空港项目BIM应用探索——西咸空港综合保税区事务服务办理中心项目BIM应用介绍

文｜何琳 耿秦

在项目施工前建立BIM模型，提前发现图纸问题并指导现场施工。可以跟施工进度相结合，合理优化工期，对比计划进度和实际施工进度情况。最重要的是BIM还可以跟造价和成本相结合，控制现场材料采购，合理安排资金计划，过程中实现成本的多算对比等。

图1 空港项目效果图

西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程，为全现浇钢+型钢混凝土+钢筋混凝土混合框架结构。整个建筑形体类似“飞碟”。外围轮廓是类球面圆形。

地上部分建筑形体骨架由68条钢结构球面曲肋和7道型钢混凝土环梁组成。（图1所示）

好事多磨：艰难的BIM厂家比选

空港项目外形类似“飞碟”，结构复杂，施工难度大，被业内专家誉为西北“鸟巢”。依靠传统的管理手段难以有效控制施工质量、进度和成本，因此项目管理团队从开工伊始就在思考：是否有新的管理手段提高本项目管理水平。

住房和城乡建设部十二五规划重点推广的BIM技术，进入了大家的视线。BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，在项目施工前建立BIM模型，提前发现图纸问题并指导现场施工。可以跟施工进度相结合，合理优化工期，对比计划进度和实际施工进度情况。最重要的是BIM还可以跟造价和成本相结合，控制现场材料采购，合理安排资金计划，过程中实现成本的多算对比等。随着了解的深入，项目管理团队对BIM技术的应用满怀憧憬，并且得到了公司总部的大力支持。不过BIM厂家的选择成为了大家面临的首要难题。

通过了解，整个西北地区分专业做BIM应用的项目已经有好几个，特别是机电安装和钢结构专业，但在施工全过程应用BIM技术的项目目前还没有。为了应用BIM技术，项目团队考察了多个国内外BIM软件，也考察了多家设计院。在选择BIM厂家的过程中，碰到了以下几个难题：

1） 与设计院合作的BIM厂家是否适合施工企业？设计阶段BIM的需求跟施工阶段不同，除了图纸碰撞问题外，施工企业关注的是进度管理、成本管理和质量安全管理，而设计院更多的是利用BIM来解决图纸问题以及做建筑性能分析等。因此设计BIM并不适合施工企业使用。

2） 国外BIM软件还是国内BIM软件好？从理念和成熟度来说国外BIM软件具有优势，但由于国内外工程管理模式、技术规范和要求不同，导致国外BIM软件在施工阶段“水土不服”。

3） 直接采购BIM软件系统好还是采用服务方式好？到底是直接买BIM软件使用好，还是请BIM咨询顾问好。后面发现BIM应用建模只是基础，模型建好后如何结合项目日常管理使用才是关键，BIM应用最重要是配套的管理体系。因此最终决定采用BIM服务方式来做项目。

综合考虑，项目管理团队最终选择“项目数据全过程服务（Project Data Providing Services，简称 PDPS）”来引入BIM，协助项目进行管理应用。

项目全过程关键应用流程介绍

施工阶段：建造阶段碰撞检查、图纸问题整理、主要材料用量计划、两算对比、三维技术交底，iBan移动应用。

结算阶段：结算审计配合。

运维阶段：BIM资料集成管理。

施工阶段应用。

【建造阶段碰撞检查】

应用云计算的优势，通过Luban BIM Works对设计院各专业图纸进行合并，发现冲突的地方，协调设计院进行修改。Luban BIM Works提供了自动检测碰撞点功能，可以在短时间内自动查找出模型内所有冲突点，完成项目建造阶段的各专业（钢构、机电、土建结构等）碰撞检查，发现影响实际施工的碰撞点。

1) 深化设计：结合现场实际情况、施工工艺需对设计方案进行完善。

2) 施工方案：根据业主方、监理方、施工班组意见进行方案调整。

应用流程图：（图2所示）

【图纸问题整理】

通过建立模型，及时发现设计图纸问题，一方面第一时间反馈给设计院进行修改。另一方面事前发现设计错误可以有效控制成本。

应用流程图：（图3所示）

【主要材料用量计划】

通过BIM模型准确计算工程基础数据，利用数据对工程现场实际主材用量事前控制，节约材料用量，实现精细化管理。

应用流程图：（图4所示）

【两算对比】

BIM模型工程量和现场实际工程量分阶段、区域、构件进行对比，及时发现施工中存在的问题，以便采取切实有效措施，保证材料用量不超预算。

应用流程：（图5所示）

【三维技术交底】

利用BIM模型对复杂节点进行三维可视化交底，确保施工班组按图施工，避免返工，是BIM区别于二维图纸的重要特点。

应用流程：（图6所示）

【iBan移动应用】

利用移动终端（智能手机、平板电脑）采集现场数据，形成质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料，与BIM模型即时关联，方便施工中，竣工后的质量缺陷等数据的统计管理。具备以下特点：

1) 缺陷问题的可视化：现场缺陷通过拍照来记录，一目了然。

图2↑

图3↑

图4↑

图5↑

图6←

图7→

图8 土建BIM模型

图9 局部弧形砼墙配筋图

图10 土建工程量（部分）

2) 将缺陷直接定位于BIM模型上： BIM模型定位模式，让管理者对缺陷的位置准确掌控。

3) 方便信息共享：让管理者在办公室即可随时掌握现场的质量缺陷、安全风险。

4) 有效的协同共享，提高各方的沟通效率：各方根据权限，查看属于自己的问题。

5) 支持多种手持设备的使用：充分发挥手持设备的便捷性，随时随地记录问题。

6) 简单易用，便于快速实施：实施周期短，便于维护。

7) 基于云+端的管理系统：运行速度快，可查询工程相关数据。

应用流程：（图7所示）

小试牛刀：BIM技术带来的惊喜

2013年7月，项目开始和BIM团队合作，用11个工作日建立了项目土建模型，10个工作日建立了钢筋模型，并且在1个月内提交了相应的成果报告并安排人员进行驻场指导。（图8、9所示）

取得的成效：

1） 工程量精算

由于项目复杂，异形构件多，靠手工计算项目工程量非常困难，而对于BIM来说，模型建好以后，相应的工程量就自动计算出来，而且符合陕西2004定额和计算规则要求。并形成一份完整的施工图预算，为后续施工管理提供了可靠依据。（图10、11所示）

2） 图纸问题查找

通过BIM模型的建立及后台专家知识库的检查，发现了不少图纸的问题。土建发现了45处图纸疑问，钢筋发现了41处图纸疑问。这些问题的提前发现，避免了施工时碰到后，再讨论修改图纸，影响施工质量和工期。（图12、13所示）

渐入佳境：BIM技术深入应用

从一开始大家对BIM抱着怀疑的态度，到大家认识到BIM的好处，并主动要求学习BIM。项目部应用BIM也是在逐步深入，渐入佳境。有一些新的应用在项目上已经展开或者尝试和准备使用，主要包括以下几个方面：

1） 全过程数据提供

通过建立BIM协同平台，把空港项目BIM模型上传到BIM平台上进行统一管理，对不同人员权限进行设定，协同相关管理人员在BIM平台上查询数据。例如浇筑混凝土可以查询计划混凝土量，钢筋采购可以查询不同直径钢筋需求量等。（图14所示）

2） 材料精细化管理

材料精细化管理分为事前采购计划、事中领用控制和事后用料分析三个步骤。

利用BIM模型的构件级数据库，可以快速、准确获得施工过程中材料数量，一方面作为材料管理的上限控制，另外一方面作为现场材料管理的控制手段。随时为采购计划的制定提供依据以及审核，为限额领料提供及时、准确的数据支撑，通过事后分析对比为“飞单”等现场管理情况提供审核基础。（图15所示）

图11 钢筋工程量（部分）

图12 土建图纸问题

图13 钢筋图纸问题

3） 安装管线综合优化和碰撞检查

利用BIM模型可以轻松快捷地检查在三维空间环境下各专业的碰撞情况，空港项目利用BIM模型检查出地下车库机电安装工程中进水管与风管发生碰撞、消防系统与风系统发生碰撞等几百处。并且对碰撞位置进行管线综合优化，提高室内净空高度，优化管线走向等。

图14 BIM平台权限设置

图15 钢筋材料计划细化到构件

图16 工程资料档案与BIM模型关联

4） 工程资料档案管理

基于BIM技术档案资料协同管理平台，可将施工中、竣工后需要的资料档案（包括验收单、合格证、检验报告、工作联系单、设计变更单等）等列入BIM模型中，实现高效管理与协同。（图16所示）

5） 分包审核支付管理

分包工程量核对是对各分包工程结算中的一个关键、决定性环节，由于计算主体所处的立场不同，计算结果往往大相径庭，人们对规范、定额的理解有差异，设计图纸有时也有歧义，模棱两可，这样双方意见很难统一，从而导致结算工作迟迟不能了结。

基于BIM技术的分包工程量核对，可以在项目初期建立预算模型，随着施工进度，对模型进行维护，根据设计变更、签证、施工方案等对模型进行调整，建立施工模型，与现场施工一致，通过模型可指导现场施工，同时模型中富含大量、精准的工程量数据，在后期对分包工程量核对时，可以直接从服务器中调取到最新的模型数据，任何数据都可以反查至模型中的构件、计算式等，清晰明了，以此审核分包工程量，可以有效的避免分包虚报、多报的情况发生。

6） 质量安全控制

利用智能手持终端拍照功能，现场人员使用iBan随时将工地现场的隐蔽验收情况、质量问题、安全问题以及文明施工问题等拍下来，标注位置、问题性质等各种属性，实时上传到BIM服务器，与BIM模型相关联。被授权的管理人员通过LubanBE(BIM浏览器)实时得到通知并查看。通过积累，逐步形成一个现场图片结构化的数据库，非常方便图片数据的再利用，对现场管理形成强有力支持。

通过移动应用和BIM相结合来提高现场质量安全的管理，每天每周发现的问题有据可查，并且落实人员进行整改，在工程例会上，可以快速查询和统计落实整改的情况。（图17、18所示）

图17 iBan照片与模型对比

图18 现场质量安全报告

任重道远：BIM团队和体系建设

BIM管理体系建立

通过空港项目试点，把BIM应用加入到现有的项目管理流程中，在相关计划、审核等环节加入BIM应用，让项目管理人员慢慢养成习惯。对每个岗位，包括项目经理、总工、材料员、资料员等形成一套BIM的岗位操作手册，指导项目岗位使用和操作BIM。最重要的还是希望由集团公司牵头建立BIM中心，指导和培训各项目部人员使用BIM，并结合相关的BIM岗位晋升和考核制度，形成一套完整的BIM管理体系。

BIM团队培训

BIM作为一项新技术，大部分人对其了解还是一知半解，因此团队培训是关键。空港项目人员对于BIM热情非常高，经常利用晚上空余时间进行学习，包括BIM基础知识、建模、查询应用等。

空港项目BIM应用除了本身项目管理的需求外，更大的价值在于培养BIM人员以及建立BIM应用的流程、制度等管理体系。并且这些不是靠一个项目就能完成的，毕竟这个项目还不具备普遍性，需要更多项目的尝试和累计才能形成完善的BIM团队和管理体系。空港项目作为试点，这方面的工作只是刚刚起步，还需要不断的学习和探索。