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摘要：BIM技术运用在房地产开发项目中，可以很好地解决施工管理过程中的诸多问题。本文以广州万科热橙住宅项目为例，采用广联达BIM软件建立工程的BIM模型，进行图纸审核与施工方案优化，碰撞检查及管线综合优化，快速算量及限额领料，并且取得了良好的经济效益。
关键词：BIM技术；房地产项目；碰撞检测；管线优化
引言
近年来随着房地产行业的发展，以及政府对BIM技术的政策支持，BIM技术广泛地应用于房地产项目规划到施工以及销售运营等不同阶段中。BIM在设计阶段主要用于模型的展示、业主与设计单位的沟通以及各专业协作、设计概算等，施工阶段应用集中于整个施工过程的模拟，施工进度的控制和碰撞检查。然而，当前房地产开发项目普遍存在设计与施工工作协调不一致，为了赶工期，边设计边施工，且经常发生设计变更；无论是工程总承包还是平行发包模式，诸多分包单位以及各专业交叉施工，施工界面管理复杂；而且由于房地产项目实施过程中参与单位众多，有些单位与开发商关系密切，甚至是开发商下属的子单位，组织、合同、进度等关系都非常复杂，处理不好导致信息不畅，导致整个项目管理效率低下[1-3]。应用BIM技术可以有效的解决以上问题，不仅可以提升房地产项目的施工质量和管理效率，而且还可以有效减少施工管理过程中人员与材料浪费，节约成本，有助于提高房地产企业的经济效益。
1.工程概况
万科热橙项目位于于广州市花都区花山镇106国道东侧，规划用地14.7491万平方米。总建筑面积41.2157万平米，框架剪力墙结构，共计56栋小高层（楼层数11F/13F/15F）住宅、有配套幼儿园、商业等，共计2850户。本文以该项目的1栋（15F）为例，利用广联达BIM软件构建了万科热橙项目1号楼BIM模型。如图1所示。
图1万科热橙住宅楼1号楼BIM模型示意
2.BIM技术应用流程
2.1 房地产项目采用BIM技术的必要性
BIM技术可解决房地产项目建设管理过程中施工单位对建筑工艺认识不全面、设计考虑不彻底、图纸优化参差不齐等，以及建设单位和施工单位、各个分包单位配合不理想、施工工期有偏差、质量管理有缺陷等问题。为了赶工期甲方急着销售，边设计边施工，导致工程变更频繁，投资追加的后果。如果开发商采用BIM技术可以提前对项目的施工方案进行修改完善，从而减少返工和整改，进一步达到节约项目成本的目的[4-6]。房地产项目采用BIM技术具体意义体现在以下几个方面：
1）增强项目各参与方沟通能力
本住宅项目由开发商（建设单位）提供BIM管理模型，各参与方共同使用该模型，实现数据的统一管理，分级分层收集信息输出记过、统一分析处理。房地产项目的参与各方通过可视化BIM模型进行会议决策、技术讨论和方案比选，提高了各参与方之间的信息管理和交流的效率，提高了工作质量和工作效率。
2）合理安排进度计划，优化施工方案
本工程在项目决策阶段就已拟定工期，对项目划分分部分项工程及施工段，安排施工班组及人员，计算流水节拍或施工时间，绘制进度计划横道图、网络图，进行资源优化。通过BIM4D技术，在BIM模型上形象地反映工期计划和控制工作，发现施工计划存在的问题，有效缩短工期，优化施工方案，实现既定工期和成本目标。
3）解决项目碰撞缺陷并深化设计
由于各专业相互独立，缺乏有效、精准的协调与互动，使得在常规的二维设计模式下，各专业设计交叉现象严重，工作容易反复，生产效率低下，造成施工返工较多，建造成本上升，资源浪费严重。利用土建、安装等模型进行构件和管线综合的碰撞检测，提前发现设计当中存在的问题，减少设计变更，避免返工，提高了设计效率和质量。
4）工程量统计
基于已创建的BIM模型，利用广联达三维算量软件（for Revit），直接快速计算出清单工程量、定额工程量、实物量，并与三维算量（for cad）计算的结果及招标工程量清单进行校核比较，用于造价控制。
2.2 BIM技术应用流程
根据BIM模型深度要求，在施工阶段应完成详细的施工图模型，确定模型各构件的具体尺寸，可根据模型进行放样施工，除明确每个构件的几何尺寸、材质、产品信息等内容外，还应明确构件的施工信息，并应提供竣工验收阶段需要的BIM竣工模型[7-9]。竣工模型在施工图模型的基础上添加以下信息生产信息（生产厂家、生产日期等）、运输信息（进场信息、存储信息）、安装信息（浇筑、安装日期，操作单位）和产品信息（技术参数、供应商、产品合格证等），如有在设计阶段还没能确定的外形结构的设备及产品，竣工模型中必须添加与现场一致的模型。根据该房地产住宅项目的管理特点，制定BIM工作流程，如各专业内部碰撞检查流程、各专业间模型碰撞检查流程、4D模型施工进度检查流程、模拟施工（VDC）模型建立流程等，如图2~5所示。
图5 VDC模型建立流程
3.施工管理阶段BIM应用方案
根据该房地产住宅项目特点，基于设计阶段提供的二维施工图，重点研究施工管理阶段的BIM体系模型建立、现场总平面布置、碰撞检查、4D进度管理、工程量精确提取等，实现基于BIM技术应用的精细化管理。在施工阶段，通过各参与单位（总承包、分包、监理、质检等）基于同一个BIM模型协同，达到高效沟通、减少变更、提质增效的目标[10]。
针对本项目的技术难点，施工管理阶段BIM应用主要从场地规划管理、施工图深化设计及交底管理、各参与专业建立模型、各专业之间及专业内部碰撞检查、虚拟施工（VDC）、可视化模型展示、工程量统计以及项目协同管理等方面进行。
3.1二维施工图会审问题
在BIM技术建模之前，房地产开发商（建设单位）即委托设计院（或BIM技术咨询服务公司）对前期技术文件进行分类管理，确定统一的项目样板、建模标准、命名规则等，项目各参与专业采用同一模板，在统一的标准下建立BIM模型。在建模过程中，将发现的图纸错误和偏差分专业汇总，建设单位工程部人员或监理工程师及时与设计院（或BIM技术咨询服务公司）协商沟通，缩短校验时间。同时，定期进行BIM模型整合，检查模型偏差并及时修正，以免造成最后难以整合甚至返工，造成误工等损失。
3.2 施工总平面布置问题
该房地产住宅项目建立了不同施工阶段的场地模型，进行施工临建布置、塔吊运行空间分析、重型起重机等设备行走路线优化、钢筋等材料临时堆放区布置、现场人员安全分析等，合理安排施工总平面，为总包、分包等参建单位协同创造必要条件，充分考虑绿色施工和降低成本要求，应用BIM三维模型体现现场临建的位置与空间变化。如图6所示。
图6 施工总平面三维效果图
3.3碰撞检查及管线优化问题
确定BIM模型后，通过云碰撞检查系统BIM works检查土建专业中梁、柱、墙体的碰撞以及各专业管道之间的碰撞（如图7、8所示），自动生成碰撞检测报告。万科热橙项目1号楼碰撞点如下：地下室206处，1层26处，2层12处，3层16处，4层17处，5层26处，.....，最后一层15层18处，总计520处碰撞点；共发行预留洞口问题35个：地下室8个，1层4个，2层9个，3层9个，14层3个，15层2个。汇同工程技术人员将所有碰撞点一一审核，针对云碰撞系统检查出来的碰撞点与设计人员进行沟通，在符合设计和施工要求的前提下进行调整，以充分满足施工的要求，提前解决施工难点及预留洞口与预埋套管问题。如图7所示。
图7 碰撞检查效果图
根据施工图、现场施工工艺、施工要求及规范对模型深度优化，以便更好地指导施工、准确的提取工程量等，并且对安装专业进行管线综合优化，管线二次深化设计决定：消防管、给排水管道由3620mm改为2700mm，喷淋管道由3210mm改为2400m，电缆桥架、线槽由2600mm改为2800mm。将设计变更重新建模后再次深度优化，有残留碰撞处进行快速扣弯，使得管线平衡更快捷形象，各工种配合降低出错风险，提高项目精细化管理水平，降低技术人员二次深化图纸的劳动强度，避免返工，提高劳动效率。
3.4 施工图深化问题
采用三维施工图交底，在各专业模型建立和模型整合是检查各专业碰撞和接口准确性，保证施工顺利进行。通过施工图深化及3D交底，减少施工过程沟通不畅和施工误差造成的设计变更和返工，最大程度缩短施工工期和降低成本，三维深化设计模型如图8所示。
图8 三维深化设计模型
3.5虚拟施工及进度管理问题
根据该房地产开发项目工程部所提供的施工网络计划，利用广联达BIM软件模拟施工，直观了解每个时间段所对应的工程量及金额，清楚地展现出工程造价曲线、盈利情况，有效控制成本，如图9所示。同时将工程资料进行统计分析，从承包商、合同、模型等不同角度整理工程量与工程造价信息，把相关设计资料、施工资料、验收资料等上传至BIM软件，进行文件电子化及施工过程精细化统一管理。
图9 虚拟施工效果图
通过对本项目进行建造阶段的施工模拟，即在实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现，以便能及早的发现工程中存在或者可能出现的问题。通过BIM技术可以有效的提高施工技术水平，消除施工隐患，防止施工事故，减少施工成本与时间，增强施工过程中决策、控制与优化的能力。
3.6 精确限额领料问题
根据施工进度，利用已建好的模型分楼层、分构件、分施工段提取钢筋、土建、安装各专业工程量，如分别提取钢筋专业每个构件根数、规格、箍筋，土建构建的混凝土量、模板量、装修工程量，安装专业各系统管道规格，数量、设备数量等，从而在施工过程中进行限额领料管理，避免材料浪费。
4.经济效益分析
万科热橙项目1号楼采用BIM技术以后，该项目的工期、进度、项目质量安全事故及资源利用状况等多方面相对于其他房地产开发项目得到了不错的提高和改善。该项目在地下室施工阶段开始运用BIM技术，主要通过BIM技术进行了内支撑检测，管线综合和孔洞预留，提前深化与进度管控等应用，不仅保证现场施工的顺利实施，而且节约了相关成本开支，创造了经济效益共计77.48万元。经济效益计算依据明确如下：
1）内支撑检测：通过BIM模型检测出碰撞点并提前做相应处理，通过提前的协调与组织，共节省工期14天，直接节约工程开支约43.9万元。
2）孔洞预留：运用BIM碰撞检测及可视化技术优化管线排布，明确预留孔洞的位置及尺寸，直接节省施工成本共计1.8万元。
3）提前深化与进度管控：通过BIM技术，标准层每层节省工期1天，则每层节省项目成本约3.1万元，本工程标准层共有15层，则可节省工期15天，节省成本46.5万元。
此外，目前广东省政府建设行政主管部门还没有制定相关的BIM建模收费标准，如果按照市场普遍价格10-20元/m2计算，BIM建模成本价最高为14.72万元。该住宅楼工程采用BIM技术可节约成本77.48万元。如果整个项目都采用BIM技术，经济效益更可观。
5 结语
现代房地产项目施工管理过程中面临着建设周期长、参建单位众多、项目功能要求高、造价控制难度大以及全寿命周期信息量大等方面的问题。为了解决这些问题，房地产企业必须打破传统的信息沟通和施工管理模式，响应国家政策，在可行性研究、设计阶段到施工管理、运营阶段等整个全生命周期都引入BIM技术。基于此，本文重点探讨了房地产开发项目施工管理阶段的BIM技术应用，以万科热橙项目1号楼为例，介绍其BIM技术图纸审核与施工方案优化，碰撞检查及管线综合优化，快速算量及限额领料等方面的应用，案例分析可知，BIM技术应用于房地产住宅项目不仅在进度管理、安全质量管理方面取得一定的效果，在造价控制方面也可取得经济效益。
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论文作者:周佳文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/5
标签：模型论文; 技术论文; 项目论文; 阶段论文; 工期论文; 工程量论文; 施工图论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;