆桥架等安装管线和建筑物的梁板柱通过三维模型进行展示，这样能够清楚地反映各专业管线的标高、走向以及与建筑结构的位置关系，再将建好的 BIM模型导入 Navisworks，进行碰撞分析，生成报告如下图3-4。
传统的建设项目在设计及施工阶段，建筑和机电两个专业往往是相互独立、缺乏沟通的，所以在实际施工过程中常常会发生各专业相互碰撞、打架的问题。在 BIM 三维模型建立后，通过碰撞检查可以提前发现问题和矛盾并进行调整修改，优化后的模型可以用来指导项目的实际实施，使得项目在实际施工中各个工序间能有效衔接，很大程度上减少了传统二维平面图中错、漏、碰、缺等问题的发生，避免了在项目实施过程中因交叉碰撞而导致的停工、返工问题，对提高工程项目质量、实现进度目标产生积极的作用。
利用集成整合后的BIM 模型进行管线优化排布，可以有效的避免碰撞和返工，既提高了管线排布施工的工作效率，又保证了施工作业的空间，克服了传统平面图纸管线排布多次摸索施工的弊端，如图3-5为优化前后的管线排布，实现了对管线排布较多的共用区域的净空优化，同时借助 BIM 技术可以进行可视化深化设计和图纸会审工作，保证了项目各参与方能够依托直观的BIM模型进行高效的沟通协调。
3.3 施工漫游及模拟
将模型导入 Navisworks 中还可以实现漫游功能，在漫游过程中我们可以看到项目未来建成后的外观，并且可以用第一人称视角在多专业合并的模型上进行漫游，漫游时通过设置漫游视角的高度及视口方向，身临其境的感觉建筑内部构造关系，及时发现设计问题，做出决策以及调整。漫游时支持第一人、第三人，碰撞、重力等多种操控方式，图3-6所示为本工程漫游视角。
利用Navisworks 还可以进行BIM 4D动态模拟，按编制好的工期进度计划动态模拟整个项目的施工全过程，并能针对某一时间节点计算各分项工程的已完成工程量和未完成工程量，实现对人员及材料进场时间的优化，图 3-7所示为按照设计研发大楼计划工期BIM模型4D动态演示的截图。当项目的进度计划出现偏差或者需要调整改变进度计划时，只需刷新 Navisworks 中相应数据，就可实现三维模型与进度计划的联动修改，及时采取纠偏措施，保证施工进度。
结语：
本文从中国核动力研究设计院实际建设项目设计研发大楼出发，运用 Revit软件建立项目三维模型，导入Navisworks软件进行碰撞检查和施工漫游模拟。通过对BIM模型的创建，能够更加直观的体现设计单位的设计理念，同时也使传统不同专业设计图纸缺少互通校对的问题得到了有效解决。通过对项目BIM模型各专业的碰撞检查分析，有效解决了项目施工前各专业的碰撞问题，减少了错、漏、碰、缺和返工的情况，大大提高了施工效率。通过BIM技术预先模拟整个施工过程，使管理人员能够对施工过程中的各个节点、难点提前预知，便于实际施工过程中的项目管理。通过BIM模型对项目进行4D 模拟、动态演示，可以实时进行动态监控、追踪施工实际进度，及时采取纠偏措施，促使项目进度管理更加精细化。
BIM技术的应用推广是历史发展的必然结果，其开放的信息共享、先期可视化模拟、多方协同操作、系统化项目管理、可运用于建筑全生命周期等优势，必将为建筑行业的发展和升级提供可靠的保证。
参考文献：
[1]祝嘉.在城市轨道交通建设项目中应用 BIM 技术的设想[J].建筑经济，2008，12：8-10.
[2]何关培，平铁群，应宁星.BIM 总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2010：1-10
[3]清华大学 BIM 谋题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京：中国工业出版社，2011