基于BIM 的项目级在线问题沟通平台开发与研究——乌鲁木齐高铁站项目

王立媛 高 路

(上海建工五建集团高路数字化营造创新工作室，上海 200333)

1 工程概况

五建集团基于BIM 的大胆探索和应用从未停止，自2012 年应用实施BIM 以来，始终坚持“一流产品、五建生命”的核心理念，先后与国内外数十家系统软件厂商开展合作，在自己开发的项目上大胆试用、使用，并根据企业自身管理特点逐步梳理基于软件系统的管理流程和管理制度，自主开发研究形成了集团独有知识产权的基于BIM 的在线问题沟通平台。

由五建集团担任的项目，乌鲁木齐高铁站N1地块以“天山雪海，丝路明珠”为设计意象，以流线型的态势从大地升起，圆润光洁，宛如一颗美丽的明珠。该项目预投资27 亿元、站房总面积达10 万m2。在该项目中，工作室基于BIM 技术自主开发了项目的在线问题沟通平台，在异地高效沟通设计方面，取得了很好的效果。BIM 技术的应用带来建筑设计手段的第二次变革，极大提升建筑设计作品的品质，使设计沟通更加便捷，并为施工建造、运维管理的实现提出了更先进、直观的理念和思路。

2 设计阶段BIM 应用理念剖析

2.1 BIM 理念剖析

BIM 是通过三维数字模型对项目设计、建造及运营管理过程进行模拟，所创建模型包括项目从规划设计到施工运营直至报废全寿命周期的信息。但是，每个阶段细化到各个环节才能体现BIM 的最终价值。设计阶段是BIM 应用前提，也是BIM 应用于项目全生命周期的基础。BIM 不仅在优化传统设计过程中产生作用，而且要保证建立的设计成果能顺利进行到下一个阶段。

2.2 乌鲁木齐项目工程特点及难点

(1)项目构成复杂性

乌鲁木齐高铁火车站项目为综合铁路站房，建筑体量巨大，功能复杂;其次建筑造型新颖，多数外立面构建为二维曲面和三维曲面，设计施工难度巨大;再次由于铁路站房的特殊性，工程设计不仅仅涵盖了普通民用建筑的所有专业，还包含了铁路线路、铁路信号等多专业的协同配合。

经过分析总结，五建设计院决定采用BIM 技术进行设计，以解决传统二维设计制图过程中的三维信息无法清晰表达、结构图纸难以与建筑及安装图纸对接等问题，实现各专业无缝对接，在设计过程中及时发现问题，从而提高整个设计的效率和品质。

(2)进度控制复杂性

乌鲁木齐高铁火车站项目BIM 设计的特点在于对建筑进行全专业、全过程的BIM 设计。其中全过程有两个方面:首先是项目过程中团队合作的全过程;其次是项目从方案设计到施工图设计及未来运营的全过程。乌鲁木齐高铁火车站北广场景观设计项目的BIM 应用目的是集建模、检测、计算、模拟、数据集成等工作为一体的三维建筑信息管理工程，这项工作覆盖了工程设计、深化设计、制造、施工管理乃至后期运营管理的建筑全生命周期。不同工种立体交叉作业给进度计划与控制带来新的要求和问题。

经分析总结，五建设计院在方案设计阶段，采用BIM 相关技术软件对项目的规划布局决策提供数据及快速可视化支持。在建筑内部设计中，采用可视化工具虚拟现实软件进行逼真演示，不同设计方案的虚拟现实展示供业主快速决策。设计人员在三维场景中任意漫游、人机交互，这样很多不易察觉的设计缺陷就能够轻易地被发现，减少由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾，大大提高了项目的评估质量。

(3)信息沟通复杂性

乌鲁木齐项目的建设分属不同系统、不同单位、不同部门，尤其乌鲁木齐与我院办公地址地处异地，项目之间有效信息沟通与交流，体现出前所未有的复杂性。

经总结分析，工作室基于BIM 技术自主开发了项目的在线问题沟通平台，在异地高效沟通设计方面，取得了很好的效果。

图1 乌鲁木齐高铁站效果图

图2 乌鲁木齐N1 地块

2.3 BIM 应用理念

BIM 模型包含的信息可满足参加各方的全生命周期需要，实现节能、节水、节地、节材和环境保护等绿色理念。由于建筑造型复杂，在最初的方案设计中，借用参数化设计流程，完成了从建筑体量到造型细部的推敲，快速实现建筑功能和建筑形态的磨合。施工图阶段利用方案阶段的基础BIM 模型，把方案阶段其他平台建立的信息转入Autodesk Revit 的基础平台中整合处理，在模型中进行设计，并解决专业协调、精细化设计、性能化分析、施工图三维校审、施工图出图、各专业图形算量以及图纸三维交底等方面问题。

基于对BIM 理念的梳理和对乌鲁木齐高铁项目特点及难点分析，总结BIM 在设计阶段应用为以下两点:

第一，BIM 三维可视化与传统设计充分融合，优化整个设计过程，为进一步应用打好基础;

第二，BIM 助力协同，实现异地有效沟通。

3 BIM 助力设计协同

3.1 项目复杂性解决方案

工作室在乌鲁木齐高铁火车站北广场景观设计项目中以“模型即等于图纸”为标准，“模型直接出施工图”为途径，达到了建筑专业模型出图率100%、结构专业出图率90%、设备专业出图率75%的目标。视图通过模型剖切直接生成二维图纸和三维图纸，透视图、详图大样可以根据模型的修改实时更新，对于模型的修改都是通过三维方式来完成的，以保持模型的完整性。基于BIM 模型的建筑结构模型协调比传统二维模式更加紧密，特别是对于异形建筑来说，更加直观可靠，在这个有利的基础上，建筑专业可以根据结构的布置更好地考虑空间布局，结构专业可以根据建筑的布局更清晰地模拟荷载，通过模型媒介，极大地加强了两个专业的互动性。而机电专业通过选取建筑与结构部分模型作为参照，进行协调设计，实现专业间及时准确信息传递的目的，再辅以可视化工具，及时发现问题并解决问题。

碰撞检查在该项目设计过程中是非常重要的一个环节。通过BIM 技术对综合管线进行碰撞检查，利用Autodesk Revit 系列软件进行三维管线建模，快速查找模型中的所有撞点，并出具碰撞检查报告。Autodesk Navisworks 实现的管线碰撞检查，较好地解决传统二维设计下无法避免的错、漏、碰、撞等现象。根据结果，对管线进行调整，从而满足设计施工规范、体现设计意图、符合业主要求、维护检修空间的要求，使得最终模型显示为零碰撞。

3.2 进度控制及信息沟通复杂性解决方案

针对乌鲁木齐项目特点及难点，工作室结合国内标准与以往BIM 设计的实际经验以及本项目实际情况等各项因素，建立了一套完整的、标准的BIM设计在线问题沟通体系，以保证多专业、多软件平台及异地之间的顺利配合，对开展BIM 设计工作进行统一指导。项目中已建立起了自身的BIM 平台，它以Autodesk Revit 为基础平台，其他十几个软件为辅助建模软件，同时配合Autodesk Ecotect、Autodesk Navisworks 等分析软件，最终形成一个完整综合的BIM 在线问题沟通平台。实践表明，该体系对设计具有极强的借鉴和指导意义。

图3 设计校核、碰撞检测图

图4 在线问题沟通平台

4 总结

上海建工五建高路数字化营造创新工作室在乌鲁木齐高铁火车站北广场景观设计项目中实现了从方案创作到施工管理、后期运营的全生命周期BIM应用，采用BIM 技术并完成设计出图，自主开发搭建了BIM 问题沟通平台及完善了BIM 设计手册，培养了一批BIM 工程师。通过与欧特克客户服务部及兄弟设计单位的交流学习，提升了建工五建对BIM 技术应用的能力，推进了全过程的BIM 技术的发展。

附录

上海建工五建集团高路数字化营造创新工作室，孵化在五建集团，前身是五建设计院和工程研究院的BIM 所，目前成立的工作室目标更为聚焦，主要将行业数字化的新技术更多地结合到设计、施工中去。

［1］张晓菲，李嘉军，王凯，刘翀.基于BIM 的复杂结构项目群体设计协调管理方式研究［J］.土木建筑工程信息技术，2014(5):81-88.

［2］张晓菲.探讨基于BIM 的设计阶段的流程化［J］.工业建筑，2013，07:154-158.

［3］王凯.国外BIM 标准研究［J］.土木工程建筑信息技术，2013，5(1):6-11.

［4］中国BIM 门户.中信建筑设计研究总院.乌鲁木齐高铁项目的BIM 实践［Z］.2014(9).

［5］叶炜，程凯.BIM 技术在乌鲁木齐高铁火车站设计中应用

［6］宁冉.BIM 在CCDI 建筑设计中全程运用助推顶目成功交付［J］.中国建筑信息.2012(18):35-36.

［7］住房及城乡建设部2011 -2015 年建筑业信息化发展纲要［EB/OL］