摘要：建立BIM全局觀。 何為BIM全局觀？指掌握BIM貫穿建筑全生命周期的作用。有人將BIM應(yīng)用分為三層級：模型，模型+互聯(lián)網(wǎng)，模型+數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)。BIM的全局，就是用模型+數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)，賦能建筑生命的每一個環(huán)節(jié)。 隨著BIM的傳播，使用BIM技術(shù)的項目成果逐漸呈現(xiàn)在大眾的視野。有的部分使用BIM技術(shù)，有的實現(xiàn)了BIM全參與。

BIM是工具，是建筑信息化模型，BIM又不僅僅充當一個工具的角色，從設(shè)計出圖、施工、運營、物業(yè)裝修等，BIM通過富含各類信息的三維模型對工程全程進行管理。

掌握BIM，只學會使用工具是不夠的，BIM貫穿了建筑生命全周期，它穿針引線的作用決定了BIM整體價值，同時也決定了BIM從業(yè)人的價值。會翻模的BIMer和懂全工程的BIMer，職位不同，能力和收入均不同。掌握BIM，就要掌握BIM的關(guān)鍵力量：建立BIM全局觀。

何為BIM全局觀？指掌握BIM貫穿建筑全生命周期的作用。有人將BIM應(yīng)用分為三層級：模型，模型+互聯(lián)網(wǎng)，模型+數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)。BIM的全局，就是用模型+數(shù)據(jù)+互聯(lián)網(wǎng)，賦能建筑生命的每一個環(huán)節(jié)。

隨著BIM的傳播，使用BIM技術(shù)的項目成果逐漸呈現(xiàn)在大眾的視野。有的部分使用BIM技術(shù)，有的實現(xiàn)了BIM全參與。隨著從業(yè)者對BIM技術(shù)的深入探索，掌握BIM技術(shù)在全建筑生命周期的作用，不僅是為了適應(yīng)未來職業(yè)需求，同時也符合我國現(xiàn)代化人才的培養(yǎng)目標。

BIM在建筑全周期的運用，舉例說明：

中國尊

中國尊位于北京市商務(wù)中心的核心，是北京市最高的地標建筑，用地面積11478平方米，總建筑面積43.7萬平方米，其中地上35萬平方米，地下8.7萬平方米，建筑總高528米，建筑層數(shù)地上108層、地下7層（不含夾層）。于2013年7月開工。

BIM技術(shù)在中國尊項目的應(yīng)用與管理：

中國尊的建筑信息模型構(gòu)建、模型應(yīng)用和模型信息管理這三個維度由業(yè)主、設(shè)計、施工三方全體參與，在設(shè)計施工運營全過程中應(yīng)用BIM技術(shù)。

一、BIM+深化設(shè)計上，中國尊項目與其他項目有兩點顯著不同：

（1）直接采用三維建模軟件進行深化設(shè)計，先有模型，圖紙由模型導出，而非先二維設(shè)計再三維翻模。

（2）協(xié)同方式由各專業(yè)之間的協(xié)同變成了各區(qū)域之間的協(xié)同，每個工程師需要對自己負責的樓層、區(qū)域范圍內(nèi)的多有專業(yè)進行綜合排布。各工程師進行的是各區(qū)域間的接口協(xié)調(diào)。與各專業(yè)間的協(xié)同相比，這種方式能從整體上進行規(guī)劃，從更高的角度對全專業(yè)進行方案統(tǒng)籌。

二、BIM+工廠化預(yù)制加工

垂直運輸是超高層施工的重難點，中國尊施工現(xiàn)場幾乎沒有機電加工的場地。為了解決這一難題，項目使用BIM技術(shù)輔助工廠化預(yù)制加工。首先完成定位準確的三維施工模型，然后在工廠中按模型進行預(yù)制加工并編號，到現(xiàn)場后，根據(jù)編號將材料快速準確的運輸?shù)街付ǖ臉菍雍臀恢茫F(xiàn)場根據(jù)編號進行拼裝，只進行少量的拼裝。這樣現(xiàn)場加工量減少，隨之產(chǎn)生的建筑垃圾也減少，從而減輕二次運輸?shù)膲毫Α?/span>

中國尊在多個專業(yè)和區(qū)域使用BIM+工廠化預(yù)制，如：

部分豎井內(nèi)管道（空調(diào)水、給排水、消防水等）采用預(yù)制立管施工技術(shù)，預(yù)先在工廠內(nèi)制作成各組單元節(jié)，在結(jié)構(gòu)施工的同時進行安裝。

各標準層空調(diào)機房排布方案類似，將空調(diào)機組進出口處的水管閥門管件做成預(yù)制模塊，減少現(xiàn)場焊接作業(yè)。

各標準層弱電間，橋架排布復雜且異形構(gòu)件多，在工廠根據(jù)BIM模型預(yù)制異形件并將各構(gòu)件編號，現(xiàn)場不再進行橋架切割加工。

窗臺一體化系統(tǒng)的窗臺板采用BIM模型與現(xiàn)場測量結(jié)合的方式，在工廠完成定制。

蓄冰機房弧形區(qū)域管道采用工廠預(yù)制弧形管，不僅美觀也減少了大量焊縫，降低了施工難度。

三、BIM+三維激光掃描

機電安裝，中國尊采用三維激光掃描儀進行現(xiàn)場掃描，機器掃描具有數(shù)據(jù)信息完整，無遺漏，精度高的優(yōu)點，軟件通過將現(xiàn)場點云模型和施工模型做分析比較，可以生成各種可視化的圖表，方便管理者迅速發(fā)現(xiàn)問題，及時制定應(yīng)對策略。生成的色譜分析圖根據(jù)偏差大小的不同，在模型上顯示不同的顏色，管理者可以根據(jù)偏差的范圍，偏差的大小，采取不同的措施，來消除誤差。

在機電管線安裝前，對土建結(jié)構(gòu)進行三維掃描，規(guī)避風險。對偏差較小的區(qū)域，可以通過施工交底，加強機電施工精度或者協(xié)調(diào)土建、裝飾專業(yè)共同吸收誤差。對無法吸收誤差的，需要事先調(diào)整深化設(shè)計方案，修改管線路由，避免因為現(xiàn)場條件與設(shè)計不符造成的機電拆改。

在機電管線安裝后，對機電管線進行掃描和質(zhì)量管控。掃描確定重要設(shè)備和閥門的現(xiàn)場安裝位置與施工模型位置一致，方便后期運維。分析機電管線安裝完成后的實際最低標高，避免因安裝精度不夠造成吊頂標高降低，提升建筑的品質(zhì)。

四、基于BIM技術(shù)的質(zhì)量管理

中國尊的BIM技術(shù)管理有三個一致：“模型與圖紙一致，模型與圖紙?zhí)峤粫r間一致，模型與現(xiàn)場一致”。為了達成這一目標，中國尊的BIM技術(shù)管理從設(shè)計、施工及驗收三個維度進行質(zhì)量管理。

設(shè)計質(zhì)量管控

中國尊的BIM模型首先由機電總包完成綜合管線排布并自審，然后由深化設(shè)計顧問單位對模型排布方案提出優(yōu)化建議，由BIM顧問單位對模型規(guī)范性作出審核（如命名、屬性、碰撞等），接著由施工總包結(jié)合其分包專業(yè)模型（土建、鋼構(gòu)、裝飾等）進行綜合協(xié)調(diào)，最后報送設(shè)計院審核。

每個步驟根據(jù)實際需要均有反復協(xié)調(diào)的情況，這樣各方從不同角度對模型進行優(yōu)化后，從設(shè)計上確保模型的高質(zhì)量。

施工質(zhì)量管控

在施工之前對技術(shù)員及現(xiàn)場班組長就復雜區(qū)域進行三維模型交底，并與現(xiàn)場施工隨時保持緊密聯(lián)系，及時糾正因現(xiàn)場條件導致的模型無法施工的問題。同時對現(xiàn)場勞務(wù)隊加強管理，嚴格要求按圖、按模型施工，合理安排工序，禁止因自身方便隨意施工而影響其他專業(yè)。

驗收質(zhì)量管控

為確保模型與現(xiàn)場的一致性，中國尊采用定期和不定期現(xiàn)場巡檢的方式，在施工過程中，由業(yè)主、施工總包、機電總包、BIM顧問、監(jiān)理組成聯(lián)合巡檢，手持移動設(shè)備查看BIM模型，比對模型與施工現(xiàn)場的一致性。

機電總包及其分包單位、監(jiān)理也各自組織人員進行不定期的巡檢。對于發(fā)現(xiàn)模型與現(xiàn)場不一致處，根據(jù)實際情況要求現(xiàn)場整改或模型整改保持兩者一致。

除人工巡檢外，在機電安裝完成后，采用三維激光掃描技術(shù)對現(xiàn)場進行還原，在軟件中對模型和現(xiàn)場進行對比。

這樣通過人工和三維掃描技術(shù)檢驗，中國尊做到模型與現(xiàn)場基本一致。

港珠澳大橋

港珠澳大橋連接香港、澳門、珠海，是目前世界上最長的跨海大橋，港珠澳大橋開通儀式于2018年10月23日上午在廣東珠海舉行。正式通車后，港珠澳將形成“一小時生活圈”，廣闊的伶仃洋，將由天塹變?yōu)橥ㄍ尽?/span>

BIM技術(shù)在港珠澳大橋的應(yīng)用與管理：

BIM技術(shù)在設(shè)計階段主要有路線設(shè)計、BIM多專業(yè)協(xié)同設(shè)計、BIM模型出圖、設(shè)計方案論證等多個方向的應(yīng)用。

1.路線線形設(shè)計

項目組將Autodesk Revit軟件與中交二公院自主研發(fā)的路線專家系統(tǒng)結(jié)合，利用路線專家系統(tǒng)的平面坐標、縱斷面高程以及坡度計算等功能，生成用于Autodesk Revit建模的路線數(shù)據(jù)，采取二次開發(fā)的手段，實現(xiàn)隧道路線三維實體的自動創(chuàng)建。

2.BIM多專業(yè)協(xié)同設(shè)計

拱北隧道BIM建模項目由結(jié)構(gòu)專業(yè)、交通工程專業(yè)、防排水工程專業(yè)及路基路面專業(yè)等四大專業(yè)協(xié)同設(shè)計完成。由于組成全專業(yè)拱北隧道BIM模型的構(gòu)件較多，項目組建立企業(yè)級BIM構(gòu)件管理系統(tǒng)，并將全部構(gòu)件導入管理系統(tǒng)，形成中交二公院自主知識產(chǎn)權(quán)，為項目組協(xié)同管理、快速建立BIM模型起到積極作用。

3.BIM隧道設(shè)計流程

拱北隧道設(shè)計可以分為兩類：工作井和特殊段建模，其BIM建模的主要流程有項目模板、標準構(gòu)件、路線線形、橫斷面、管幕及附屬構(gòu)造，最后形成BIM設(shè)計成果。

4.BIM模型與出圖

基于以上步驟，項目組完成了凍結(jié)曲線管幕、暗挖開挖斷面345平方米拱北隧道BIM模型，以及東、西兩側(cè)工作井和周邊主要建筑物拱北口岸BIM模型。通過BIM三維可視化直觀的展示方式，有效解決項目挑戰(zhàn)多部門協(xié)調(diào)難度大的問題。根據(jù)拱北隧道BIM模型出圖，工作井施工圖、襯砌施工圖、管幕施工布置圖等。

5.工作井選址方案

采用三維BIM模型與實景照片相結(jié)合的方法，對避免口岸建筑拆遷、工作井進入澳門界內(nèi)等問題，提供了論證方案。

6.BIM三維設(shè)計平臺與有限元分析系統(tǒng)集成

通過軟件二次開發(fā)，實現(xiàn)在BIM建模軟件中導出工作井計算模型，與大型有限元分析軟件結(jié)合，對圍護結(jié)構(gòu)進行三維仿真受力分析。從基坑開挖階段到暗挖破墻階段的坑內(nèi)水平形變、豎向彎矩分析，計算結(jié)果變形最大值為14.2mm，出現(xiàn)在開挖面中下部，最大彎矩699KN·m ，最大負彎矩-984KN·m，均滿足設(shè)計要求。

BIM技術(shù)在施工階段主要應(yīng)用有建立暗挖段BIM施工模型、施工進度管理、漫游與工序模擬。

1.暗挖段BIM施工模型

隧道暗挖段為保證施工安全，開挖斷面共劃分5個臺階15個分區(qū)，臺階高度約3.8m左右，長度約5m左右，主體結(jié)構(gòu)以及支護構(gòu)造物較為復雜。暗挖段BIM施工模型包含 初期支護、二次襯砌、三次襯砌，分為先仰拱、側(cè)墻及中板、最后拱部、臨時支撐、袖閥管劈裂注漿管，完成暗挖段全部模型后，可用于施工各個管理段。

2.施工進度管理

拱北隧道項目工期要求嚴格，在總體進度控制框架下，由施工單位在征求各單位的意見后，編制總體進度計劃；然后利用軟件強大的數(shù)據(jù)整合功能，將總體進度計劃與BIM施工模型各構(gòu)件相互關(guān)聯(lián)，采用軟件二次開發(fā)方式，實現(xiàn)拱北隧道施工進度管理系統(tǒng)。

施工進度管理系統(tǒng)，整合工程項目各單位計劃進度信息，在施工過程中重點監(jiān)控進度執(zhí)行情況，協(xié)助總體單位完成進度的動態(tài)控制，當系統(tǒng)采集的進度執(zhí)行情況與計劃情況不一致的時候，系統(tǒng)會主動提示并持續(xù)跟蹤和反饋；4D施工模擬更是以可視化的方式，向眾多參與方，集成展示整個項目的總體進度情況，嚴格控制工期起到重要作用。

3.漫游與工序模擬

拱北隧道工程復雜，主要對復雜工點進行工序模擬，利用游戲引擎強大的展示功能，制作三維施工工序模擬，可以直觀瀏覽、檢查和方案的修改，有效應(yīng)對拱北隧道工程項目工序復雜的挑戰(zhàn)。

五、項目創(chuàng)新

經(jīng)過充分的調(diào)研和專家咨詢，項目組針對拱北凍結(jié)法施工，結(jié)合BIM技術(shù)特點，制定了管幕凍結(jié)設(shè)計方案，開發(fā)了管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)。為配合暗挖施工，凍結(jié)管幕橫斷面上分為A，B1，B2，B3，C五個區(qū)。為控制土體的凍脹效應(yīng)，采用控制性凍結(jié)施工，并在凍結(jié)A區(qū)及局部敏感區(qū)域采用注漿改良凍結(jié)法。同時，分別在各區(qū)安裝溫度傳感器，以便掌控溫度的變化情況。

拱北隧道凍結(jié)法管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)，首先需要建立凍結(jié)管、監(jiān)測點BIM模型。然后，對監(jiān)測點進行編號，將溫度采集數(shù)據(jù)與BIM模型構(gòu)件關(guān)聯(lián)。管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、溫度變化趨勢查詢、溫度預(yù)警以及風險定位等功能。相對于傳統(tǒng)模式，基于BIM技術(shù)的管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以結(jié)合三維模型對于歷史數(shù)據(jù)、監(jiān)測點位置等多個方面進行綜合分析，可以更加準確、及時定位于風險的位置，使項目的安全與質(zhì)量得到提升。

從上述兩例中，BIM的深入應(yīng)用，須建立在高質(zhì)量的模型基礎(chǔ)上。這個“高質(zhì)量”不僅僅指模型的深度，也包括了設(shè)計人員在模型創(chuàng)建時體現(xiàn)出的專業(yè)知識和施工經(jīng)驗。BIM從業(yè)人員需要不斷累積經(jīng)驗，才能為項目提供更有力的技術(shù)支持。

BIM在大型工程中的作用非常顯著，節(jié)省工期、節(jié)約資源，而近年各地也多次發(fā)文，綠色建筑、智慧城市等詞頻頻提出，BIM作為滿足當下國情需要的建造技術(shù)，必將在越來越多的項目中彰顯其價值。而BIM從業(yè)者在定位未來時，BIM全局觀是關(guān)鍵。

要想引領(lǐng)未來，BIM從業(yè)者不妨多分析多思考，是否匹配BIM鏈條上的業(yè)務(wù)需求，有何優(yōu)勢與不足，針對性地學習積累，也不妨多關(guān)注一些BIM應(yīng)用的項目，為將來實踐累積知識。

【注】圖文來源：中國BIM網(wǎng)