本文是一篇公共建筑工程论文，本文对BIM技术在公共建筑中的应用展开了研究，查阅了大量的国内外文献，并通过实际项目的实践，介绍了BIM技术在施工中的优势与价值。
第1章绪论
1.1研究背景和意义
1.1.1研究背景
随着我国科学技术水平逐步提升，推动国家经济建设在各行业领域飞速发展，相比于其他行业领域，建筑业总产值的增长尤为突出，在2016年增长高达至193567亿元[1]，极大推动了国家城市化建设发展进程。然而，工程建设项目在其设计、施工、运维管理各阶段，由于建筑行业传统施工技术存在局限性，往往造成工期延误、成本增加，存在严重工程浪费现象。同时，在城市化建设不断推进的过程中，机电安装工程在工程建设中比重明显增加，传统施工技术难以满足现代化建筑机电施工难度的要求。建筑机电施工是建筑工程中不可分割的一部分，建筑机电安装工程具有专业知识涉及范围广、现场施工安装工艺复杂、施工工期时间跨度大、新型材料设备技术的应用多等特点。
大型公共建筑作为常用的综合性建筑，往往功能性强、人流使用广泛、以及建筑结构具有复杂性，公共建筑内外部机电设备在保障其各方面正常开放运行占据重要作用。针对公共建筑使用功能的特殊性，公共建筑的机电安装不同于常规建筑机电安装工程，不仅对其机电安装工程的安装工艺和施工技术要求极高，而且机电设备的安装使用要为公共建筑各方功能的正常运行提供保障[2]。
机电安装工程作为公共建筑项目的重要组成，具有多专业系统、机电排布设计复杂、在工程项目总造价中比例高等特点。在公共建筑项目中，机电安装工程往往由于各专业设计图纸之间协调性差，存在机电各系统管线空间排布设计问题未能在施工前有效解决，可能出现土建洞口预留位置不当、二次结构砌筑施工与管线安装之间施工进度安排不合理、管线排布方案不合理导致支吊架无法搭设等施工问题，增加公共建筑工程人力和物力成本[3]。因此，在公共建筑机电安装工程建设中，采用科学合理的安装工艺和施工技术，协调现场机电安装和土建专业施工工序方案，减少机电安装工程浪费，是我们亟待解决的课题[4]。
1.2国内外研究及应用现状
1.2.1国外研究应用现状
BIM这一概念最早出现于20世纪70年代，经过众多专家学者对其不断补充和完善，将建筑工程建设与信息科学技术相结合，最终形成BIM技术，并广泛应用于建筑业工程建设的发展。
美国Eastman教授于1975年将建筑物单体分解为某单一构件对其进行研究分析，总结提出了Building Description System概念，使建筑工程建设开始走向可视化发展，为实现BIM数字化建造技术提供了理论支持[7]。之后于1986年R.Aish学者根据对建筑信息化水平的发展的研究，首次提出Buliding Modeling这一概念，进一步推动BIM这一概念的发展。于1992年，G.A.Van Nederveen和F.P.Tolman两位教授通过分析研究，将建筑工程建设与科学信息化技术相结合，最终总结出“Building Information Model”这一术语概念[8]。
随着BIM概念的出现，越来越多的企业专家进行深入研究，Autodesk公司作为其中显著代表通过对BIM的总结应用，将建筑工程构件信息以数字化方式表达出来，并于2002年正式发布《BIM白皮书》，不断推进BIM技术在建筑领域的应用发展[9]。
BIM技术在建筑行业领域的应用发展，不仅要有配套的软件设备支持工程建设应用，更要统一国家行业BIM相关标准，便于规范建筑工程建设BIM技术应用效果。Building SMART组织针对建筑工程信息数据的研究，将工程信息与相关共享数据内容的信息模型进行总结定义，制定了Industry Foundation Classes标准[10]；该组织通过总结分析建筑工程建设从设计之初到运维管理整个项目生命周期过程，对其工程数据信息相互交换所需要的每一个过程进行定义，编制了InformationDelivery Manual标准[11]；随后该组织将所有相关的概念和术语进行汇总分析，剖析其内部深层含义，为便于加深对概念和术语的应用理解，实现精确定义其标识码GUID，发布了International Framework for Dictionaries标准[12]。
第2章基于BIM技术的公共建筑模型建立
2.1 BIM技术应用优势
2.1.1传统二维图纸施工缺陷
在传统的二维机电设计图里，公共建筑往往项目体量面积大且功能复杂，机电各系统图纸设计经常会出现标高冲突、管线排布交叉碰撞，机电专业与建筑结构专业之间也会出现大量的碰撞。多专业间碰撞冲突、管综排布设计不合理等问题，会造成施工现场机电安装出现反复拆改施工，影响建筑室内净空高度，延误项目工期正常进度，导致工程建设成本浪费等，并且可能会给公共建筑的正常使用带来潜在的安全风险。
而传统的用于规避上述问题的方法是：在二维图纸中对各专业管线布置进行调整[32]。但这种方法只能在平面上对机电管线进行排布，然而机电管线设计图中更多的是机械的叠加，应用二维图纸对纵向管线进行深化设计，机电系统各专业管线位置只能大致确定，然后确定各管线的标高，并对管线排布复杂部位做出局部剖面图[33]。这种方式有很大的局限性，具有以下缺点：
（1）二维图纸中，各专业系统在不同图纸中，管线层层交错排布等问题只能靠施工人员经验观察，不可避免地会导致疏漏，且这类问题难以进行具体分析，所以这就导致了在施工前无法完全解决碰撞问题，造成了施工过程中的管线拆改与工期拖延。这类的缺点在复杂的公共建筑项目中更加明显，因为由于公共建筑的建筑结构形式多样，传统的方法很难解决此类问题。
（2）在应用二维图纸中容易出现在解决管线碰撞问题时，只考虑单一系统的情况，但是由于各个系统相互关联，一处的碰撞解决了，其他地方容易产生新的碰撞，无法全局把控。
（3）在二维图纸中只是原则上确定各专业管线的标高和位置，很多地方的管线无法确定明确的标高，只有少部分绘制局部剖面图的位置，会有管线的明确标高和定位，增加图纸设计工作量。
2.2工程概况及特点
（1）某传媒中心项目工程概况及特点
①工程概况
本传媒中心为一幢5层广播电视技术中心楼，总建筑面积为38983.6㎡，其中，地上建筑面积为26033.45㎡，主体结构采用混凝土框架剪力墙结构，建筑内部包含多个大小面积不一的开放式演播厅和配套多功能使用房间等公共用房；地下部分分别由层高为4.0m和5.85m两层组成，地下建筑面积为12950.16㎡。某传媒中心效果图如图2-1所示。
②项目特点
本传媒中心项目为大型公共建筑项目，由于其传媒中心的主要功能为演播大厅、录音室、总控播出室、文艺录音室、直播室及各种功能用房，故其对通讯、灯光、声音等要求高，在机电方面需要隔音措施及各种专业设备，使其管线布置十分复杂。并且本传媒中心项目建筑结构专业设计早，机电专业为满足建筑功能及国家规范，在设计中添加大量管线，由于设计人员为单专业设计，不易发现各专业之间的冲突，导致本项目机电系统管线布置错综复杂。
作为多功能综合性广播电视技术中心楼，本项目不仅包括供给本传媒中心在日常功能使用的生活给水系统、将使用过后的废水和屋面雨水及时收集和排放的排水系统、以及应对消防火灾等突发情况的消防系统等给排水系统，还具有供应日常演播和设备使用的照明配电系统、保障本传媒中心工作正常运行的相应配电系统等众多电气系统和通风、送风等相应暖通系统。
第3章公共建筑机电模型深化设计............................23
3.1基于BIM技术的碰撞检查.................................23
3.2公共建筑机电管线排布难点.............................27
第4章公共建筑机电安装施工管理应用研究......................43
4.1公共建筑机电安装工程施工难点......................43
4.2 BIM技术在机电安装施工模拟中的应用优势..........................43
第5章基于BIM技术的公共建筑施工效益分析.........................51
5.1 BIM技术在工程量统计中的应用....................................51
5.1.1公共建筑机电安装工程量分析..........................51
5.1.2基于BIM技术的工程量统计.................................51
第5章基于BIM技术的公共建筑施工效益分析
5.1 BIM技术在工程量统计中的应用
5.1.1公共建筑机电安装工程量分析
在项目施工过程中，机电安装工程是很重要的部分，其特点具有覆盖专业广、安装施工难度大、专业要求高等，建筑项目的使用功能需要依靠机电各专业系统的综合应用实现，因此，在公共建筑项目中，机电安装工程应实施严格管理。本项目机电安装工程中管段、管件和设备等施工材料占重要比例，其费用约占施工总成本的60%—70%[51]，所以在机电安装过程中控制施工现场材料的使用有着非常关键的作用，根据以往公共建筑施工现场情况分析，普遍存在的问题可以概括为两点：
（1）在施工过程中，由于机电管线系统多而复杂，各专业间缺乏沟通，各专业现场施工只考虑本专业的布设是否合适，但没有考虑到别的专业是否有足够的安装和施工空间，这种情况致使各专业间管线排布出现大量碰撞问题，给机电各系统在施工及使用方面都带来极大阻碍。
（2）建筑机电安装工程系统众多，各系统涉及大量专业设备；同时各系统都有特殊功能，对施工技术有着严格的要求，这使得各专业系统是独立进
