首钢老工业区改造西十冬奥广场BIM实践探索全流程BIM

刘光

西十冬奥广场一期BIM应用，是首钢国际探索全流程BIM应用的重要支撑项目之一，也是首钢国际在建筑信息化方面从工业向民用、工业并重转型过程中的重要探索和实践。该项目的成功应用让首钢国际坚定了发展BIM及其相关技术的决心。

首钢老工业区改造西十冬奥广场项目总建筑规模约为8.53万平方米，一期建设投资约3.6亿元。项目一期定位为创意广场，是工业设施民用化改造的示范性工程。

本文所述的BIM涉及项目一期的全部内容，涵盖建筑面积约3.1万平方米，精装面积约5620平方米。西十冬奥广场BIM设计不仅是整个工程的重要组成部分，也是首钢总公司《首钢新园区智慧城市顶层设计》工作的重要基础性数据源之一，是首钢重要的数据基础测试项目。

满足工业、民用建筑需求

为了满足企业发展和建设需要，首钢总公司于2014年初开始全面启动首钢工业遗址待开发区域——首钢园的开发建设。首钢建设投资有限公司代表总公司负责园区的开发建设；作为首钢总公司园区总体规划设计单位，北京首钢国际工程技术有限公司（简称首钢国际）具体负责西十冬奥广场的一期规划设计。

作为首钢总公司园区BIM、GIS业务体系的组成部分，首钢国际受首钢建设投资有限公司的委托，具体负责西十冬奥广场一期的BIM设计工作。本次BIM设计是对从基础测绘、前期数据采集处理、规划设计、采购、施工到运维支持的全流程BIM探索。

西十冬奥广场的核心部分，项目一期包含了主场地、西十筒仓一期、料仓等主体建筑改造等内容，涉及一组有着近百年历史的建筑所组成的建筑群。这个建筑群不仅具有典型的工业建筑特点，而且因历史久远，在现状勘察、历史资料查询等方面存在着相当的难度。

与此同时，由于整个场地过于狭窄，在规划方案的决策和设计方面，项目对基于虚拟现实技术的规划建设方案提出了较高的需求。

作为一个典型的工业改造项目，首钢国际还要对工业、民用标准进行统一管理，BIM解决方案要同时满足民用建筑和工业建筑的需求，如何保证软件的适用性和效率最大化是首钢国际需要考虑的问题。因此，首钢国际考虑如何实现不同的规划方案设计单位和部门采用不同软件所生成的方案和模型的融合。

作为首钢总公司主要BIM数据生产单位之一，首钢国际以探索全流程一体化模型解决方案为目标，寻求同一建筑在不同发展阶段使用多个模型描述所带来的模型重复和数据冗余，以及运维支持过程中多模型应用造成的数据分散、交叉和重复等问题的解决方案。

考虑到项目兼有工业、民用特性，以及偏重开发和基础设施建设的特點，首钢国际对整个业务流程和应用进行详细梳理后，初步选定主体采用Bentley相关软件，辅以其他软件共同组成的BIM软件解决方案。特别是以BentlyProjectWise为协同设计平台，解决不同单位和专业间的协同问题，支持一源多维（一个数据源，多个使用维度）的人员、界面和维度管理，并且实现对过程的管理和控制；以BentleyMicroStation为基础图形平台，解决不同业务和不同部门之间的数据交互问题。

解决好五大难题

西十冬奥广场项目本身的复杂性，注定项目的BIM应用不会简单。首钢国际在理顺项目所涉及的千丝万缕，重点解决了以下五大难题：

第一，利用软件满足工程项目相关需求。针对现场数据采集困难的情况，首钢国际大量应用激光扫描技术用于现场测绘、数字复原和历史存档等工作；借助软件在点云、蓝图模型间进行差异化分析，帮助设计人员准确地掌握设施在长年使用后的变化。在Bentley的支持下，首钢国际不仅完成了点云数据与蓝图模型间的差异化分析，还实现了对施工设备的动态碰撞检查，从而为项目的开展提供了大量的一手数据和分析资料。

首钢国际还为不同单位和部门提交和处理数据提供多数据支持环境，使设计人员可以不用过多考虑软件因素，而可以放心以自己熟悉的方式、方法进行规划设计。

不同于一般的民用建筑，本项目大量采用了钢结构环梁、开孔、网格等技术。这些技术对数据的准确性，以及相关设计和实施水平提出了很高的要求。首钢国际采用建筑设备设计与多专业工程设计软件BentleyABD进行建筑结构设计，辅以专业三维钢结构建模、详图和生产控制软件BentleyPro-Structural进行详图设计，基本解决了钢结构模型设计和算量等问题。

本项目涉及的管线综合包括建筑内部管线和建筑外部管线，而且涉及现有管线和新增管线两部分。首钢国际采用了以工厂设计解决方案BentleyOpenPlant为主，建筑空调设计软件BentleyABD HVAC为辅的管线解决方案，来满足项目提出的环状布管、线位置快速调整，以及相关专业布置等需求。

第二，实现模型和数据的构件化和颗粒化。模型和数据的精确度是决定BIM质量和使用价值的关键因素之一。首钢国际希望通过采用构件化，以及比构件分类更细的颗粒化模型和文件组织方法，使整个模型和数据可以像“积木”一样，形成可以根据需求用同一个积木组建起不同层次和细节的模型，来满足不同行业和专业的需求。

在本项目中，首钢国际采用了模型和数据的构件化和颗粒化的解决方案，旨在从源头上实现一源多维应用。首钢国际采用了以专业为基础，以维修、备件、零件、构件和部件为主要目标的模型单元化解决方案，辅以系统、区域、建筑、楼层和标高等文件划分体系，初步实现了模型和数据的最小化目标。其中，最小数据单元甚至达到了某个传感器上的继电器这样的精度。

需要说明的是，这里所说最小数据单元，并不完全对应最小模型单元，而是结合了维修管理等方面的特点所划分的最小信息和属性单元的组合。例如，对一个传感控制器而言，首钢国际在维修时一般会整体更换，那么最小模型单元就是传感控制器整体。但其中会涉及与电气和自动化相关联的继电器数据指标，这个指标在未来的运维管理中会体现出来。因此首钢国际会将这部分数据补充进去，形成最小数据单元。

第三，实现一源多维的落地。以链接、超模型和协同管理的形式对颗粒化模型和数据进行处理，使得首钢国际的设计成果更容易被各项目参与方所使用，从而形成模型的一源多维。

构件化和颗粒化模型为首钢国际提供了“积木”所需的最小单体。项目各参与方借助协同设计软件BentleyProjectWise，能够对文件进行协同管理，从而支持一源多维的真正落地。

第四，有效处理多格式数据。对于项目中第三方提供的不同格式的数据，首钢国际一方面依靠软件所提供的方式进行数据转换；另一方面与第三方合作，采用包括对文件内容、要素和数据进行分类的技术对数据进行格式化处理。

首钢国际在模型和数据生产过程中注意使用图层、颜色和线型等图元属性划分，特别是采用基于LOD（Levels of Detail，多细节层次）技术进行要素分类，从而起到了事半功倍的效果。

第五，探索GIS、BIM的一体化管理。在以图层、颜色、线型为基础的要素分类过程中，首钢国际大量参考了GIS常用的模型和数据分类方法。提前采用符合GIS特点，并与BIM相适应的管理和控制方法，是实现BIM与GIS的融合，合理控制二次开发成本，并减少开发不确定性风险的重要保证。

探索全流程BIM

西十冬奥广场一期BIM应用，是首钢国际探索全流程BIM的重要支撑项目之一。通过该项目的实施，首钢国际初步具备了以HLOD（以细节和层次组织方法）思想和方法进行全流程BIM生产的经验，并首次提出以数据生产中心方式解决全流程BIM数据生产的思路，为以构件化和颗粒化模型生产方式组织HLOD模型和数据提供了可以借鉴的案例支持。

西十冬奥广场一期项目BIM应用的意义，并不只是单纯地实现设计模型化，还包括从现状数据采集到软件解决方案构建的一系列方法性探索。该项目的BIM数据承载了包括设计、采购、施工和运维在内的大部分静态业务数据，达到了《民用建筑信息模型设计标准》中BIM4.0的要求，并略有增强。

西十冬奥广场一期的BIM实践，是首钢国际在建筑信息化方面从工业向民用、工业并重转型过程中的重要探索和实践。该项目的成功应用让首钢国际坚定了发展BIM及其相关技术的决心。