BIM技术在北京银峰SOHO项目的应用

霍 磊，周竞天，顾 鹏，张五宝

（北京兴电国际工程管理有限公司，北京 100044）

1 BIM介绍

BIM 是建筑信息模型(Building Information Modeling)的缩写，指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型。BIM 为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。对于设计师、建筑师和工程师而言，应用 BIM 不仅要求将设计工具实现从二维到三维的转变，更需要在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计理念。其最终目的是使得整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段，都能够有效地实现节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。

1.1 BIM的特点

1.1.1 可视化

可视化即“所见所得”的形式。对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的。例如经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上采用线条绘制来表达，其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可。但是现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断出现，这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。BIM 提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件以一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。目前建筑业也有由设计方面出效果图的案例，但这种效果图是分包给专业的效果图制作团队，通过识读、设计制作出的一种线条式信息，并不是通过构件的信息自动生成的，缺乏同构件之间的互动性和反馈性。然而 BIM 提到的可视化是一种同构件之间能够形成互动性和反馈性的可视。在 BIM 建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，因此，可视化的结果不仅可以用来展示效果图及生成报表，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

1.1.2 协调性

协调性是建筑业中的重点内容。不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相互配合的工作。一旦在项目的实施过程中遇到了问题，就要将有关人士组织起来开协调会，找出施工问题发生的原因及解决办法，然后出变更，采取相应补救措施解决问题。那么，对问题的协调真的就只能在出现问题后再进行吗？在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位而出现各种专业之间的碰撞问题。例如，暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，在真正施工过程中，布置的管线可能正好同结构设计的梁等构件的位置相冲突。以往这类施工中经常遇到的问题，就只能在问题出现之后再进行协调解决。然而，BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说 BIM 建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然，BIM的协调作用并不是仅仅体现在此。它还可以解决诸如电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调，防火分区与其他设计布置的协调，地下排水布置与其他设计布置的协调等。

1.1.3 模拟性

BIM的模拟性除了能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟在真实世界中不能够进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标阶段和施工阶段可以进行 4D 模拟(三维模型加项目的发展时间)，也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。同时，还可以进行 5D 模拟(基于3D 模型的造价控制)，从而实现对成本的控制；后期运营阶段可以进行日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

1.1.4 优化性

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。虽然优化和BIM 并不存在实质性的必然联系，但在 BIM的基础上可以更好地做优化。优化性受信息、复杂程度和时间的制约，没有准确的信息是做不出合理的优化结果的。BIM 模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力已无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过了参与人员本身的能力极限，BIM 及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。

目前基于BIM的优化可以做下面的工作。

(1)项目方案优化。把项目设计和投资回报分析结合起来，可以将设计变化对投资回报的影响实时地计算出来。这样，业主对设计方案的选择就不会仅仅停留在对形状的评价上，而更多地可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

(2)特殊项目的设计优化。例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计。这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例与前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方。对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价上的改进。

1.1.5 可出图性

BIM 并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸以及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出综合管线图(经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后)、综合结构留洞图(预埋套管图)、碰撞检查纠错报告以及建议改进方案。

2 BIM在银峰SOHO的应用

2.1 BIM对银峰SOHO项目的作用

根据《中国商业地产 2010年 BIM 应用研究报告》的结果，有两项针对业主的调查数据值得关注(见图1)。

图1 《中国商业地产2010年BIM应用研究报告》针对业主的两项调查数据

77%的业主遭遇到图纸问题而造成的损失；45%的业主遭遇到 100万以上的损失。任何一个商业地产的管线碰撞问题，直接损失就在百万级别。事实上，在类似本工程的大型项目中，仅仅由于机电管线碰撞问题所造成的损失就可能上千万元。所有的业主都想要避免损失，银峰 SOHO的业主也不例外。银峰 SOHO 工程属于大型公建项目，涉及专业多，管线复杂、排布密集，各专业图纸在设计过程中的空间协同考虑难度大，各专业管线之间的空间碰撞问题严重。

设计院提供的二维管线综合图纸，管线密集、错综复杂，设计意图反映不够清晰，技术人员对图纸的信息掌控的错漏现象在所难免。若不采取有效的技术措施，不仅将造成工程的大面积返工，给企业造成损失，而且会造成工期的滞后，无法保证正常履约。

因此，业主选择用 BIM 这一避免重大损失的工具，其协调性服务的特点就可以帮助处理各种碰撞问题。用 BIM 模型，在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供用来指导施工，避免重大碰撞的发生。

2.2 BIM技术实践应用

BIM 技术在银峰 SOHO项目机电安装工程中，起到了一个总体策划的作用。三维建模的过程，就相当于一个模拟的总体施工过程，可以对将来施工中可能出现的问题提前衡量和制定应对策略，实现了对整个工程的提前掌控，从而帮助管理人员更好地开展管理策划工作。成竹在胸，游刃有余。

(1)本工程整体施工量大，设计专业较多，工期短，管线错综复杂。要保证施工进度及合理组织劳动力，就必须划分好各个专业之间的作业面，合理安排施工顺序。而清晰合理的管线综合排布图，就是决策的依据与根本所在。因此，综合管线布置图就成了 BIM 技术在银峰 SOHO 施工过程中发挥重要作用的法宝。在工程开始阶段，由专业人员对整体结构、水、暖、电管线进行三维排布，并考虑到各个时期劳动力需用量以及各专业的安装要求，对银峰 SOHO 安装工程施工进行合理排布。

在 BIM 技术开展过程中根据实际情况，充分考虑各专业管线安装的顺序及时间，进而科学安排材料招标、进场时间，以及适时组织各劳务分包专业队伍的进场，从而实现对材料、人力的科学组织与管理。根据不同的时间及时转移工作重点，结合土建工程、装饰工程的施工进度计划，合理地安排劳务以及各阶段施工中心位置。

(2)银峰 SOHO项目中，公共走廊、管井、空调机房都属于管线密集区域。利用 BIM 技术的三维建模技术完成各专业间管线排布，合理规划有限空间，实现空间利用最大化。银峰 SOHO 三维建模方案的最终确定，正是利用建模的直观模拟性，保障了水、电、风三个专业在紧密的空间内最大限度地利用空间，减少支架使用量及对走廊空间的占用。

(3)发生新增变更后，及时调整数据模型，针对变更所衍生的新问题进行重新分析，制定策略，实现动态管理。银峰 SOHO项目由于工期短、工作量大，各方面变更经常发生。但有变更就有变化，牵一发而动全身的现象时有发生。如何最大限度地减少变更发生以及业主方和施工方的损失，是一大关键。利用 BIM 技术三维建模对变更及时设计出方案，在达到设计要求的前提下做到变更改变量最小化，是银峰 SOHO项目BIM 技术应用的一大特点。

(4)利用 BIM 技术的工程量统计功能，实现对风管、水管、电线、电缆等工程量的精确统计。

(5)缓解专业工长在施工管理过程中的压力。实体模型用于指导施工的每一个环节，实现二维图纸的三维模型化，变抽象为形象，降低了技术交底的难度，更有利于劳务人员领会设计意图，降低了信息传递过程中发生偏差的风险。

(6)合理安排和配置劳动力，错开施工的高峰与低谷。利用 BIM 模型可以将工程量提取出来，与工程进度匹配后形成劳动力配置表，对劳动力分配进行优化。

在管线施工过程中，经常会出现一些各专业之间的安装顺序错误而导致的二次返工的情况。尤其是在施工中抢工期过程中，各个专业之间的施工没有一个中心组织施工方式。这个问题看似简单，但真正解决起来却不是那么容易。以往的做法完全凭借施工经验去解决，根本起不到作用，因为它包含很多外界因素。而 BIM 技术的出现完全扭转了这一现象。银峰 SOHO 施工中，各个专业在各工作面的施工进度完全不同，但是以三维建模的形式完全模拟出施工现状，合理地安排了劳动力的投入以及各专业管线的安装顺序，从而最大限度地保证了施工的顺畅进行，尽可能使各专业之间不发生二次返工情况。

3 利用BIM技术，实现监理的过程化管理

银峰 SOHO 监理项目部从 2012年初就开始了对 BIM的开发与研究，采购了配套的软硬件设备，并且成立了工作小组。在经过一段时间的学习之后，对于BIM 软件的使用以及简单的建模工作，都有了较充分的了解和掌握，从而开始探索 BIM 与监理工作的结合问题。

3.1 利用BIM模型进行验收工作

项目部监理工程师掌握了 BIM 轻量化模型软件 3Dvia Composer 后，利用 Composer 软件对电脑要求配置不太高的特点，使用笔记本对施工现场进行管理。发现与模型不符的位置，要求施工技术员重新与图形进行对比；有偏差处及时整改。在现场验收中，监理工程师依旧用 Composer 软件对现场进行验收，使用直观的3D 模型更加完整地掌握现场信息，辅助现场验收工作。

3.2 利用BIM模型对现场进度进行预控

利用 BIM 模型可以将工程量提取出来，与工程进度匹配后形成劳动力配置表；将各个时期、各个区域的人员预计投入情况导出。这样可以有效监控现场劳动力情况。尤其是在结构施工时期、二次结构施工时期、机电管线安装时期等人员高峰期，监理工程师根据配置表到现场核对现场人数，提醒现场管理人员合理调配施工人员，保证现场施工进度。

3.3 利用BIM模型对现场质量进行把关

BIM 技术不仅对建筑整体进行 3D 建模，也对现场的细部处理进行 3D 建模。项目部要求施工单位对关键部位按图集进行建模处理，将处理后的模型用来给工人做技术交底。使用直观的3D 模型更加完整地掌握现场部位的做法，有效地控制了现场质量。验收时监理工程师也按照模型对关键部位进行验收。

3.4 利用BIM技术对现场机电管线施工进行过程监理

使用直观的3D 模型对比现场与模型的偏差。监理部工程师通过 3Dvia Composer 模型与现场管线进行对比，将有偏差的部位再次与施工图纸对比；若与图纸不符即刻要求施工返工整改。这一做法更加简化了监理部对过程的管理，对现场过程控制起到了很大的作用。

3.5 利用BIM技术对现场幕墙进行过程控制

银峰 SOHO项目新颖的结构加大了幕墙施工的难度。光幕墙类型就包含了单元式玻璃幕墙、框架式玻璃幕墙、铝板幕墙、石材幕墙、铝合金百叶、玻璃门、屋顶拉伸铝合金板网、雨棚等。这样复杂的幕墙形式，利用 BIM 对幕墙进行建模以及对细部进行处理，直观有效地帮助了监理工程师对幕墙进行过程控制。

4 结 语

BIM 技术在发达国家的建筑设计、建筑施工中应用非常广泛。它能帮助设计及各参建单位预控和解决很多现场实际问题，帮助我们更快、更好、更绿色地完成复杂的项目。

笔者重点阐述了银峰 SOHO项目中 BIM 为监理工作所作出的帮助。BIM 能帮助我们更加直观地进行验收工作，对项目人机料进行有效预控，对现场质量进行严格把关，对复杂的管线更加综合直观地进行检查，对复杂的幕墙施工进行过程控制。BIM 为监理工作能做的事情其实还有很多，项目部也在不断探索着新的方向。在结合银峰 SOHO项目特有的资源、数据的条件下，可以让 BIM 服务更多，更加放大 BIM 在监理工作中的效用。