工程建设的“DNA数据”让建在电脑里的房子“活”起来

电脑里的3D模拟建造图 西安报业全媒体首席记者 王健 摄

西安新闻网讯  目前，亚洲最大的冰蓄冷机场能源中心——西安咸阳国际机场三期扩建工程1#能源站项目，即将迎来装配式预制构件的安装阶段。10余万个预制构件要在短时间内实现科学排布、安装，你知道背后有什么高招吗？

答案就是，BIM技术的应用。在建筑的设计阶段就提前完成“基因图谱”组建，施工前在电脑里进行3D模拟建造，“把房子先在电脑里建好”，之后再按三维视图在现场对应安装，实体建筑瞬间就能“活”起来。

“手动”变“自动” 工程设计更高效

近日，记者来到西安咸阳国际机场三期扩建工程1#能源站项目的BIM团队——中建安装华西公司科研中心，探寻“亚洲之最”建筑内部的结构奥秘。

当科研中心副经理李海滨在电脑上用BIM软件打开设计模型，通过不同的立体图形、各色线条，不仅能欣赏到工程的整体效果图，还能进行随意放大和缩小。大到框架柱、剪力墙，小到一颗螺丝、一根钢筋，都能看得一清二楚，各种机电管线上下叠加，每一层的走向、排布，施工流程也都清晰可见。“从CAD软件到BIM软件，现在的设计工作实现了从二维向三维立体空间这一质的飞跃。”李海滨介绍说，BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型技术，就是把原本用图纸表达设计的建筑物，用三维模型动态展示，所见即所得。从设计、施工到运营、维护，甚至是改造、拆除，每一个数据都通过BIM保存下来，就仿佛人体中的DNA，精确组合、准确表达，并能通过数据挖掘，精细分析。拥有了这样的数字DNA的建筑物就“活”起来了。BIM使每个建筑物从“出生”开始就有了独一无二的“基因图谱”。目前，这种技术在工程设计、建造和管理中被广泛采用，是提高工程设计效率和质量的新工具。

“现在，团队还正在做一个2.9万平方米的厂房项目的建模，从建模到优化，只用了10天左右。这要是在以前，设计人员从设计方案、绘制图纸、到优化图纸、细化图纸至少得1个月时间。”李海滨说，按照原先的二维设计，建筑、结构、给排水、暖通、电气等部门，各有各的设计图纸，如果各专业设计师沟通不到位，建筑与结构、建筑与设备、设备与结构、管线与管线等都可能会出现碰撞，造成大量的拆改。BIM技术运用后，设计人员可以打破空间限制，无论身处何处，只要打开电脑，就能将各工种聚集在同一个平台内，进行多人、多专业远程操作，将所有专业的设计图集中呈现在一个模型里，使之具有更好的设计协调性。可以说，告别纷杂的一摞摞图纸，BIM技术实现了信息的集成和共享，参与项目建设的各方可以同时在一个平台上完成各自的工作，最终统一优化，不但避免了“信息断层”和“信息孤岛”问题，还提前解决了各种问题，提升了施工效率及质量，节约了工期，为项目提质增效。

“盲算”变“精算” 施工也能提前“彩排”

建筑施工流程复杂，稍有差池不可避免地就会出现拆改的情况。如果正式施工前能来一次施工“彩排”，提前看到房子有多大、是什么形状、窗户在哪里等等就最好不过了。

这一点，BIM技术也能做到。这个模拟不是简单的堆积木，而是将带有真实数据的每一个零件，在电脑里按照图纸拼装在一起，再利用动图、视频全方位立体地呈现出来。“西安咸阳国际机场三期扩建工程1#能源站项目专业繁多，层级空间大，存在上下五层同时施工作业的情况，协调多个参建团队往往成为大考验。通过BIM技术，哪里放置机械、空间配置是否合理、施工进度是否赶上了计划等这些问题都能得到精准解答。”

李海滨说，通过在电脑上预先模拟施工过程，相关负责人可以提早发现各专业在施工空间上的碰撞冲突，并利用软件生成检查报告，对关键节点进行合理布置。李海滨介绍道，BIM技术的最大优势就在于清晰直观。“彩排”过程中，整个流程动起来，预算、工期、甚至是现场人员，都可以更加精确，资源利用率得到有效提升，还可以减少因“错、漏、碰、缺”造成的经济损失和人工浪费。他点开一张施工节点图片，“不仅是施工方，对监理方来说也有一定的便利。这张图片上显示有墙面强度、垂直度以及平整度等相关数据，这些数据会一直保留在系统内。项目全面竣工后，BIM技术仍然发挥着作用——辅助建筑的运维。以往一旦建筑出现问题，需要在茫茫图纸中搜寻症结，而数字模型能够及时、准确地展开检索，提升检修工作效率，为建筑全生命周期的管理提供便捷。”

模型搭得好 才能建出更好的房子

王保林是中建安装华西公司的副总工程师，也是科研中心经理，他带领50人组建的科研团队自主研发了“匠兴慧建”BIM平台及软件，致力于为行业打造BIM技术“百宝箱”。在王保林看来，建筑越复杂使用BIM技术的价值越高，建模的精度越高，建造的质量也就更有保障。在他的“百宝箱”中，有两大提升效率的“秘密武器”，第一个就是平台上有一个海量族库，设计者可以在族库里选择自己所需的零件放到自己建造的模型里，同时，在支吊架工具中放置模型，并点击支吊架布置、手动绘制、受力计算、工程量统计、出图等按钮，“周密计算”“调取高质量支吊架族”双管齐下，就能快速完成支吊架的添加、计算、出图等工作。除此之外，管综工具也是“百宝箱”中的重要法宝，以前，工程师要画几十上百张施工图，才能得到一张揭示各类管道走向与位置的三维图纸，现在进行管综深化过程中，BIM工程师只需要打开所需的功能，就能将各种水电气暖管件对齐、翻弯、开洞等复杂的操作一键完成。在西安国际会展中心项目里，地下室一层8万平方米的管综深化面积，曾经需要工程师在软件中“摸爬滚打”两三个月才能完成，但在管综深化快捷工具的“支援”下，1个月就顺利完成。

随着建造技术的智能化发展，需要建筑行业从业者不断提升综合实力，无论是哪一个专业出身，在建设项目中都能变成“一块砖”,哪里需要哪里搬,不仅如此，“搬砖”也越来越需要使巧劲，才能用小杠杆撬动大收益。 西安报业全媒体首席记者 龚伟芳