01前言

    伴随这建设单位对工程使用功能的要求，屋面往往被设计单位和建设单位有效的利用起来，因此，屋面工程施工过程中包含的内容繁多，如：大型设备、机电管线、基础、装饰地砖，排水、装饰幕墙、保温、防水、太阳能系统等。存在工作面小、涉及专业种类繁多、工序和质量要求高等特点，以至于在屋面工程施工过程中，各专业之间施工存在各种问题，而且整体施工进度缓慢。不单如此，建设单位对工程的品质要求也在不断提高，既要满足工程的功能、质量的前提下，又要保证屋面工程的整体美观和布局合理，同时，对施工单位来说，还要确保工程的成本和进度传统的屋面工程施工，施工单位都遵照设计图纸以及建设单位的使用功能要求组织施工，缺少对屋面工程施工的整体组织策划。因此，在施工过程中，为了满足建设单位要求，经常发生变更和返工，照成了材料、人工、成本、工期等资源的大量浪费。

    利用BIM技术在屋面工程施工之前，综合屋面工程中的各专业设计图纸，建立各专业的综合三维模型，对屋面工程各专业施工图纸进行综合优化、深化，提前解决图纸中和施工过程中将会出现的问题，制定和对比优化方案，根据最终优化方案在进行组织施工策划。不但有效的提高各专业穿插施工效率，同时能够有效的减少人工、材料、成本、工期的浪费，具有较大的推广价值。

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    02工法特点

    2.0.1提高屋面整体观感质量、空间布局合理，大大的提升了整体美观程度。

    2.0.2在施工过程中，能够合理有效的组织各专业穿插施工，避免专业之间施工“打架”问题，有利于提高工效和工期。

    2.0.3根据屋面深化方案，多种专业的材料可采用厂家预制加工，现场直接安装施工，可以有效降低材料损耗和提高工效。

    03适用范围

    适合用于所有平屋面。

    04工艺原理

    根据屋面工程的各专业施工图纸以及设计要求，利用BIM软件和计算机仿真技术，建立屋面工程中所涵盖的各专业三维模型，进行各专业模型初步的优化调整，在利用BIM集成软件，将各专业模型进行集成整合，形成完成的屋面工程模型，结合的整合模型，通过BIM软件，对各专业模型进行优化调整，逐步优化整个屋面工程模型，最终确定屋面工程整体优化方案，同时在进行反向出具二维平面图纸。在根据屋面工程优化后的综合模型，制定屋面工程的具体组织施工方案，在结合出具的二维平面图纸，指导现场各专业施工。

    05施工工艺流程及操作要点

    5.1工艺流程

    图5.1工艺流程图

    5.2操作要点

    5.2.1深化准备阶段

    1准备电脑、打印机、钢尺、电子测距仪等相关设备及工具。打印机型号选用可以打印A3彩色图纸的设备。

    2准备相应的BIM软件，可根据屋面工程实际情况选择相应的BIM应用软件。

    5.2.2资料和信息收集整理

    1收集和整理屋面工程中所涉及到的各专业图纸，如：结构、建筑、机电安装、幕墙、装饰、太阳能、泛光照明等相关专业图纸。并对各专业图纸进行综合分析整理。同时收集各相关专业的施工标准及验收规范。

    2与设计单位、建设单位、总分包单位等了解屋面工程施工过程中所涉及的设备型号、材料规格、施工要求、使用功能要求等相关信息，形成文字记录并要求各单位签字确认。

    3根据屋面结构施工图纸，利用测量工具，对屋面工程实体结构进行实测。并对应结构施工图记录相关实际尺寸和偏差尺寸。应做到尽可能详细。

    5.2.3建立各专业模型

    1在建立各专业模型之前，先统一各专业建模的坐标原点、坐标系、标高系统等。

    2利用Rivet软件，根据屋面结构设计图纸和实体结构测量数据，建立真实的实体结构模型。要求模型细度和精度要，实体模型中包含：屋面实体结构尺寸、屋面排水沟、儿女墙、预留孔洞、设备基础位置、管道井、坡度、预埋件等必要的基本尺寸信息。

    5.2.3-1图：屋面基础、饰面砖

    及排水沟优化模型

    3根据原设计图纸和收集的各类型设备、材料等信息，分别建立屋面工程中所含各专业BIM模型，如：利用MagiCAD或Rivet软件建立屋面风、水、电等的机电安装模型，建立的模型中包含了机电工程的设备类型、管道位置、管道尺寸、支架规格尺寸等信息。利用Rivet或者Sketchup软件建立屋面建筑模型，模型中包含了屋面做法、排水沟做法、装饰面做法、女儿墙装饰做法、设备基础位置及尺寸等信息。

    5.2.3-3图：屋面排水沟及泛水做法

    5.2.3-2图：屋面设备基础细部做法模型

    4在建立各专业模型的过程中，对图纸中存在的错、漏、碰、缺以及施工技术等问题，整理形成书面的记录，并在第一时间与相关单位沟通解决。

    5.2.4模型初步优化

    1根据各单位反馈意见和相关规范标准，对模型进行调整修改，并进行对各专业自身进行第一次的初步优化。

    2将建立各专业模型，分别与对应的有关单位进行沟通，进一步确认各专业模型中所包含的信息、元素、构件、规格型号等信息的准确完整。并形成书面签字确认记录。

    3根据各单位反馈的意见和建议，再一次分别对各专业模型进行再一次优化调整。

    5.2.4图：屋面太阳能板及管道排布模型

    5.2.5模型整合

    1进一步确认和统一各专业模型的坐标原点、坐标系、标高系。

    2利用Navisworks软件，将各专业模型进行集成整合，要保证在模型及数据集成过程中，不要有数据、图元、构件等丢失，确保整合后的模型完整性。

    5.2.5图：屋面设备及管道深化模型

    3将整合后的综合模型，对照原设计图纸，进一步分别与各相关单位进一步确认。并形成书面的签字确认记录。

    5.2.6综合模型优化及方案确认

    1模型完成以后BIM技术人员要整体分析综合模型，对各专业之间存在相互冲突、交叉打架、施工困难的等地方，BIM技术人员制定初步的优化方案和建议，并完成第一次的初步深化。

    2BIM技术人员将优化后的模型和优化方案提交各方，由相关参建方，要求参建各方对优化后的模型及方案各自提出建议和意见，并书面反馈到BIM技术人员手中。

    3针对各参建方反馈的模型优化建议和方案，BIM技术人员第二次对综合模型进行深化调整。

    4待第二次综合模型深化完成之后，由BIM技术小组和总包单位牵头组织讨论会议，要求各参建方必须参加方案讨论会。依托BIM模型和各方反馈建议，进行方案讨论确认，对讨论会上的讨论结果形成会议纪要，并要求参会各方确认签字。

    5.2.6-1图：屋面设备及管道深化模型

    5BIM技术人员再一次根据讨论会的结果和优化建议，对屋面综合模型进行第三次修改优化，待模型完成优化后，再一次组织各参建方进行会议讨论，直至各方达成统一意见，完成最终优化方案和模型优化。

    5.2.6-2图：屋面广场砖、设备

    基础、排水沟等深化模型

    5.2.6-3图：屋面广场砖、分仓缝、排气孔、

    排水沟及管道设备排布图

    5.2.7模型出图及图纸确认

    1根据确认版优化方案和综合优化模型，分别对各专业进行反向出具二维CAD图纸。

    2所出的各专业图纸应包含所有的施工尺寸信息和材料信息。出图应清晰明了，信息全面，能够指导现场实施作业施工。包含平面图、剖面图、细部节点图等。

    5.2.7-1图：屋面深化后设备管线

    综合图纸（局部）

    3将屋面工程所出的各专业图纸，分别移交参建各方、设计单位等进行确认审核，审核无误后由设计单位及参建各方分别签字确认。

    5.2.7-2图：屋面深化后设备管线

    综合图纸（局部）

    5.2.8正式版图纸移交

    1根据最终确认版深化图纸，分别移交于参建各方，并对整套屋面施工深化图纸进行交底。

    2形成书面交底记录和各参建方图纸签收记录。

    5.2.9屋面工程施工组织方案制定

    1将设计单位及参建各方确认了全套图纸和优化方案移交总包单位，有总包单位项目部根据现场实际进行施工组织方案制定。

    2待施工组织方案编制完成后，由总包单位组织方案方案交底会议，进行现场组织施工安排，并制定施工计划。

    3对未能按照优化方案和施工计划安排的参建单位，制定相对应的处罚措施。

    5.2.10施工过程指导及验收

    1施工过程中，由总包单位和BIM技术人员进行施工过程中监督指导。

    2各专业或工序完成之后，及时组织人员按照相关验收标准进行验收，并形成验收记录。

    06材料与设备

    6.1材料

    施工图纸（电子版）、标准规范、标准图集、Sketchup、AutodeskRvit2016、AutodeskNavisworks2016、MagiCAD、AutodeskCAD2014软件等。

    6.2主要设备

    07质量控制

    7.1模型创建标准

    《建筑工程施工信息模型应用标准》

    《建筑机电工程BIM构件库技术标准》

    《建筑工程信息交换实施标准》

    7.2BIM出图标准

    《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2010

    《总图制图标准》GB/T50103-2010

    《建筑制图标准》GB/T50104-2010

    《给水排水制图标准》GB/T50106

    《暖通空调制图标准》GB/T50114-2010

    《建筑电气制图标准》GB/50786-2012

    7.3保证措施

    1严格按照设计单位确定的工艺参数及使用功能控制，在屋面工程综合布置和优化时，应遵守各分部分项工程相应规范及设计标准。

    2在保证满足验收规范和相关标准的前提下，进步一提高观感质量。

    08安全措施

    基于BIM虚拟建造屋面深化为纯管理方面技术，只需在室内完成相关工作，安全工作主要做好设备、软件、BIM数据等保护，以及设备用电安全。

    09环境保护

    基于BIM虚拟建造屋面深化为纯管理方面技术，只需在室内完成相关工作，环保措施按三合一管理体系的环境因素管理方案实施。

    10效益分析

    10.0.1经济效益

    1有效的避免了因设计图纸存在的问题，影响工程施工进度和工期，以及造成的返工浪费。

    2利用BIM模型和深化图纸可有效的进行科学化组织施工，避免在各道工序或专业不合理穿插施工、盲目施工产生的浪费和损失。

    3大幅度的降低了施工人员的操作难度，提高了工程的施工效率，同时节约了大量的人工成本。

    10.0.2社会效益

    采用本工法施工，实现了对屋面工程施工整体策划，以及预制装配式应用。不但提高工程整体施工质量，同时大大提高了工效、极大的减少返工工作，施工材料损耗、浪费也得到了极大的降低。大大的提高了各道工序、专业的施工质量，提高了验收通过率。

    11应用实例

    11.0.1桐乡旅游广场（一期）工程

    工程位于桐乡市高桥镇桐九线与高桥大道交叉口西北侧，主楼为框架核心筒结构，地上二十四层，地下二层，裙房为框架结构，地上四层，地下二层，建筑总高度99.2m，总建筑面积：88889.45㎡。工程于2014年1月14日开工，2016年3月15日竣工，其中屋面工程施工应用了“基于BIM虚拟建造屋面深化工法”，实现了对屋面工程施工整体策划，有效的避免了因设计图纸存在的问题，提高了施工工效，减少返工和材料损耗，有效的降低了施工成本。保证了工程的施工质量，具有较好的经济和社会效益。

    图11.0.1桐乡旅游广场一期工程

    11.0.2振石控股集团总部大楼工程

    工程位于桐乡市振东新区环湖大道以北，文安路以西，地理位置优越。1号主楼为框架核心筒结构，地上37层，地下2层；2、3号楼为框架结构，地上2层，地下1层,合同造价：3.8亿元，总建筑面积：64476.68㎡,建筑高度149.90m。工程于2015年12月31日开工，2017年1月16日通过主体结构验收。

    本工程创优目标为“鲁班奖”，各项要求也非常高，其中屋面工程采用“基于BIM虚拟建造屋面深化工法”，对屋面系统进行了综合布置，使得屋面上设备、管道以及广场砖等穿插布局更加合理，提高了施工工效，保证了施工质量，提升了屋面整体观感质量，屋面外观更加美观和谐。为以后施工类似工程积累了丰富的经验，通过本工程应用效果证明，该工法具有较好的经济和社会效益。

    图11.0.2振石控股集团总部大楼工程效果图

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