大型施工总承包工程的BIM应用!

北京城建集团是国内最早开展BIM研究和应用的单位之一。早在2003年集团中标国家体育场(鸟巢)工程总承包施工，我们就开启了探索和应用BIM的历程。在城建集团承建的昆明新机场机电安装工程中，将4D施工管理系统推广应用到机电设备安装工程中，开发了机场航站楼机电设备4D施工管理系统和运维管理系统。在总建筑面积达51万m2的北京英特宜家购物中心工程中，我们实现了4D施工管理和项目综合管理数据的双向集成，使BIM在更大范围支撑项目实现精细化管理。目前，在城建集团在施的大型公共建筑工程中，各类BIM应用项目达几十个，已进入到普及应用阶段。

众所周知，国家体育场工程的钢结构施工是该工程的最大难点。鸟巢的工程钢结构采用编织结构，大量应用无固定线型的空间弯扭构件。整个钢结构工程涉及9 个钢厂、3 个深化设计单位、3个钢结构加工单位、3个现场拼装单位、2个安装单位，钢构件运输距离1600km。同时，工程的质量要求极高，政府要求总承包商管理到每一块钢板、每一个构件、每一条焊缝。如果不采用BIM等新技术和信息化的管理手段，要按时、保质地完成如此复杂的钢结构安装是无法保障的。

在国家体育场工程信息化建设过程中，与清华大学合作进行建筑工程多参与方协同工作网络平台系统(ePIMS +)[2]、建筑工程4D施工管理系统(4D-GCPSU)[3]两个BIM应用系统的开发与应用，与中国建筑科学研究院合作进行总承包信息化管理平台系统、钢结构信息化施工系统、远程视频监控系统的开发[4]，由城建集团安装公司承担现场网络硬件系统集成及视频监控、红外安防系统的建设，并承担维护服务工作。

通过与上述单位的合作，国家体育场工程建成了一套覆盖全部施工单位的有线、无线相结合的网络系统、一套由多种软件平台组成的信息化管理平台系统、一套覆盖全部场区的有线、无线相结合的视频监控系统。上述系统在实际使用中，起到了辅助工程管理的作用，提高了管理人员工作效率，为国家体育场工程的如期竣工起到了较大的推动作用。其中，ePIMS+和4D－GCPSU系统均被专家鉴定为国际先进水平，4D-GCPSU系统获2009年住建部华夏建设科学技术一等奖[5][6]。

该平台系统包括数据层、支撑平台、应用系统3个层次。其中，数据层由BIM数据库[8]、GIS数据库、知识库组成，支撑平台包括4D可视化平台、机电信息管理平台、综合知识平台3项应用，应用系统由昆明新机场航站楼机电安装4D进度管理系统、基于BIM的航站楼机电设备信息管理平台、机场机电设备安装工程综合施工技术知识平台3个部分组成。

针对昆明新机场机电设备安装、运行和维护管理的实际需求，首次将BIM、4D和GIS技术应用于机场机电安装、运行及维护管理中，开发并应用了基于BIM的昆明新机场机电设备安装4D管理系统和航站楼运维信息管理系统。在施工阶段，通过建立基于BIM的机电设备4D信息模型，实现机场航站楼机电设备安装工程施工的4D动态管理以及施工过程的4D可视化模拟。在运维阶段，支持机电设备安装施工信息与运维阶段无损传递和数据共享，实现基于BIM和GIS的航站楼运维的信息化、动态化和可视化管理。利用BIM的空间拓扑信息、资源信息以及机电设备相关信息，进行GIS表现，支持日常运维中的物业、机电、流程、库存以及报修与维护等管理工作和信息查询，为机电设备安装、运维及管理提供科学的信息化管理手段。相关研究成果经专家鉴定达到国际领先水平，获2013年云南省科技进步三等奖。

根据英特宜家购物中心工程的实际需求，使用Revit系列软件创建工程的BIM模型。建模工作分成两个阶段，第一阶段为建筑、结构，第二阶段为机电安装。完成建模之后，在已有的4D系统的基础上，定制开发“基于BIM的英特宜家购物中心工程4D施工管理系统”。此外，开发基于B/S架构的项目综合管理系统，并将系统数据与4D施工管理系统实现共享。

我们在已有的4D和项目管理系统的基础上，实现了4D施工管理和项目综合管理系统的数据双向集成。通过工程实际应用表明，BIM和4D技术实现了项目各参与方之间的信息共享，可大幅减少工程设计中的错误，并有效辅助工程施工过程模拟及动态施工管理，可显著提升施工效率和管理水平，并可为相关决策提供有力支持。