中建一局北京长阳天地项目BIM应用经验

[摘 要]我国经济社会发展已经进入城镇化和工业化时代，作为国民经济支柱产业的建筑业迫切需要
产业现代化转型升级。建筑产业现代化是以技术集成型的规模化工厂生产取代劳动密集型的手工生产方
式，以工业化制品现场装配取代现场湿作业施工模式，实现住宅部品部件生产的工厂化、施工现场的装配
化的绿色建造。可以有效提高劳动生产率，减少原材料和能源的浪费，降低建筑工程成本，实现规模经济
效益。不同于传统建筑方式，住宅产业化是用工业化生产方式建造住宅，被形象地比喻为“像造汽车一样
造房子”——楼板、楼梯等几乎所有部件在工厂里建造，再运送到工地进行组装，工人们像搭积木一样将
建筑部件一层一层搭建起来，一座新房子就建成了。
而 BIM 技术的兴起，其高效的设计模式，可视化的模型展现，严格的逻辑思维模式，工程信息的赋予
与展现，都为产业化住宅在设计和施工运维带来的巨大的推动作用。

一、项目概况
长阳西站产业化住宅项目属于装配整体式剪力墙结构，建筑面积 9 万 9 千 281 平方米，位于北京市
房山区长阳镇，属于全产业化住宅。其中预制构件包括楼梯、楼板、阳台板、空调板，内外承重墙预制率
也达到 90% 。
二、BIM 全生命周期的应用
2.1 BIM 总体应用说明
基于 BIM 的在产业化住宅长阳天地项目的全生命期应用的流程图如下：

2.2 建筑设计阶段
1. 建筑设计：

本工程有 6 栋 21 层住宅和 6 栋 11 层住宅。 基于 Autodesk Revit 进行建筑设计、机电设计，结构建模。通过 BIM 技术实现绿色建筑的理念，基于室外风环境的模拟，提出基于 BIM 的优化方案，以满足室内通风要求。日照模拟，充分利用场地自然条件，合理设计建筑体形、朝向、楼距和窗墙面积比，使住宅获得良好的日照、通风和采光。
2. 结构设计：
结构设计阶段，我们从 Autodesk Revit 结构模型出发，利用盈建科模型和 pkpm 模型的互导，将结构计算信息进行有效的传递。利用软件进行钢筋参数化建模，进行碰撞检查，输出施工图纸。
3. 机电设计：
电器设备专业基于 Autodesk Revit 与其他专业进行协同设计，进行管线碰撞检查，同各专业进行实时调整。同时在 Autodesk Revit MEP 中通过数据驱动的系统建模和设计来优化管道桥架设计，可以最大限度地减少管道桥架系统设计中管道桥架之间、管道桥架与结构构件之间的碰撞。
4. 效率对比：
在结构设计中，利用软件出图相对传统 CAD 模式，大幅度的减少了制图的工作量，出图时间由四天缩短为两天。

2.3 深化设计阶段
1. 钢筋深化：
深化设计阶段，预制构件间钢筋排布复杂，钢筋建模是我们遇到的最大问题。
而当今市面上的 BIM 软件对于钢筋的支持度却不好，以 Autodesk Revit 为例 ：首先，钢筋布置麻烦，必须在剖面中添加，而且不能将钢筋载入族中，作为嵌套族存在 ，系统钢筋在遇到洞口避让不方便，无法满足深化需求，钢筋尺寸等不符合国内相关规范图集的要求，钢筋明细表统计不能添加钢筋形状图。
针对以上种种问题 我们在 Autodesk Revit 上进行深度二次开发，完成了智能的参数化钢筋族库，使PC 模型基于参数驱动生成，同时简化了深化环节，塑造了一套高效的流水线深化模式 。

我们在 Autodesk Revit 中对钢筋进行重新搭建，使钢筋尺寸完全符合图集规范要求，而且利用直径、保护层等关键参数将弯折角度、弯折长度等来驱动整个钢筋形状，每个钢筋都具有高度的可调性，改变弯折角度、钢筋部分弯折、整体偏移等等都轻松实现。

在模型中遇到钢筋与构件内预埋件打架，实现一键自动钢筋弯折，并且可以随意改变弯折方向。在模型中进行单根钢筋的布置也十分方便布置钢筋如同画线一样，钢筋自动识别结构层，并自动留出各个面层的保护层厚度。

2. 建模流程的优化：
为了进一步简化建模流程，常规钢筋都嵌套进结构墙里锁定，并关联相关参数，钢筋跟随墙身尺寸变化而变化，实现整个模型的基于参数化驱动生成。

如图，只需要在表中填写尺寸及钢筋信息，Autodesk Revit 就可以自动生成相规格的墙板钢筋模
型。不只是钢筋，我们还将构建中的线盒、线管、施工预埋件、施工留洞、钢筋套筒等全部参数化，使搭
建模型如同搭积木般简单。
3. 精细的碰撞检查：
完整模型后，我们又将碰撞检查进行更细致的划分，以确保设计精度和减少施工返修。
首先是预制构件内部的碰撞检查，包括：钢筋与钢筋间、钢筋与构件内施工预埋、钢筋与机电预埋。

图中就是检查出水平钢筋与施工预埋的连接件发生了碰撞。
然后是预制构件与现浇部分的碰撞检查，包括预制墙板与现浇暗柱之间的钢筋碰撞检查、预制构件的
钢筋与施工外挂围挡的预埋件的碰撞检查。通过极其细分的碰撞检查，最大程度的减少传统设计和施工过
程中无法预测到的问题，实现精细化设计。

投稿会员：芳华