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摘要：本文就工业建筑BIM模型的生成，结合北京某垃圾焚烧发电项目的BIM工程实例，阐述了BIM模型来源于外部及设计、施工、运营等各个环节，以及BIM模型重在流转与共享的观点。
关键词：工业建筑；BIM模型；生成；流转；共享
引言：3D模型是BIM（building information modeling）的基础，是信息的载体，没有3D模型，BIM就无从谈起。经过最近几年的酝酿，BIM的概念和价值已经得到了普遍的关注和认同。很多建筑项目在尝试实施BIM技术，并取得了一定的成效。但是这些尝试和成功大多数是在民用或商用建筑领域。由于工业建筑的复杂性，使得工业建筑BIM的意义尤为凸显，也正是由于工业建筑的复杂性，使得工业建筑BIM的实施难度更大，导致BIM技术在工业建筑领域的推广相对较晚。这种难度首先表现在BIM模型的生成上。在北京某垃圾焚烧发电项目中，我们尝试使用BIM技术，总结了一些失败的教训，积累了一些成功的经验。本文主要就BIM模型生成、流转及共享方面提出一些粗浅看法，以求专家赐教。
1 工业建筑项目BIM实施的难点：
1.1 工业建筑的特点：
工业建筑项目往往规模及投资巨大，并且专业众多、结构类型多样、建筑构造及工艺设备繁杂。比如垃圾焚烧发电项目，就包括了综合主厂房（含卸料大厅、垃圾仓、焚烧间、渣仓、烟气净化间、石灰浆制备间、干粉喷射车间、飞灰稳定车间、汽机间、主控楼等组成）、烟囱、上料引桥、综合水泵房、冷却塔、油罐区、汽机房事故油池、地磅基础及地磅房、宿舍楼、食堂、渗滤液处理站等单体和厂区总图范围内的道路、照明、电缆沟、综合管网等组成部分。结构形式包含了钢筋混凝土框架结构、钢排架结构、钢网架结构。
特别是工艺设备方面的特殊性，是民用建筑与商用建筑无法比拟的。工业建筑的核心是包括各种设备、管路及线路的设备系统，厂房其实是为工艺设备系统服务的。这也是工业建筑的最大特点，也是BIM实施过程中的难点和重点。比如垃圾焚烧发电项目的主要设备包括：(1）焚烧系统：给料斗、焚烧炉排、焚烧炉本体、排渣机、燃烧空气和点火辅助燃烧设备。(2）余热锅炉系统：汽包、水冷壁、过热器、蒸发器以及省煤器等。(3）烟气净化系统：反应塔、布袋除尘器、增压风机、引风机。(4）余热发电系统：汽轮机、发电机、给水泵、桥式吊车等。这些设备大多数是非标准设备，体积庞大、结构复杂。
1.2 工业建筑项目BIM实施的难点：
基于工业建筑项目的上述特点，工业建筑项目BIM实施的主要难点是：必须综合运用多种BIM软件、并充分利用各种方式创建或取得BIM模型。
2 北京某垃圾焚烧电厂项目简介：
北京某垃圾焚烧发电项目设计规模为日焚烧处理生活垃圾1800吨，焚烧线采用3台600t/d机械炉排炉，2台装机容量20MW凝汽式汽轮发电机组；烟气净化采用“SNCR+半干法（Ca(OH)2）＋干法（NaHCO3）+活性炭喷射+袋式除尘器+SCR+防白烟”的净化工艺；设置烟气在线监测装置。本项目尝试使用了BIM技术进行工程管理，取得了很好的成效。
3 BIM模型的生成、流转与共享：
详见附图1.
BIM是覆盖建筑项目全生命周期的，在项目决策、初步设计、施工建造、投产运营等各阶段均体现其价值。BIM模型的来源，就工程项目来说，有外部与内部两个来源。外部来源主要是设备制造商或第三方机构。内部来源是各参建及运营单位，BIM模型是在设备制造商、设计院、建设单位、施工单位及运营单位等相关市场主体间的流转中逐渐形成和完善的。
3.1 项目策划阶段：
项目策划阶段，主要是在项目选址和主要设备选型后，解决原始地形模型和主要设备模型这两个问题。
3.1.1原始地形模型：
项目选址后，应进行项目占地范围的原始地形勘测。地形勘测基本有两种方式，第一种是传统的地形测绘方式，通过外业测量，获得原始地形数据，形成测绘成果。完成这一步，已经完成了传统的地形测绘工作。但是按照BIM的工作模式，还应根据地形测绘成果，建立原始地形3D模型，所采用的软件通常有Revit、Civil3D等。北京某垃圾焚烧发电项目就是采用这种方式建立原始地形3D模型的。地形勘测的第二种方式是实景建模的方式，这是最新的建模技术，采用实景建模软件，根据现场无人机航拍的照片或激光扫描数据，直接生成原始地形的3D模型。
3.2 初步设计阶段：
在初步设计阶段，设计者可以采用Sketchup、Revit概念体量等工具快速创建一组建筑物的概念模型，并通过比选、评审确定选定的方案。这是最初始的项目内部创建的BIM模型。比如在北京某垃圾发电项目中，建筑师采用Sketchup软件，创建了厂区的外观设计方案，通过与业主方交流、专家评审，确定了厂区的总体布局、设计风格及主厂房外观造型，为下一步的建筑、结构等专业的施工图设计确定了基调和方向。在北京某垃圾焚烧发电项目中，初步设计阶段，采用Autodesk Revit的概念体量设计出整个主厂房的外观造型和内部分割的3D体量模型。
3.3 施工图设计阶段：
3.3.1总图专业：
在施工图设计阶段，总图专业的总平及竖向布置施工图设计，也是根据初步设计的3D地形模型，在设计中生成场地3D模型。常用软件有 Civil3D、Revit等，北京某发电项目的场地模型就是用revit软件的场地功能创建的。
3.3.2建筑专业：
在施工图设计阶段，建筑专业设计者利用初步设计阶段的3D模型，采用Autodesk Revit、Bentley ABD等软件，在初步设计模型的基础上，设计、生成施工图阶段的3D模型，并通过输出2D施工图，完成施工图设计。这里特别强调“在初步设计模型的基础上”，指的是将初步设计模型导入到施工图设计软件中，以此为基础，进行施工图设计，并生成施工图阶段的3D模型，而不是直接创建施工图设计阶段的3D模型，这样，既能保证初步设计的内容体现在施工图设计中，又能减少施工图设计建模的工作量。这种BIM模型的流转和共享，正是BIM技术的优势及应有的价值体现。在北京某垃圾焚烧发电项目中，初步设计阶段的3D体量模型，通过Revit“面墙”及“面楼板”功能直接生成墙和楼板，从而将初步设计阶段的3D体量转化为施工图阶段的3D模型。
当然，如果没有初步设计阶段的3D模型，也可以用Autodesk Revit、Bentley ABD等软件创建施工图阶段的3D模型。
有了施工图阶段的3D模型，就可以任意输出2D的施工图，就如同给一个实体建筑拍照片一样快捷、方便，这也是传统设计方式无法比拟的，是BIM的价值体现。
3.3.3结构专业：
目前国内大多数设计院，都在使用具有3D建模功能的结构设计软件，如SAP2000、MIDAS、STAAD PRO、3D3S等。3D模型是在结构设计中生成的，是设计的方式，也是设计的成果。在北京某垃圾发电项目中，厂房的空间网架就是用3D3S设计的。参见下图：
论文作者:徐俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/4
标签：模型论文; 施工图论文; 工业建筑论文; 项目论文; 阶段论文; 地形论文; 初步设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;