BIM技术在高铁站房装饰装修中的应用研究

■ 韩少帅 孙喜亮 温国威

BIM技术在高铁站房装饰装修中的应用研究

■ 韩少帅 孙喜亮 温国威

利用3D建模技术和互联网数据库技术将建筑工程构建成具有4D结构化数据库的工程数字化模型，数据粒度达到构件级，降低后期运营维修成本。利用BIM云平台实现对装饰装修工程量概算和成本控制，形成以BIM为核心的项目管理流程体系。通过对重大施工方案三维模拟，模拟出不同施工方案下的施工风险及施工成本最优方案，在保证施工安全、质量的前提下缩短工期。利用三维模型对现场工人三维技术交底，实现建筑图纸的集成化和可视化，提高读图效率。

BIM；项目管理流程；模型构件级；模拟施工；三维交底

1 基于BIM的装饰深化设计应用及优势

1.1 传统做法

装饰装修施工阶段，较大型的工程会采用3DS MAX等软件建立局部模型渲染建筑效果，此模型不具有实时性，可能出现建筑效果与实际图纸不匹配的问题。大多数建筑施工还必须依靠复杂的二维图纸，尤其在装饰装修施工过程中，采用二维图纸的表现形式容易出现局部位置表达冲突、标高标注不明确、双向错台等问题。

1.2 基于BIM模型施工技术优势

装修采用全BIM模型，可以保证任意时刻从任意位置展示建筑效果，并且因为模型具备实时更新特性，保证了模型效果与蓝图做法的一致性。三维展示细部节点，减少施工过程中容易出现的标高错漏、局部错层、节点丢失等问题，通过三维交底直接面向施工工人，简明易懂的展示节点做法，方便工人理解施工过程。优化施工工期的同时，保证施工质量。

2 组织实施状况

2.1 工程概况

新建乌鲁木齐新客站站房、雨棚及相关工程为兰新第二双线工程重要的配套工程，同时也是提高枢纽客运能力、整合客运布局的重要工程。工程位于乌鲁木齐市经济技术开发区既有二宫火车站站址处，由主站房和站台雨棚组成。

乌鲁木齐新客站建筑竖向分为地上2层、地下1层。地上第1层层高为9．75 m，第2层净高为25 m，作为进站、候车厅及办公、商业用房；地下1层为出站层，层高为10．8 m。站房顺轨向宽度258 m，柱网间距22 m，垂直轨道方向宽301 m，柱网间距21 m；进站大厅及高架候车大厅空间开阔、现代简洁。

站房屋盖为大跨拱形钢结构屋盖，屋盖最高点标高为41 m。站台雨棚对称布置于站房两侧。站房总建筑面积约10万m2，无柱站台雨棚结构覆盖面积58 224 m2，站房屋面投影面积61 553 m2。

2.2 BIM组织及服务内容

建筑施工阶段基于BIM应用的研究依托于乌鲁木齐新客站站房、雨棚及相关工程展开，通过模型建立、平台搭建、平台运转，实现BIM技术指导建筑施工，形成基于BIM技术的全新项目管理流程。

2.2.1 物资计划申请流程

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。先由各工区技术负责人提出物资月计划，经过BIM小组成员核算，如无问题则交由物资部分期控制采购；如有问题则反馈给工区技术负责人重新核对。基于BIM的物资计划申请流程见图1。

2.2.2 设计变更流程

通过BIM模型提前将设计过程中出现的问题及缺陷与设计人员沟通，及时进行设计变更。设计变更流程见图2。首先由工程部提供设计变更、方案变更等；然后由BIM小组成员在模型上进行分析确认是否可行，并反馈给工程部，由工程部长签字确认；最后交至项目总工程师处，报设计院出设计变更方案。

2.2.3 材料加工流程

为实现项目的精细化管理，需控制好材料加工损耗率。首先由作业队长提交结算申请单，经技术员复核后，由BIM小组成员进行符合，确定损耗率，在工程部、物资部确认后，由合约部进行结算。材料加工具体流程见图3。

2.2.4 项目工程量结算

在结算审计阶段，运用BIM模型基础数据库，辅助结算审计，对内确保材料使用量不超过模型计算量，对外确保结算量不低于模型量，确保工程结算效益。项目工程量结算具体流程见图4。

3 基于BIM技术的装饰深化设计应用内容

3.1 项目BIM管理平台应用内容

利用各个软件组建的模型导入BIM协同管理平台（专用新客站BIM服务器），结合导入的施工图纸、施工日志等，落实基于BIM的软件管理流程。

通过BIM平台搭设、运行，实现从图纸到模型的对应链接。通过将工程施工过程技术指导、材料进场计划、机械进场计划、现场劳动力情况等信息实时整合，形成工程施工过程中具备及时性、准确性、系统性的云端大数据。同时，项目管理人员改变工程信息获取途径，所有工程信息都通过BIM平台实时获取，保证工程信息准确、快速传递给项目管理人员，切实提高项目管理效率。

通过将工程信息云端整合，利用云平台搭载过程模型，实现整个项目施工进度模拟。从整个项目着手对施工人员、机械、材料、资金情况进行统筹规划，最大化资源利用率，节约施工成本。

3.2 站房结构（及装饰深化设计）、机电、钢结构模型综合优化设计

新客站工程结构复杂、结构变化多、施工难度大，从设计阶段开始就不可避免地面临结构、安装、装饰标高统一问题。通过将三者建立的深化设计模型整合，从Navisworks软件中导出碰撞检测报告（见图5），提前发现、改正设计错误，减少因缺少专业协调造成的工期延误、返工等。实际施工应用中证明此项内容应用效果显著。

由图5可知，站房局部碰撞点会高亮显示。通过逐项检查该工程碰撞内容，在优化安装专业管线排布的同时，确定装饰吊顶封板标高。

3.3 利用BIM三维效果对重要建筑方案修改完善及选定样板

新客站站房建设施工工艺复杂、施工难度大，进入装饰装修阶段后，装饰材料影响最后的建筑效果。作为省级高铁站房，建筑表现效果尤为重要。

本工程得利于全过程BIM技术的应用，通过深化设计后的装饰BIM模型实时修改，保证每个节点三维效果及时渲染，通过不断参照修改意见，快速高效地确定了最终建筑造型方案（见图6）。

建筑装饰施工遵循样板引路的指导方针。落实到新客站工程中，要实现装修样板引路困难重重。首先，高铁站造型复杂，装饰样板无法触及边边角角；其次，高铁站施工工期紧张，取消部分样板施工过程可以有效压缩工期。

结合BIM强大的三维表现能力，在局部位置进行三维模型渲染代替装饰样板施工，减少样板施工过程，方便设计、业主单位对装饰样式的修改。通过新客站局部位置的实践，取得了良好的收益，保证了最终建筑效果（见图7）。

3.4 复杂节点三维演示及现场三维交底

室内装饰装修蓝图中存在大量细部节点亟待优化完善，传统二维图纸容易出现标高冲突、细部节点优化不到位的问题，施工过程中会造成工期延误、返工等。通过基于BIM的装修深化设计模型，逐一细节精确把控，与以往工程对比有效缩减了施工工期。模型细度达到构件级使实际施工过程中工序衔接中的问题进一步暴露，技术人员提前准备，提前与设计人员沟通修改方案，进一步优化施工流程，避免工人窝工、返工等，提高了施工效率。

三维交底首先由工程部根据具体施工节点提出需交底的区域及部位，BIM小组成员建立该部位或区域模型，交至各工区技术负责人，辅助现场进行三维技术交底。三维交底具体流程见图8。

利用目前新兴的基于BIM的增强现实技术，运用基于平板电脑、手机等移动设备开发的软件，将图纸模型转化为三维模型进行交底，施工人员可以现场翻阅，简单易用，提高了现场施工效率。三维交底具体操作演示见图9。

4 BIM技术发展趋势

通过建立建筑信息模型，实施项目的数字化安全管理、质量管理、技术管理和经济管理。技术方面包含有深化设计、进度管理、工作面管理、图纸管理、场地管理、管线和构件碰撞检查及运营维护等；经济方面包含工程量计算、预算管理、合同管理、成本管理和劳务管理等。BIM平台可优化各专业间的工作界面，提高管理效率，优化管理流程，增强项目风险控制能力，实现精细化管理。

BIM技术发展趋势：

（1）以移动技术获取数据。随着互联网和移动智能终端的普及，可以在任何地点、任何时间获取信息。而在建筑设计领域，将会看到很多承包商为自己的工作人员配备这些移动设备，在工作现场就可以进行设计。

（2）数据的暴露。可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方，针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。再加上供热信息、通风信息、供水信息和其他控制信息，这些信息汇总后，设计师就可以对建筑现状有一个全面充分的了解。

（3）未来还有一个最为重要的概念——云端技术，即无限计算。不管是能耗还是结构分析，针对一些信息的处理和分析都需要利用云计算强大的计算能力。甚至渲染和分析过程可以达到实时计算，帮助设计师尽快在不同设计和解决方案之间进行比较。

（4）数字化现实捕捉。通过激光可以对桥梁、道路、铁路等进行扫描，以获得早期数据。不断有新的算法把激光所产生的点集中成平面或表面，然后放在一个建模环境中。因此，可以利用这样的技术为客户建立可视化效果。未来设计师可以在一个3D空间中使用这种进入式方式进行工作，直观展示产品开发的未来。

（5）协作式项目交付。BIM不但是一个工作流程，而且是基于改变设计方式的一种技术，改变了整个项目执行施工的方法，是设计师、承包商和业主之间合作的过程，每个人都有自己非常有价值的观点和想法。因此，如果能够通过分享BIM让这些人在这个项目的全生命周期都参与其中，BIM将能够实现其最大的价值。国内BIM应用处于起步阶段，绿色和环保等几乎成为各行业的通用要求。特别是建筑设计行业，设计师早已不再满足于完成设计任务，而更加关注整个项目从设计到后期的执行过程是否满足高效、节能等要求，期待从更加全面的领域创造价值。

韩少帅：中建交通建设集团有限公司，助理工程师，北京，100142

孙喜亮：中建交通建设集团有限公司，工程师，北京，100142

温国威：中建交通建设集团有限公司，助理工程师，北京，100142

责任编辑 高红义

TU248.1；TP39

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