日期：2019-11-04 浏览量：847
BIM技术 驱动建筑业数字化转型
两年前，在雄安市民服务中心建设中，集成了BIM技术、CIM技术、装配式建造方式等30多项国际先进建设理念。今年，雄安BIM管理平台第一标形成了爆炸式新闻，雄安新区的基础设施建设也在积极拥抱BIM技术。雄安的创新试验标志着中国城市建设正式开始进入“数字城市”时代，是中国建筑业数字化转型的集中表现。
张 波 北京市轨道交通设计研究院有限公司信息技术中心主任
作为建筑业数字化转型的关键驱动力，BIM技术的发展收到了建筑业人士的广泛关注。在10月25日举办的第一届 BIM 技术高峰论坛会议中，我们发布了《中国建筑业企业BIM应用分析报告（2019）》。这本报告从2017年起连续编写，记录多年行业发展踪迹，总结和分析我国建筑业BIM应用发展趋势。诚如雄安所展现出来的，近年来BIM技术在我国施工行业的应用发展迅速。报告经过历时4个月的问卷调研，对31个省市868位BIM用户进行调研，从多个视角分析探讨2019年建筑业BIM应用现状、发展情况与趋势、BIM落地方法。
通过对BIM中心人员和管理层人员为主要人群的调查发现，与2017年相比，今年应用BIM项目数量在10个以上的企业占比提升了将近一倍，从16.9%提高到33.07%。有58%的企业建立了企业层面的BIM组织。项目的技术、商务、生产三方面业务内容的BIM应用已经全部有所覆盖。应用率超过50%的应用点依然是技术管理中较为成熟的业务，包括碰撞检查、深化设计、专项方案模拟、投标方案模拟、图纸会审与交底等。
对于企业在实施BIM中遇到的阻碍因素，缺乏BIM人才连续三年成为大多企业共同面临的核心问题，建立BIM人才培养机制是现阶段最迫切的事情。在调查中与互联网、移动技术、云技术、人工智能等的集成应用提高施工现场协同工作效率，项目管理信息系统的集成应用实现项目的精细化管理分别占65.9%和75.35%，是BIM应用的主要发展趋势。
放眼世界数字化转型浪潮，英国一直走在前列。英国政府2015年的统计数据显示，建筑业也收到了数字技术带来的红利：2014年建筑业因为使用BIM技术费用节约8.4亿英镑。而国内却还存在一定的认知偏差，例如，认为BIM技术只适合用于标杆项目，对BIM技术成熟度认知不准确等。事实是，现如今我国的BIM技术已经可以在变更管理、方案管理、质量管理等一般项目所拥有的各个基础环节中应用，逐渐摆脱标杆化；而万达、龙湖、绿城等房地产名企作为建设方也已经走在施工企业前面，纷纷展开BIM技术应用探索。BIM技术应用越来越普遍，范围越来越广泛。
正如报告中所说，BIM应用表现一种趋势：以施工阶段应用为核心，BIM技术与管理全面融合的拓展应用阶段， BIM应用从理性走向攀升；从施工技术管理应用向生产、商务等施工全面管理应用拓展；从BIM向BIM+智慧工地的集成应用拓展；从项目到企业，从施工阶段向建筑全生命期辐射。
广联达在2018年提出了“数字建筑”的概念：利用BIM和云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等信息技术引领产业转型升级的业务战略，它结合先进的精益建造理论方法，集成人员、流程、数据、技术和业务系统，实现建筑的全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化，从而构建项目、企业和产业的平台生态新体系。
其中，BIM作为载体，将项目在全生命期内的工程信息、管理信息和资源信息集成在统一模型中，将建筑实体与虚拟建筑形成虚实映射的数字孪生，打通设计、施工、运维阶段分块割裂的业务，真正实现从设计到施工再到运维的全链条数据共享，让BIM的价值体现在建筑的全生命期。BIM技术是“数字建筑”“数字城市”乃至“数字中国”的数字化基础设施，驱动建筑业转型升级与可持续健康发展。
BIM技术在被动房建造中的应用
2019年10月9日，第23届世界被动房大会在河北省高碑店市举行，列车新城作为大会的核心示范项目受到了与会人士的极大关注，这个项目是迄今为止世界上最大体量的被动房社区，由龙湖集团开发建设，中天建设集团施工总承包。
刘玉涛 中天建设集团有限公司总工程师
被动房包括了隔热保温、气密性、被动式窗户、无热桥、高效的热回收通风五大要素，要满足这些性能上的要求，设计、施工均有许多特殊处理，必须借助于BIM技术开展相关工作。
深化设计
在深化之初建立统一的建模标准及BIM应用指南，建立工序级精细化建模，创建被动房特有的族元素，制作部分关键节点做成施工工艺视频，深化工作主要包括特殊工艺深化、构造深化、机电深化、施工措施深化以及建模图审等内容。
特殊工艺深化主要针对被动房的五大技术特点，充分运用BIM技术可视化功能，制作各类关键节点的施工工艺视频，实现工艺工序的模拟作业，增强技术人员对设计意图的理解，同时用于施工技术交底。另外BIM技术在各种工况下室内气流场分布规律的分析、各类管线走向优化以及各类预留预埋精准定位方面发挥了应用价值，从而实现各道工序的高标准和高质量。
构造深化聚焦于被动房气密性、无热桥等技术问题，结合常规施工工法，在模型创建过程中即识别出质量控制难点，针对性开展“全剪外墙，结构拉缝，小墙垛、过梁一次浇筑，套管模块化一次预埋，层间接茬设企口，热桥由线到点”等深化工作，通过构造优化减少质量隐患。
机电深化与一般项目相似，利用BIM技术进行管线综合，形成各专业平面布置图和预留预埋图，实现净高、排布、走向等方面的优化，被动房标准层设备管线相对较多，楼板里预埋的电管，特别是弱电、空调通风、消防系统、窗外遮阳等各专业管线很多，为避免风、水管支架后固定时破坏预埋管线，预埋管线要事先排布走向并精确预埋。
施工措施深化主要针对实施方案中技术措施的优化，由于被动房对气密、保温等方面有苛刻要求，进行了模板、外架、安全防护等方面的深化工作，采用了三段式对拉螺杆、铝膜拉片、三角支撑式脚手架及机械锚固等技术措施，利用深化模型对采用的技术措施预埋件进行定位和材料统计。
建模图审首先根据审图要点在建模过程中进行问题汇总，基于深化模型进行碰撞检查。对被动房来说由于错漏碰缺导致的一些返工将会引起致命的质量缺陷，因此在深化工作之后再次进行碰撞检查显得非常重要。
项目管理
项目管理主要体现在技术、工程、生产和总承包这几个方面。
技术管理的应用包括场地策划、技术交底和施工方案推演，确保现场马道、临时设施及大型设备等布置合理，通过工艺、方案的动画演示，对管理人员及工人进行交底，明晰设计意图，同时进一步优化技术方案和施工部署。
工程管理包括质量安全管控，借助于模型与实际部位关联和管理流程信息化对质量、安全进行平台化管理，管理数据为人员考核、隐患分析等提供了客观依据。
生产管理包括进度模拟和物资供给，通过模型与进度挂接，直观体现实际与计划进度的关系，利于及时调整关键工序以及资源保障提供。另外，整个社区较大，被动门窗、保温隔热材料等进行物资提量，按需控制材料进场，避免材料闲置、积压。
总承包管理体现在协同，后期各分包队伍进场后利用模型进行场地分配，工作面移交以及质量安全问题的协调。
借助于BIM技术应用，项目团队成功实现了项目管理目标，作为第23届世界被动房大会重要观摩项目，给全球专家、学者呈现了中国建造的精工之作，同时获得了世界最大被动式建筑社区的认证证书。
城市轨道交通BIM应用指南与实践
在加快完善数字基础设施、推进数据资源整合和开放共享、保障数据安全、加快建设数字中国的背景下，城市轨道交通BIM应用也经历从建模基础应用到BIM与GIS、大数据、智能化、移动通信、云计算、物联网结合应用的发展时期。在BIM快速发展过程中，针对城市轨道交通建设的特点，如何建设数字轨道交通？如何有效地组织各方协同工作？如何将BIM应用于全生命期各阶段工作中去？各阶段应该建设精细度如何的模型？数据集成平台如何搭建？这些问题亟待解决。为此住房和城乡建设部在2016、2017连续两年组织城市轨道交通领域建设、勘察、设计、施工等单位，针对城市轨道交通工程如何开展BIM应用进行深入研究，并在北京、天津、石家庄、上海、兰州、西安、重庆、厦门、深圳等城市的轨道交通项目开展BIM应用实践，最终形成《城市轨道交通工程BIM应用指南》（以下简称《指南》）。下面我结合北京地铁19号线1期BIM全生命期应用的具体实践，介绍一下《指南》的内容内涵和实践情况。
张 波 北京市轨道交通设计研究院有限公司信息技术中心主任
该《指南》对城市轨道交通工程BIM应用的组织模式、各方工作内容、各阶段BIM应用内容制定了详细要求，明确了城市轨道交通工程全生命期的BIM应用目标，对如何推动数字化建设给出了系统指导，为城市轨道交通工程建设的安全生产、提质增效、节能环保提供了有力支撑。《指南》明确了城市轨道交通工程BIM应用的组织模式。建设单位统筹城市轨道交通工程建设阶段的BIM应用，根据需求制定技术标准体系、建立组织架构、建设BIM数据集成与管理平台（以下简称BIM平台）、组织和管理各参建单位的BIM应用工作。勘察、设计、施工、监理、设备供应单位、第三方监测单位、质量检测机构、风险咨询机构、材料供货商等参建单位，根据建设单位要求创建模型或提供信息，并利用模型和BIM平台开展相关工作。
《指南》对城市轨道交通工程BIM应用的模型创建、管理与应用做出了具体规定，明确了各阶段的BIM应用目标和内容：在可行性研究阶段，应用BIM对设计总体平衡、运营功能、工程规模、工程投资等进行分析，验证项目可行性、落实外部条件、稳定线路站位、优化设计方案等；初步设计阶段：应用BIM对设计方案或重大技术问题的解决方案进行综合分析，协调设计接口、稳定主要外部条件；施工图设计阶段：应用BIM 对设计方案进行综合模拟及检查，优化方案中技术措施、工艺做法、用料等问题；施工阶段：应用BIM对工程施工方案开展虚拟建造，全面优化施工组织设计；对施工进度、质量、安全、成本等进行管理，提高施工信息利用的效率和效益。
为保障城市轨道交通工程建设全过程BIM集成、传递、共享和应用，完成数字化交付，《指南》根据各阶段BIM应用需要对BIM平台的建设给出了指导性意见。从数据层、引擎层、服务层、应用层、访问层五个方面对BIM平台的系统架构给出了系统性建议，并对BIM平台的建设期功能和运营阶段功能拓展给出了详细的建议。
根据《指南》规定，城市轨道交通工程竣工验收后，应在竣工验收模型中附加或关联满足政府管理部门资料归档要求以及支持线路运营维护的各类数据，向政府管理部门和运营单位进行数字化移交。
数字成果将在城市轨道交通后期智能运维中继续发挥作用，并成为数字基础设施的重要组成部分，对推动实施国家大数据战略、建设数字中国意义重大。
中信大厦BIM综合应用
中信大厦位于北京市朝阳区CBD核心区Z15地块，是中信集团的新总部。项目总建筑面积43.7万平方米，地上108层，地下7层，总高度528米，为北京市第一高楼。中信大厦是国内第一个由业主主导全生命期BIM应用的超高层项目，在中信和业投资有限公司的总体规划下，设计师团队在图纸设计过程中建立了与之相对应的BIM模型；而施工阶段继承设计阶段的模型，并对模型进行深化和部分替换，施工结束后将必要的过程信息和材料设备信息汇总；最终的竣工模型包含了运维所需要的所有信息，在基于BIM模型的可视化运维系统之中使用。
周千帆 中建三局国际工程公司（大项目管理公司）技术部副经理
项目建设启动之时，BIM在国内还处于新兴阶段，少有成熟应用，标准规范也无从谈起。因此，由建设单位牵头，BIM顾问及BIM主要实施方共同编制了《中信大厦BIM实施导则》，以此规定了BIM工作的组织架构、工作内容、技术标准、信息详表以及保障措施等内容，指导所有参与团队的执行。
在实施过程中，设计师在当时较前瞻性地采用了二维、三维协同工作，以BIM完成参数化设计、性能化模拟，帮助团队攻克大厦造型复杂、建筑净空要求高、机电系统排布困难等诸多难题，并实现了图纸、模型的同步交付。
进入施工阶段，施工总包方对全专业的模型进行了深化，超过100人的团队参与其中。凭借高精度的模型，团队完成了模型综合协调、施工方案模拟、数字化加工等9大应用，极大程度提升了项目的管理水平，保证了建筑的品质。其中，全专业综合协调一项累计完成52次，解决了6650项问题，通过软件自动计算与专业工程师综合审查相结合的方式，将硬碰撞和影响施工或运维的软碰撞提前消除，保证一步施工到位。
在稳步推进BIM深化及协调应用的同时，运用三维扫描进行管理创新。BIM团队使用高精度三维激光扫描仪，在每层结构施工完成后，对其开展扫描工作。扫描获得的点云数据可以直接在电脑中查看，是现场影像的1：1真实还原，将这些“真实”的模型与“虚拟”的BIM模型相叠加，可以直接获得施工误差，准确判断质量缺陷的重点部位和存在的质量通病，及时纠偏，保证工程质量。
践行生态优先的理念，项目建设全力推进工厂预制化。工程钢结构用量14万吨，所有构件全部使用BIM完成深化设计。通过定制的钢结构全生命周期信息化管理平台对构件的下料、运输、安装进行全过程追踪管理。优化排版取料顺序，实时更新材料精确位置，减少材料浪费，显著提高加工速度。
项目完工后，建设单位牵头将BIM与建筑智能化集成管理系统(IBMS)、物业管理（PM）和设备设施管理（FM）有机结合，构建智慧运维云平台，实现对建筑的可视化、高精度的智能化管理。
中信大厦在顺利完工的同时，也取得了丰硕的成果。各参建方利用BIM技术在可视、协调、模拟方面的优势，有效地提高了设计质量和效率，在设计及施工阶段累计发现了12500余个问题，大量减少了可能发生的拆改和返工。据统计，现场变更数量较同类超高层建筑降低了70% ~ 80%。据测算，结合BIM对建筑空间进行的优化，为大厦增加了约7200平方米的净使用面积，优化了超过20个大型设备用房的机电排布，使得物业运维更加便捷，大量的构件实现场外加工或预制生产，有效减少了现场扬尘及污染，产生建筑垃圾仅为LEED金级评定标准的10%。这些成果是对项目建设团队的肯定、中国高质量建造水平的最佳证明。
来源：中国建设报
