湖北省司法鉴定网伴随着建筑行业的不断发展，建筑信息模型（BIM）技术逐渐成为现代化建筑设计的重要工具。BIM技术通过三维数字化建模与信息集成管理，能够有效提高建筑设计的质量与效率，减少施工中的错误与浪费，以实现项目的精益管理。在水泥工厂项目中，BIM技术同样具有广泛的应用前景，能够为水泥工厂的设计、施工和运营提供重要的支持与帮助。此文探讨BIM技术在水泥工厂项目中的施工应用，从项目实施效率、建设质量、成本控制、运营增值等方面入手，分析BIM技术对水泥工厂项目建设施工的积极影响，以期为水泥工厂项目的管理和施工提供案例参考与支持。

　　▲项目概况

　　唐山冀东水泥三友有限公司二线水泥熟料窑延链装备提升项目位于唐山市古冶区赵各庄西水泥厂内东北侧，这个项目共6个单体建筑，包括4座水泥库，1个调配库和1个矿粉库。1#、2#水泥库筒体高度53.5m，3#、4#水泥库筒体高度49.5m，筒仓施工工期为2023年5月6日至2023年11月6日。施工工期紧，体量大，任务重，为项目的按时完工带来很大挑战。

　　针对项目中遇到的难题，引入BIM技术辅助施工，进行现场管理，分析其在水泥工厂项目设计、施工方面的优势，为日后BIM技术在工业项目中的应用提供技术参考。

　　▲BIM技术在水泥工厂多维设计中的应用

　　一个项目的关键环节在于设计，三维模型的搭建是BIM技术应用的首要环节。工业建筑项目不同于民用建筑项目，其主要是为生产服务，相比民用建筑更为复杂，对实用性要求较高，更需要考虑设计的工艺性与安全性，确保设备的正常使用与顺利运行。故而，设备基础施工的精确度，预留的设备孔洞及预埋件定位，设备与设备间的连接处理，都将会影响设备的正常投入使用和施工的正常进度。天剑司法鉴定中心

　　在这个工程项目中，充分利用BIM技术的可视化，实现了由抽象的二维平面设计向直观的三维信息化模型的转变，其改变了传统的平面设计理念，设计阶段不再是传统的“点-线-面”二维基础图形绘制，而是把二维平面图纸进行专业拆分，以CAD二维图纸作为设计的底图，依靠施工蓝图，在同一时间内开展建筑、结构、水暖电、工艺等方面的多维度设计建模工作。对水泥工厂项目中常见的回转窑、库顶输送平台及物料输送管道、廊道等构件，赋予模型尺寸、形状、材质等信息化参数，进行参数化设计，对各个水泥库进行单体建模，以及对建筑空间和构造系统建模，形成立体的三维模型，后期再通过对绘制的单体模型进行整合优化，以最短的时间生成直观可见的水泥工厂生产线三维模型。

　　施工管理者能够通过拖动模型的方式，随时随地了解工程项目的设计体量，便于其指导工程的实际施工；设计人员能够更直观地看到建筑空间的形态，清楚地了解各个细节之间的关联与施工的重难点，以此减少设计与施工的误差，使水泥工厂的设计更趋于精细化。

　　〔1〕深化设计

　　在做工业建筑的结构设计时，需要充分考虑荷载值对工业建筑稳定性的影响。这里的荷载值不但包括项目本身所产生的静荷载，还包括项目内部生产设备所带来的无规律震动荷载及冲击荷载。故而，对工业项目需事先结合生产实际的使用需求及生产工艺流程，确定设备的定位与柱网分布及跨度，对水泥工厂项目的结构进行整体规划设计，使空间布局更为合理。

　　在水泥生产线的设计中，贮存物料的筒仓设置，是必不可少的重要环节。在生产规模持续扩大的水泥生产线中，为应对需求日益高涨的贮存量，需要不断增加筒仓的直径和高度，以便储存更多的物料。随着筒仓直径的逐步加大，其仓壁在贮料荷载的持续作用下，环向拉力亦会相应地增强。为满足筒仓承载力的严苛要求，以及在正常使用阶段时筒仓可以承受住强大的抗裂验算，必须要大大增加筒仓的钢筋配筋量，使得整个筒仓结构更加稳定、抗裂性能更加优异，进而保证筒仓的安全性和耐久性。

　　这个项目共有4个筒仓，其荷载值为生产中重型设备所产生的恒荷载及动荷载的叠加。筒仓的仓体为混凝土结构，内部主体及平台为钢结构，整体结构复杂，结构计算需要考虑钢结构与混凝土结构的协同工作，以及结合设备运转后的实际工作状态，进行数值的检查与修正，从而保证结构的安全稳定。上海博星司法鉴定所

　　本项目需要进行结构设计的筒仓内径19.76m，每个筒仓的底板厚1.5m。按照水泥厂的生产工艺，筒仓内部布置了水泥储罐，故而，筒仓内的墙体布置需要充分考虑水泥储罐的荷载值，保证筒仓内部的稳定性；筒仓的底板采用了大量的混凝土现浇，并且在底板上方布置钢筋混凝土梁，以支撑筒仓的荷载；同时，筒仓的四周设置了承重柱，柱子规格尺寸2200mm×800mm，从而保证筒仓整体的稳定性。

　　在进行工业建筑结构设计时，除了考虑荷载值对结构设计的影响，还需要考虑工业建筑的安全性及抗震能力。为此，对于筒仓的底板及顶板，都采用双层钢筋混凝土结构，增加筒仓结构的安全性。在设计筒仓的墙体时，采用轻质混凝土墙板，有效降低了筒仓内部的荷载。结构计算完成后，利用软件互导功能，将导出的验算通过主体框架模型导入Revit软件中，进行专业协同整合。

　　〔2〕BIM技术与广联达的协同应用

　　在项目开展前期，运用广联达BIM算量软件，依据结构设计图纸，搭建水泥项目熟料库的三维BIM算量模型。使用以高度模拟化、数字化为核心的BIM技术与专业权威的工程算量软件来计算各项目的工程量，能够大幅减少繁琐耗时的手工计算，进而显著提升工程任务的工作效率。应用BIM对项目中规则或不规则构件模型实时且准确地完成实体扣减计算，还可以减少手工计算过程中所产生的错误，以进一步保证工程任务的准确性，为后续的概算编制奠定坚实的基础，有效地帮助业主控制项目的投资成本，为业主实现项目投资的效益最大化，提供可靠的数据支持。

　　通过BIM技术和广联达软件的协同工作，能够强化数据共享，可以有效地规避“信息孤岛”问题，把原本冗长复杂的计算过程简化为直观明了的数字表达，为项目工作人员提供精确、高效的数据资源，使得预算编制更加清晰、科学。同时，对于设计人员而言，BIM的存在也极大地方便了设计工作，通过与广联达软件的深度融合，设计师能够直接查看与修改已经计算好的工程量，大幅度减少重复的计算工作，进而提升设计效率。

　　在项目管理的过程中，BIM技术的应用不但能够确保项目的准确性，还能够为项目的各个阶段提供准确的数据支持。例如，对于招标阶段，BIM技术能够准确地呈现项目的预估成本，进而使业主更好地判断投标者的报价是否合理。对于施工阶段，利用BIM技术的可视化，输出布置图、构件图及零件图并生成清单。BIM技术的应用能够帮助项目管理人员实时了解现场的施工进度与资源利用情况，以便于及时调整施工计划，提升施工效率。厦门鼎力司法鉴定中心

　　〔3〕工程项目三维信息化建模

　　在这个项目中，BIM技术作为一种创新应用，其三维模型的构建是核心中的关键，它的成功将直接决定项目的质量，为项目节省大量成本，提升效率。

　　工业建筑项目受行业特殊性与专业性的影响，涉及的部品部件及设备往往繁多且复杂，几乎没有完全适配的族模型。这些项目中的大多数组件和设备，特别是那些形状各异的组件，几乎都需要进行专门设计。在二维图纸设计阶段，鉴于其本身的复杂性且难度较大，在定义尺寸参数时，必须要考虑到各种设备的连接处理以及设备的放置问题，这大大增加了图纸设计中出现错误的概率，也给使用图纸的人带来了不必要的麻烦。故而，为了解决这些问题，在工程项目中引入BIM技术进行三维建模。

　　在水泥工厂筒仓三维信息化建模的过程中，建模工作的重点在于搭建环节。工业项目中，特别是水泥行业独特的生产线设备结构复杂、零部件规格少的特点，需要创建一个全面、精准的设计族库，这会涉及大量的参数化信息，而这部分数据的处理过程是繁复且耗时的。故而，在建立水泥工厂设计族库的过程中，设计者面临着巨大的挑战和庞大的工作量，为了解决这个问题，设计者使用了性能优异的Revit软件，将族分为3个类别，包括具有独立功能和通用性的系统族，具备标准构造的标准构建族，以及具有特定功能与特性的内建族。这3类族构成了庞大族库的主体，为后续的设计工作提供了坚实的基础。

　　最终，设计者依据CAD图纸，使用了各种拉伸、旋转、融合和放样等操作，成功完成了筒仓族模型的搭建，并且赋予了这些模型参数化信息，能够对模型进行更好的操控与调整，从而适应项目的具体需求。除此之外，还对线框模式及着色模式进行实体模型的展示，使项目管理人员能更清晰地了解到内部构造，方便他们从软件中提取尺寸信息，制定施工安装计划，使设备的安装更加精准。

　　在对水泥筒仓模型进行参数化信息赋予之后，设计者对模型进行了下一步的优化，包括使用IFC（IndustryFoundationClasses）标准将各个设备和材料的属性数据关联起来，以及对筒仓进行了细致的分类和编码。还按照项目要求，为筒仓模型添加了多种计算与分析功能，如抗震、抗风、防潮、抗压等，从而保证模型在实际应用中的安全与稳定。会计事务所司法鉴定

　　为了保证筒仓模型在实际应用中的质量与效果，项目方对其进行了严格的校核与审核，组织了专业的团队对模型的几何尺寸、材料属性、连接关系等进行了全面的检查和验证。在完成了筒仓模型的设计与优化工作后将模型导入了项目现场，以及结合项目实际情况进行了施工与管理。通过三维建模技术，有效地提高了项目的施工效率与质量，降低了工程成本，同时也为项目的顺利进行以及最终的成功交付提供了有力的保障。

　　〔4〕模型整合优化及碰撞检测

　　使用BIM技术进行整体模型的碰撞检测，能够验证水泥筒仓施工方案的可行性，提供高效、精准且完善的解决方案。通过碰撞检测，在项目开展前期，使施工人员了解施工的重难点，使设计人员了解潜在的碰撞点，提早进行优化规避，有效提高工作效率以及精确度与完成度。鉴于BIM技术在软件中集成了丰富的信息，可以对各种尺寸、角度、形状等几何要素进行碰撞检测，分析其在空间、时间、成本等多维度下的冲突情况，快速生成优化的三维模型。借助BIM技术的模拟能力，实现了对水泥筒仓的精确计算，不但能够在建立和优化水泥筒仓设计时预测，并减少潜在的冲突，还可以在整个建筑周期中进行更深入的协调与优化，创建出更加真实、更加符合用户需求的设计模型，进而使水泥筒仓的性能与功能得到充分发挥，为工程项目提供更高的安全性与更佳的用户体验。该技术的采用不但可以显著提升工作效率，还能够显著缩短项目周期，减少成本，提高整体项目的经济效益。

　　▲BIM技术在施工现场管理中的应用

　　在实际的项目施工过程中，项目施工方严格根据高质量、高标准的设计方案，运用先进、精确的三维建模技术，对筒仓进行了全面、细致的精确定位与放样，这极大地提高了施工人员的工作效率和精度。不但在地面上快速且精确地对筒仓进行了精确的定位，而且还通过BIM技术对施工过程中可能出现的各种问题进行了深入的预测和分析，进而迅速发现并解决问题，保障工程的顺利进行。

　　除此之外，项目施工方还充分利用三维模型对筒仓的施工进度进行了可视化展示，这使项目的相关各方都能更直观、更清晰地了解筒仓的建设进度，对筒仓的建设情况有一个更全面、更具体的了解。这对于项目的管理与协调工作是非常有益的，有助于确保项目按照预定的时间、预定的质量和预定的数量进行，进而确保项目的顺利完成。江西司法鉴定管理局

　　〔1〕项目可视化漫游

　　使用BIM技术对气势恢弘的水泥筒仓进行细致入微的虚拟漫游，模拟出筒仓内部和外部的整个场景，以及在不同视角和时间下筒仓的变化。这种虚拟漫游技术不但能够直观展示筒仓的外观及结构，还能够深入探究其内部的复杂布局及运作流程，为设计师和用户全方位展示筒仓的立体场景，提供逼真的视角体验，以及允许用户调整视角与观察距离，进而达到身临其境的效果。在虚拟漫游过程中，甚至可以对筒仓的材质、纹理和光照效果进行调整，以满足不同的设计需求。

　　通过虚拟漫游技术，筒仓设计者能够更高效地进行方案比选，并且在最短的时间内得到最真实的效果反馈。除此之外，虚拟漫游技术还可以应用于筒仓的使用、维护、管理等环节，借助先进的实时渲染技术，能够让用户直观地观察到筒仓的实时变化，包括筒仓内部的设备运作情况、环境条件等。这不但可以提升筒仓的设计水平，而且有助于保障筒仓的稳定运行。

　　〔2〕施工场地及施工人员管理

　　通过前期搭建BIM模型，项目施工方能够有效地对施工进度、施工流水段以及项目模型进行精确的匹配与衔接。通过对工程进度的精细管理，不但可以对参与施工的管理人员进行科学合理的分工，而且能够对工人等相关人员进行精细有效的安排，有效避免可能出现的窝工现象，进而大大缩短工期并降低用工费用。这样的精细管理方式不但可以节省时间与人力成本，同时也有助于提高施工效率与项目质量，让工程项目更加顺利地进行。

　　在施工场地的管理方面，通过对施工场地进行直观的可视化展示，可以不断优化施工场地布置方案，使场地布置更加合理，空间利用率更高，施工环境整洁有序，有利于营造良好的施工氛围。按照工程进度的需求，合理地调整与移动场地构件以及设备，减少不必要的二次搬运，进而提升工作效率，节省时间与资源。

　　BIM技术作为一种高度集成化、可视化的建筑信息模型技术，以其独特的设计思维和三维建模能力，为水泥工业生态的发展模式带来了一场颠覆性的革新。此文通过BIM技术在水泥工厂项目中的三维参数化建模、模型可视化漫游、碰撞检测等方面的应用，为水泥工业生态的发展模式提供了全新的发展方向，亦为促进水泥工业的可持续发展、实现绿色低碳的生产目标，提供了实际案例参考以及技术支持。吉林省常春司法鉴定