教科书级BIM应用案例!看北京三建如何落地BIM技术?

作者：芦东 北京市第三建筑工程有限公司BIM中心经理  李贝娜  北京市第三建筑工程有限公司赛迪项目部BIM负责人

1.1 项目基本信息

图1-1 赛迪科技园科研楼建设项目效果

赛迪科技园科研楼建设项目是北京市第三建筑工程有限公司（同“北京建工三建公司”，隶属于北京建工集团，以下简称“三建公司”）的重点项目，将BIM技术应用到项目信息化管理实践中，依托公司强大的综合配套施工能力、先进完善的管理制度、高素质的施工管理人才，项目的BIM应用取得了阶段性成果。

项目位于北京市昌平区沙河镇豆各庄村11号院赛迪科技园内，总建筑面积31450㎡，建筑功能主要包括实验室、车库、人防工程及配套用房。由于工程结构复杂，主体塔楼部分采用钢框架-钢筋混凝土核心筒结构，中部裙房为钢框架结构，地下室为现浇钢筋混凝土框架-抗震墙结构，对深化设计和信息化管理提出了很高的要求。项目建成后将是赛迪工业园区的标志性工程之一，需确保工程质量合格，争创北京市“长城杯”。

1.2 项目难点

（1）深化设计难

本项目机电系统复杂，管线极其密集，且机房众多，管线优化难度大，调试工作量较大，同时钢结构体系作为本项目的主要承重构件，钢结构的深化设计直接影响到整个结构的工程，对混凝土结构重钢筋与钢骨柱的碰撞优化，对指导现场施工而言至关重要。

（2）专项应用重点展示难

在信息化实践上，需要对关键位置进行漫游模拟、对施工专项方案进行动画展示，以便指导施工，优化流程，但是科研楼机房机电管线非常复杂，对专项应用的重点展示提出了极大的挑战，要严格把控模拟展示的精确度和准确度，才能实现对现场施工的有效指导。

（3）现场进度管理难

本项目施工工期紧张，工程量大，材料用量多，涉及功能多，专业分包多，资源配置是否合理和专业工序穿插是否及时是实现工期目标的关键影响因素，对施工组织设计的要求较高。

（4）专业分包多，总承包的项目管理及协调难

专业分包较多、工作交叉面多，包括精装修工程、幕墙工程、建筑智能化工程、泛光照明工程、消防工程、小市政及其配套工程等多家专业分包。

1.3 应用目标

三建公司希望通过BIM技术在本项目中的应用，解决部分实际施工难点，实现以下目标：

（1）培养BIM人才：共培养两类人才，一类是能够进行独立建模的基础型人才，一类是能够进行BIM规划、综合应用的管理型人才。

（2）提高深化能力：通过BIM模型创建与深化、可视化展示等基础应用，高度模拟现场的复杂系统，指导现场施工。

（3）精细化进度管控：模拟现场建造过程，实现生产进度管理流程的规范化，通过平台大数据分析，实现项目生产进度管理经验数据积累。

（4）BIM5D综合管理：基于广联达BIM5D管理平台，实现对项目进度、成本、质量、安全、文档及流程等内容的有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更，缩短工期、控制成本、提升质量的目的。

（5）总结BIM应用方法：通过整个项目BIM技术的应用，总结BIM技术真正落地的方法。

2.1 BIM应用内容

结合赛迪科技园科研楼建设项目的施工难点以及现场实际需求，制定了本项目的具体应用内容：

（1）开展BIM深化设计：对土建、机电、钢结构等各个专业进行深化设计，通过碰撞检测优化管线排布，对混凝土结构重钢筋与钢骨柱的碰撞问题进行优化，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，加快施工进度，降低施工成本。

（2）专项应用展示：根据现场需求，对关键位置的机电管线路由、关键部位的施工工序及施工方法、科研楼整体外观及构造进行漫游及动画展示。

（3）进度精细化动态管理：根据施工总进度计划，编制专业分包工程二级进度计划，从招标、进场、深化设计及施工规定具体的时间节点，现场采用BIM5D平台进行进度动态管理，科学协调各工序穿插、衔接，保证工期节点的实现，实现对整个工程项目的全过程演示及进度控制管理。

（4）BIM5D项目综合管理：通过BIM5D系统项目管理平台集成全专业模型，关联施工过程中的进度、质量、安全、成本、物料、劳动力等信息，实现项目各方的协调管理，提高各部门之间沟通效率，使各部门资源共享化。

2.2 BIM应用方案

（1）组织架构与分工

本项目BIM实施涉及到业主方、设计方、总包方、分包方等，为了项目的顺利实施，必须做到各方责任明确，下表说明了项目各参与方的BIM工作流程以及各方的职责。

表2-1 项目BIM实施过程中各方的职责表

为保证本项目BIM工作的有序开展，需制定相应的BIM推进保障制度和指定相应的责任人，做到专业有专人，责任划分明确。根据本工程特点，BIM参与人员构架组成和相应人员任务划分如下。

表2-2 BIM岗位职责及要求

（2）软硬件配置

为保障本项目BIM应用，本项目拟采用的BIM软件见表

表2-3 软件配置表

表2-4 项目拟配置的电脑参数

（3）BIM应用流程

 根据项目BIM应用目标及项目实际情况明确了项目的BIM应用顺序，具体信息如下所示。

1）在BIM实施前期，结合项目应用目标及应用点的选择，依托业主要求和项目特点，编制本项目的BIM实施标准及BIM实施方案。

2）采购项目相关软硬件设施，以保证后期工作效率。

3）结合设计规范、施工规范及施工经验，在模型搭建前，制定机电专业深化设计原则及支吊架排布原则，确保经BIM深化后的机电排布可以落地实施应用。

4）组织对现场人员进行建模培训，搭建结构、建筑、机电、幕墙等专业模型，并按照BIM5D与Revit模型交互建模规范搭建模型，以保证模型导入BIM5D的可行性。

5）根据现场需求，对各专业模型进行深化设计，提前进行碰撞检测，发现问题，提前解决。同时针对特殊施工工艺、特殊建筑位置进行动画及漫游展示。

6）组织项目人员进行广联达BIM5D平台操作培训，保证项目人员能够使用模型数据以及完成基于BIM5D的项目管理应用。

7）使用BIM平台对模型及数据进行文档的管理及业务应用，确保全过程文件留存；对现场流程管理进行提前设置，实现多方的线上流程审批，使流程关键节点清晰，便于跟踪和问题追溯。

图2-1 BIM应用流程概要

3.1 BIM实施准备

（1）制定BIM实施方案

在项目初期，首先结合项目特点及重难点情况，编制了项目的BIM实施方案，以此统领后期BIM工作。在建模前期，初步完善了项目各专业建模标准、族库规范以及平台应用规范，为后期项目模型的顺利创建提供了基础保障。

图3-1 BIM实施方案

（2）进行BIM实操培训

在项目BIM工作开展各个期间进行了分阶段、分层次的BIM软件及技能培训工作，具体培训的内容如下表所示：

表3-1 BIM实操培训

（3） BIM人员及软硬件配置

采购相关软硬件设施，BIM相关人员全部到位，软件BIM实施人员进场服务，提前进入工作状态，保证后期工作效率。

图3-2 BIM人员及软硬件配置

3.2 BIM实施过程

（1）各专业基础模型创建

根据施工图纸进行赛迪科技园科研楼建设项目建立、整合施工阶段的BIM模型，BIM模型主要包含土建模型、机电模型、幕墙模型、装饰模型、室外管线模型、施工场布模型、施工进度模型等部分。

图3-3 各专业基础模型创建

（2）场地平面布置

本工程场地狭小，为了满足现场材料堆放及加工的需求，基于BIM技术进行施工现场布置，划分功能区域，合理安排办公区、库房、加工厂地和生活区等的位置，尽量减少占用施工用地，使平面布置紧凑合理，直观地反映施工现场周边环境情况，保证现场运输道路畅通，更好地利用现有场地，克服场地狭小的缺陷。

图3-4 施工现场总平面布置

图3-5 施工现场临建展示

（3）多项深化设计

本工程通过BIM技术对项目的重点或难点部分深化设计，施工方也可以进一步对原有安装方案进行优化和改善，以提高施工效率和减少工程变更的浪费。

1）预留孔洞深化设计

对机电管线结构的预留洞孔位置进行BIM模拟和定位，出具三维洞口排布图和位置说明，使得孔洞的位置和尺寸更加准确，避免了施工中的返工核对成本及对施工进度的不利影响。

图3-6 预留孔洞深化设计

2）粗装修净高分析

净高分析需要综合考虑深化后的各系统、各专业模型，在保证符合规范的前提下，确保地面和吊顶的标高准确性，达到最合理的空间利用效果。

3）砌体深化设计

采用BIM技术，通过调整灰缝间距和砌块尺寸等参数，可以将墙体中反坎、斜压顶、构造柱等构件精确布置，导出准确的砌块用量，有针对性地进行材料堆场。与传统方式的现场提量相比，这样不但可以节约材料约10%，还可以减少二次搬运和施工垃圾，达到降本增效、文明绿色施工的目的。

图3-7 排砖图

4）机电深化设计

本项目机电系统复杂，管线密集，因此利用BIM技术三维可视化的特点在施工前期、中期可以对BIM模型进行碰撞检测以及查漏补缺工作。检查机电管线之间、管线与建筑结构之间的碰撞点，将检查出的问题形成碰撞检查报告，然后根据碰撞检查的流程进行审核，审核通过后依据综合管道布置原则进行模型修改。这样既可以优化项目设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，又加快了施工进度，减低了施工成本。

①复杂位置管综：项目BIM工程师根据设计BIM模型，提供设计纠错、模型信息缺陷报告、碰撞检查报告，协助设计人员进行管线综合，在施工前完成管线的优化。

②机电样板间：通过BIM模型综合协调机房，确保在有效的空间内合理布置各专业的管线，以保证吊顶的高度来辅助现场施工。

③制冷机房：根据深化图纸和系统图，捋清管道系统的走向，结合现场的施工及设计意图，对制冷机房进行深化，优化管道走向。

图3-8 机电管线排布

图3-9 机电管线综合

5）钢结构深化设计

依据钢结构深化图纸，对钢结构节点、复杂梁柱节点进行模型建立工作，校核钢结构开孔位置，通过三维直观展示复杂节点钢筋相对位置，指导现场施工。

图3-10 复杂钢结构节点展示

6）装修深化设计

采用BIM技术进行室内装饰构件建模（如窗帘盒、吊顶、木门、地面砖、室内墙面、地面、吊顶、隔断等），进而进行室内陈设布置，墙面砖、成品木门、轻钢龙骨石膏板吊顶等内容展示，提前呈现装修效果，辅助进行装修工程施工指导。

（4）专项应用三维展示

 1）科研楼模型整体漫游展示：通过对赛迪科技园科研楼模型进行整体漫游，直观呈现科研楼的内部构造及外观造型，使项目成员在项目施工阶段对科研楼构造及造型加深理解。

图3-11 科研楼整体漫游展示

图3-12 科研楼内部管线排布

2）办公室内部三维漫游展示：对办公室进行室内陈设布置，墙面砖、成品木门、室内家具等内容预先展示，提前呈现装修效果，辅助进行装修工程施工指导。

图3-13 办公室内部三维漫游展示

3）关键施工工艺动态展示：根据现场需求，对项目基坑土方挖运施工方案进行模拟，对施工过程中的关键工序，包括疏干井施工、土钉墙施工以及护坡桩施工均进行动画展示，确保各项施工方案的合理性，有效提高了沟通效率和施工质量。

图3-14 施工方案模拟

图3-15 关键工序动画展示

（5）进度精细化管理

利用广联达BIM5D管理平台，将各专业模型进行整合，对整合后的模型进行流水段划分，通过将流水段与施工进度计划进行关联，以此来达到模拟现场施工的目的。

BIM5D进度施工模型包含了各种构件的材料信息和资源信息，施工前进行可视化施工模拟，对施工的组织和安排、材料的供应关系以及资金供应等提前进行沟通和协商。在施工模拟阶段，自动根据资源和工期要求，合理分析进度计划的准确性并进行进度优化，从而保证进度计划合理开展。

图3-16 进度精细化管理

（6）基于BIM5D的项目综合管理

本工程以模型为辅，应用为主的观念，在BIM5D管理平台中集成全专业模型，以模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息，为项目提供数据支撑，实现有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更，缩短工期、控制成本、提升质量的目的。

1）进度管理：项目管理人员通过录入进度信息，便可将实际进度与计划进度进行实时对比，系统会自动对滞后工作提出预警提示，确保实体任务的按时完成。另外，通过施工现场阶段性采集的形象进度照片，各方领导可以随时查看现场的形象进度，在技术的支持下，对于现场钢梁、钢柱等构件，进行加工、运输及安装的全程信息化跟踪管理。

图3-17 钢构跟踪

2）质量安全管理：施工要求“过程管理，管理留痕”，现场管理人员发现问题后，手机拍照上传至平台，推送给责任人，责任人整改完成后，将整改完成的部位重新拍照上传，推送给发起人进行验收，合格后即可关闭问题，形成闭环。

通过手机端与网页端的联动，直接从BIM5D管理平台网页端中提取信息，生成质量和安全周报，对于集中频发的质量或安全问题，召开具有针对性的专题会议，制定整改预防措施。

图3-18 BIM5D网页端问题汇总及分析

图3-19 BIM5D网页端问题汇总及分析

3）安全定点巡视：通过BIM5D网页端设置定点巡视位置、巡视频次以及巡视人员，并生成二维码，安全巡视人员扫描二维码进行巡视，巡视未完成会发出预警和通知，项目管理人员可以通过手机端随时掌握项目安全施工状态，进一步优化安全管理的控制手段。

图3-20安全定点巡视

4）资料管理应用

将项目资料进行结构化拆分，多级目录管理。项目相关文件（如：图纸、施工方、技术交底等）上传至BIM云并及时更新，所有人均可随时随地查询所需信息，同时，对文件夹进行权限设置，以防止文件的丢失及泄密，保证资料的完整性和可操作性。

图3-21 协筑平台文档目录信息

图3-22 手机端文档查看

4.1 效果总结

（1）深化设计：赛迪项目利用BIM技术使各参建单位提前介入，进行各专业协同，解决图纸问题305处，优化设计节点65处，为项目部提供可靠技术准备，使图纸问题对施工的影响几乎为零。

（2）专项应用展示：利用BIM技术进行模拟优化、三维渲染、漫游及动画展示，确保各项施工方案的合理性，有效提高了沟通效率和施工质量。

（3）进度精细化动态管理：通过BIM5D进度施工模型，实现对整个工程项目的全过程演示及控制管理，对施工的组织和安排、材料的供应关系以及资金供应等提前进行沟通和协商，合理分析进度计划的准确性并进行进度优化，从而保证了项目进度计划合理开展。

（4）BIM5D项目综合管理：利用BIM5D管理平台中的三端一云，将传统粗放式的项目管理转变为基于BIM技术的精细化管理，提高了工作效率，不但使得管理留痕，避免了扯皮，而且通过信息传递，有效避免了“拍脑袋”式的决策，使得决策有理有据。

4.2 方法总结

（1）形成BIM技术在施工总承包管理模式下的应用流程，包括建模标准、BIM模型管理标准、BIM技术应用实施方案、实施流程、深化设计方案在内的相关技术标准流程。

（2）制定BIM实施方法，包括BIM工作管理方案、文件会签制度、BIM例会制度、质量管理体系等管理制度，保证本工程BIM技术的实施。

（3）BIM人才培养总结：本工程BIM技术的应用实施，达到了预定的应用目标，为公司培养了一批BIM应用骨干人员。