大型综合性机场建设项目BIM技术应用研究

金辉 康顺

摘要：机场作为一种大型工程项目，其地位在国民经济发展和国防安全建设中越来越重要。大型机场的建设有施工规模大、施工工期长、建设技术含量高、专业包含多、专业复杂、施工质量要求高等特点。近年，随着BIM技术在国内越来越受重视，BIM技术在大型工程项目建设中的作用开始凸显。

【关键字】综合性机场 BIM技术

引言：随着我国民用航空业的大发展，人们对建筑审美的变化、以及出行需求呈现多元化发展趋势，航站楼造型越来越奇特，功能越来越复杂。大型民用机场从一个简单起降飞机的地方变化为包括飞机、汽车、轨道综合交通枢纽。机场工程涉及专业包括建筑结构、钢结构、幕墙、屋面、综合安装、消防、机电、弱电、行李系统、机场信息综合管理系统等，由于其建筑的重要性和特殊性，与其他一般工程项目相比，具有自己的特点，主要体现在以下几个方面：（1）施工环境条件复杂;（2）工程安全风险点众多，安全管理方面难度大;（3）参建单位多协调管理难度高;（4）弱电信息系统集成化高;（5）机电设备安装复杂;（6）专业工程难点众多。因此，将BIM作为技术手段辅助工程技术管理势在必行。

一、机场工程BIM实施总体框架

机场工程的BIM应用需要在实施前完成组织模式、应用目标、组织框架、工作职责、应用流程、任务分解等方面的策划性工作，用于指导实施过程中的BIM运用。

二、BIM技术在项目前期规范设计阶段的作用

在建设项目前期规划时使用BIM技术进行概念设计、规划设计，进行方案分析，并确定基本方案，辅助项目决策。

基于BIM技术，进行项目规划和方案设计，应用BIM技术将场地、已有市政管线、附属设施等建立三维模型，确定项目涉及的重要基础设施的标高、走向等要素，有利于多专业规划协调以及避免各层次规划设计的冲突。

将勘察单位采集到的场地区域地勘数据进行处理集成，快速得到场地的三维地质模型，实现地质层的三维效果展示、指导土方开挖、填方，指导项目合理设计。

三、设计阶段BIM实施内容

在项目设计阶段，利用BIM模型通过专业整合、碰撞检测等方法梳理设计问题，进行设计方案比选和优化，进而减少设计错误、提高设计质量。同时，为项目设计工作提供依据和指导性文件，论证拟建项目的技术可行性和经济合理性，确定设计原则及标准，并交付完整的BIM模型及图纸等设计成果，做到在施工前解决图纸问题。

1、建立BIM设计模型

参数化设计（Parametric Design）的BIM核心思想，是把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，能够获得不同的建筑设计方案。根据策划阶段拟定的全过程BIM模型标准，可以建立全专业模型，以保障项目各阶段模型的逐步细化和有效传递，满足各阶段项目需求，直至竣工模型。三维状态模式下进行日照模拟分析、视线模拟分析、节能（绿色建筑）模拟分析、通风、紧急疏散模拟、碳排放等建筑性能分析。

2、设计校审

传统项目，图纸会审一般是在二维图纸中进行审查，很难以发现项目设计图纸空间上的问题，基于BIM模型的设计校审是在三维模型中进行的，各工程构件之间的空间关系一目了然，项目各方可通过召开碰撞会议行检查碰撞检查，可以很直观地发现图纸不合理的地方。其次，在三维模型中，可对模型内部进行查看，能更加直观地发现设备、管道、管配件的安装所必需空间问题。利用BIM模型检查预留孔洞的准确性，及时发现预留偏差问题，有效避免结构施工的返工。

3、 综合管线优化设计

BIM模型最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在设计阶段可以对管道空间碰撞、管道综合排布、构建空间位置排布，优化工程设计。减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案，实现管线综合“零碰撞”。为提高设计效率、提高出图质量，控制建造成本及潜在变更，通过BIM模型减少及消除潜在碰撞，协调项目各专业设计，确保项目顺利开展。

4、辅助深化设计

机场项目，涉及专业多，专业复杂，钢结构工程、幕墙工程规模大，空间复杂，利用BIM模型指导项目设计方各专业的深化设计，能有效地解决复杂的工程实际问题，提高深化设计工作效率。

四、设计阶段基于BIM的协同管理

1、 项目设计阶段的BIM协同管理

发挥设计是项目龙头的引领作用，设计阶段的高质量管理可在一定程度上保证施工时期的工程质量。充分利用BIM协同管理平台，实现BIM模型的轻量化，方便项目数据快捷查看，提高专业沟通效率。利用BIM协同管理平台，项目各方可在BIM模型中快速查询到轻量化的模型场景、定位构件、查看构件属性以及附件资料等具体信息，并且支持存储视图，完美实现各方基于同一模型同一视图的协同工作。在项目BIM建模中，项目整体模型由若干个BIM小分区模型构成，而每个小分区模型的构成又包括了土建、机电、钢筋等专项模型。由于机场建设项目体量大，可由专业的BIM工程师构建对应的BIM模型树，再进行动态管理，项目参与各方通过对应自己负责项目的相关模型迅速定位进行作业，大大提高了协同效率。业主和各参建方基于BIM协同管理平台在轻量化模型上进行问题标注、共享，相关的设计问题推送给相应的责任单位和责任人。

2、项目可视化进度协同管理

基于传统的工程进度管理方法，研究BIM的可视化多方进度协同管理方法。传统的项目实施进度与BIM模型进行关联，结合BIM的三维可视和模拟功能实现进度的可视化管理。在此基础上，研究基于BIM的实际进度与计划进度的对比分析方法，以及自动化进度预警算法，在实际项目实施过程中根据不同的进度管控粒度，实现施工进度的可视化管控和自动化预警。

3、变更协同管理

大型综合性机场项目建设中，每一次变更，都可能带来工期延误，项目成本增加等一系列问题。BIM管理平台要设计变更管理系统，针对建设中的所有变更能进行有效管理，该系统支持在线审批，提高变更业务效率;实现全过程记录，改变了传统项目中变更跟踪难、变更事项不直观、变更审批周期长、变更靠人工录入、事后的变更资料存储零散等问题，极大提高变更业务的管理效率。BIM协同管理平台支持按单位、按時间段、按工程阶段等多种形式的变更业务统计分析，统计分析结果为业主和各参建单位提供决策支持。基于BIM的变更管理方式，改变了传统的工程变更形式和管理方式，为后期的工程项目竣工、工程款结算、项目成本管理带来极大的便利。

4、安全协同管理

大型综合性机场作为重要的公共基础设施、民生工程，决定了大型机场类项目对质量、安全、管理的高标准严要求。在项目设计阶段，设计安全同样是重中之重。基于BIM的安全问题协同管理办法，设计人员在设计过程中任何安全问题都可通过BIM管理平台的移动端上传，并注明关键等级。为设计单位项目设计安全问题管理提供了新手段。

五、结束语

在大型机场的建设管理中，多采用EPC模式，而BIM+EPC是EPC工程总承包模式下的BIM信息化管理，涉及到工程项目相关专业、相关环节、相关业务的信息化应用。通过基于BIM的管理平台，EPC工程建造一体化管理可以实现对装配式建筑设计、生产、装配全过程的采购、成本、进度、合同、物料、质量和安全的信息化管理，最终实现项目资源全过程的有效配置。BIM模型管理平台的价值，BIM技术经过多年的实践，专业化分工逐渐显现，BIM的价值得到认可。在机场项目中，BIM管理的诉求，包括项目的质量、安全、进度、投资等维度，BIM功能强大，但还是属于信息技术的范畴，特别是机场工程专业多、协调工作量大，采集数据的真实性和及时性是BIM成功应用的关键基础。BIM技术是一种多维模型信息集成技术，可以使建设项目的所有参与方（包括政府主管部门、业主、设计、施工、监理、造价、运营管理、项目用户等）在项目从概念产生到完全拆除的整个生命周期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，共享是关键。

参考文献：

【1】王晓鸿. BIM在工程建设中的应用.