BIM技术在城市更新项目中的探索应用——以西安幸福林带项目为例

刘亚非，辛田

(1.中建西安幸福林带建设投资有限公司；2.长安大学)

1 引言

随着我国社会经济的快速发展，城市现代化进程不断加快，城市更新已成为城市发展的必经之路，城市更新项目具有规模大、业态多、难度大和周期长等特点，对工程建设的信息化和参建各方的协同合作提出了更高的要求，西安幸福林带项目是一个典型的城市更新项目。充分利用BIM技术可以有效提高城市更新项目的建设效率，降低工程投资，减少工程浪费，实现项目建设全生命周期的信息化管理。

2 BIM技术应用现状

BIM(Building Information Modeling)技术即建筑信息模型技术，是基于计算机辅助系统（CAD）发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性及优化性四大特点，能够利用三维数字技术模拟工程项目在不同阶段的真实信息，协助项目全生命周期的有效管理。

近年来，国家政策层面也在大力推广BIM技术的应用，中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》（建质函[2016]183号）[1]（2016年8月）和中华人民共和国交通运输部发布的《关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》（交办公路[2017] 205 号）[2]（2017年12月）均指出要全面提高工程领域信息化水平，推进BIM技术在建筑领域的应用。住房和城乡建设部发布的数据[3]显示，2018年第二季度应用BIM技术的项目共计961个。当前，BIM技术应用主要是在项目的设计和施工阶段，全生命周期应用的项目较少。

3 幸福林带项目简介

幸福林带位于西安市新城区，是一条长度为5850m，平均宽度为200m的城市林带，占地面积1.17×106m2。该项目是对城市原有绿化林带的综合提升改造，是一个典型的、多业态的城市更新项目。幸福林带项目采用“PPP模式”（政府和社会资本合作）进行建设，项目总投资约200亿元人民币，计划建设期为4a，运营期为21a，项目的设计、咨询、投资、建造及运营由公私合资组建的SPV公司——中建西安幸福林带建设投资有限公司（下文简称“中建幸福林带公司”）负责。

幸福林带项目包含五大业态，分别是绿化景观工程、地下空间工程、综合管廊工程、市政道路工程及地铁配套工程，包含景观、建筑、结构、给排水、暖通、电气、装修、道路、轨道及苗木等专业，参与本工程勘察设计有岩土勘察设计单位、市政设计单位、建筑设计单位及轨道设计单位。

4 BIM技术在幸福林带项目中的应用

幸福林带是国内最大的城市林带，地下空间是全球最大的地下建筑综合体，除了局部建筑按照绿色建筑三星标准建造，其他建筑均按照绿色建筑二星标准建造，项目复杂程度高，涉及工种多，对工作协同要求高，建设运营周期长。因此，在项目总体策划阶段提出了项目BIM技术应用目标，完成了幸福林带项目BIM技术应用实施方案、技术标准及建模管理办法的标准，为BIM技术在项目全生命周期中的应用奠定了基础。

4.1 项目前期阶段

幸福林带作为一个城市更新项目，工程内容主要为基础设施和公共服务配套设施两部分，项目建设需要考虑社会需求、城市近、远期规划、对周边城区环境的影响以及对周边市民生活的影响等方面。该阶段通过BIM技术并结合相关软件，对林带项目及周围现状的环境数据信息进行整合，通过三维模型定性分析和数据量化分析，可初步预测项目实施后与近、远期城市规划的符合度，初步模拟项目建成后对周边城区日照环境、空气环境、噪声环境及交通环境的影响，为项目决策提供技术支持，实现BIM可视化辅助决策。

4.2 设计阶段

设计阶段在前期总体BIM模型的基础上，进一步分业态、分专业深化模型，完善模型精密度，BIM技术在设计阶段的应用实现了以下几方面功能：

①BIM设计协同平台（见图1）。幸福林带项目基于BIM技术建立了可兼容 Fuzor、Revit、Civil 3D、3ds Max 以及Navisworks等多种数据格式的EBIM云平台，统一BIM建模要求、BIM族与文件的命名规则、构件库等基础标准，EBIM云平台包含多层级管理模块功能、轻量化整合模型功能、协调办公—话题功能以及项目数据记录功能，实现了参建单位可通过PC端和手机端即时查看三维数字模型的目标，实现了专业协调、高效沟通、设计问题共同分析的协同设计目的，较大程度地降低了设计错误发生率，提高了设计工作效率。同时，EBIM云平台设置的设计进度管理模块，可以实时反馈各专业的设计进度，辅助进行设计管理。

图1 BIM设计协同平台

②BIM可视化模型辅助工程设计。通过BIM模型完成了地下空间、综合管廊、地铁车站及区间主体结构和市政道路工程实体的等比例模拟，辅助完成空间尺度分析、楼层净高分析、柱跨间距分析、梁板坡度分析、建筑的外立面效果表现、道路坡度分析、项目范围内排水分析及不同业态之间边界条件一致性分析，为确定设计标准提供技术支撑，辅助方案定案。

③BIM可视化模型辅助水暖电系统设计。以BIM模型为基础，加载不同的环境参数，实现了对地下空间在不同天气、不同设备运行状态下的室内温度、湿度及风环境的模拟分析，为确定设备及管道系统设计标准提供依据。同时，完成了地下空间管线碰撞检查、综合管廊入廊管线检查及设备箱体设计优化等，如图2所示。

4.3 施工阶段

施工阶段以EBIM云平台为载体，加载GIS地理信息系统和物联网数据系统，搭建幸福林带数字化施工管理平台。为施工进度管理、施工部署、专项施工方案编制和设备机房装配式施工等提供技术支持。主要有以下几个方面：

①数字化施工管理平台实现了施工全过程数据的采集、分析及报告，在施工进度有延迟时做出预警处理，辅助进行施工管理。

②BIM技术辅助完成了装配式机房的施工方案设计，装配式机房的设备及管线模块化分隔是技术难点，利用BIM建立机房的可视化模型，从三维角度对机房设备按照装配式施工方式进行模块化划分，较大程度上降低了技术难度，为装配化施工提供了技术保障。

图2 幸福林带局部管线BIM模型

③BIM技术实现了对拟定的施工部署及专项施工方案进行可视化模拟，分析施工部署的合理性，为施工资源分配和设备材料采购提供依据。另外，通过可视化模拟可评判专项施工方案的可行性，分析施工方案的质量和安全控制点，为现场施工管理提供技术支持[4]。

4.4 运维阶段

幸福林带项目以“PPP模式”承建，运营维护期为21a，目前，项目还在施工阶段，项目策划阶段确立了智慧化运维目标，现阶段初步确立了幸福林带智慧化运维方案。

总体目标是以EBIM云平台为载体，结合幸福林带各业态运营管理的需求，利用GIS地理信息技术、大数据技术、网络云技术、综合布线技术、楼宇设备控制技术、通信技术、多媒体应用技术以及安全防范技术等，将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持，搭建幸福林带智慧化运维管理平台[5]，如图3所示。

图3 智能化运维管理平台组织构架

智慧化运维管理平台以为项目运营减少费用及提高营业收入为目标，通过硬件设备或软件接口，对各智能化子系统如楼宇自控、智能照明、能耗监测、综合安防和数据通信等系统的数据进行采集及分析，管理人员可通过基于BIM的图形界面查看各智能化子系统实时运行信息和历史累计运行数据，也可以对各智能化子系统进行控制管理。管理平台集成基于BIM的资产管理系统、设施设备管理系统及商业运营系统。管理平台可根据搜集到的客流统计数据绘制人员热度图，根据建筑信息对聚集过高区域出发预警，并提供人员疏散方案。

5 结语

本文依据BIM技术应用现状和城市更新项目的特点，从西安幸福林带项目的项目决策、规划设计、工程施工和运营维护等各阶段入手，探索BIM技术在幸福林带项目全生命周期的具体应用，以期为BIM技术在城市更新项目中应用提供借鉴。BIM技术对于建设项目规划、设计、施工及运维等各阶段都具有一定的革新意义，提高了项目的建设管理效率。对于工程规模大、复杂程度高、建造难度大以及协同要求高的城市更新项目，BIM技术的应用具有较大的优势，BIM技术的全面推广应用是技术进步的必然结果。