BIM的关键力量：快速建立BIM全局观

掌握BIM，只学会使用工具是不够的，BIM贯穿了建筑生命全周期，它穿针引线的作用决定了BIM整体价值，同时也决定了BIM从业人的价值。会翻模的BIMer和懂全工程的BIMer，职位不同，能力和收入均不同。掌握BIM，就要掌握BIM的关键力量：建立BIM全局观。

何为BIM全局观?指掌握BIM贯穿建筑全生命周期的作用。有人将BIM应用分为三层级：模型，模型+互联网，模型+数据+互联网。BIM的全局，就是用模型+数据+互联网，赋能建筑生命的每一个环节。

随着BIM的传播，使用BIM技术的项目成果逐渐呈现在大众的视野。有的部分使用BIM技术，有的实现了BIM全参与。随着从业者对BIM技术的深入探索，掌握BIM技术在全建筑生命周期的作用，不仅是为了适应未来职业需求，同时也符合我国现代化人才的培养目标。BIM在建筑全周期的运用，举例说明：

中国尊位于北京市商务中心的核心，是北京市最高的地标建筑，用地面积11478平方米，总建筑面积43.7万平方米，其中地上35万平方米，地下8.7万平方米，建筑总高528米，建筑层数地上108层、地下7层(不含夹层)。于2013年7月开工。

BIM技术在中国尊项目的应用与管理：中国尊的建筑信息模型构建、模型应用和模型信息管理这三个维度由业主、设计、施工三方全体参与，在设计施工运营全过程中应用BIM技术。

一、BIM+深化设计上，中国尊项目与其他项目有两点显著不同：(1)直接采用三维建模软件进行深化设计，先有模型，图纸由模型导出，而非先二维设计再三维翻模。(2)协同方式由各专业之间的协同变成了各区域之间的协同，每个工程师需要对自己负责的楼层、区域范围内的多有专业进行综合排布。各工程师进行的是各区域间的接口协调。与各专业间的协同相比，这种方式能从整体上进行规划，从更高的角度对全专业进行方案统筹。

二、BIM+工厂化预制加工垂直运输是超高层施工的重难点，中国尊施工现场几乎没有机电加工的场地。为了解决这一难题，项目使用BIM技术辅助工厂化预制加工。首先完成定位准确的三维施工模型，然后在工厂中按模型进行预制加工并编号，到现场后，根据编号将材料快速准确的运输到指定的楼层和位置，现场根据编号进行拼装，只进行少量的拼装。这样现场加工量减少，随之产生的建筑垃圾也减少，从而减轻二次运输的压力。

中国尊在多个专业和区域使用BIM+工厂化预制，如：部分竖井内管道(空调水、给排水、消防水等)采用预制立管施工技术，预先在工厂内制作成各组单元节，在结构施工的同时进行安装。

各标准层空调机房排布方案类似，将空调机组进出口处的水管阀门管件做成预制模块，减少现场焊接作业。

各标准层弱电间，桥架排布复杂且异形构件多，在工厂根据BIM模型预制异形件并将各构件编号，现场不再进行桥架切割加工。

窗台一体化系统的窗台板采用BIM模型与现场测量结合的方式，在工厂完成定制。

蓄冰机房弧形区域管道采用工厂预制弧形管，不仅美观也减少了大量焊缝，降低了施工难度。

三、BIM+三维激光扫描机电安装，中国尊采用三维激光扫描仪进行现场扫描，机器扫描具有数据信息完整，无遗漏，精度高的优点，软件通过将现场点云模型和施工模型做分析比较，可以生成各种可视化的图表，方便管理者迅速发现问题，及时制定应对策略。生成的色谱分析图根据偏差大小的不同，在模型上显示不同的颜色，管理者可以根据偏差的范围，偏差的大小，采取不同的措施，来消除误差。

在机电管线安装前，对土建结构进行三维扫描，规避风险。对偏差较小的区域，可以通过施工交底，加强机电施工精度或者协调土建、装饰专业共同吸收误差。对无法吸收误差的，需要事先调整深化设计方案，修改管线路由，避免因为现场条件与设计不符造成的机电拆改。

在机电管线安装后，对机电管线进行扫描和质量管控。扫描确定重要设备和阀门的现场安装位置与施工模型位置一致，方便后期运维。分析机电管线安装完成后的实际最低标高，避免因安装精度不够造成吊顶标高降低，提升建筑的品质。

四、基于BIM技术的质量管理中国尊的BIM技术管理有三个一致：“模型与图纸一致，模型与图纸提交时间一致，模型与现场一致”。为了达成这一目标，中国尊的BIM技术管理从设计、施工及验收三个维度进行质量管理。

设计质量管控中国尊的BIM模型首先由机电总包完成综合管线排布并自审，然后由深化设计顾问单位对模型排布方案提出优化建议，由BIM顾问单位对模型规范性作出审核(如命名、属性、碰撞等)，接着由施工总包结合其分包专业模型(土建、钢构、装饰等)进行综合协调，最后报送设计院审核。每个步骤根据实际需要均有反复协调的情况，这样各方从不同角度对模型进行优化后，从设计上确保模型的高质量。

施工质量管控在施工之前对技术员及现场班组长就复杂区域进行三维模型交底，并与现场施工随时保持紧密联系，及时纠正因现场条件导致的模型无法施工的问题。同时对现场劳务队加强管理，严格要求按图、按模型施工，合理安排工序，禁止因自身方便随意施工而影响其他专业。

验收质量管控为确保模型与现场的一致性，中国尊采用定期和不定期现场巡检的方式，在施工过程中，由业主、施工总包、机电总包、BIM顾问、监理组成联合巡检，手持移动设备查看BIM模型，比对模型与施工现场的一致性。

机电总包及其分包单位、监理也各自组织人员进行不定期的巡检。对于发现模型与现场不一致处，根据实际情况要求现场整改或模型整改保持两者一致。

除人工巡检外，在机电安装完成后，采用三维激光扫描技术对现场进行还原，在软件中对模型和现场进行对比。

这样通过人工和三维扫描技术检验，中国尊做到模型与现场基本一致。

港珠澳大桥连接香港、澳门、珠海，是目前世界上最长的跨海大桥，港珠澳大桥开通仪式于2018年10月23日上午在广东珠海举行。正式通车后，港珠澳将形成“一小时生活圈”，广阔的伶仃洋，将由天堑变为通途。

BIM技术在港珠澳大桥的应用与管理：BIM技术在设计阶段主要有路线设计、BIM多专业协同设计、BIM模型出图、设计方案论证等多个方向的应用。

1. 路线线形设计项目组将Autodesk Revit 软件与中交二公院自主研发的路线老师系统结合，利用路线老师系统的平面坐标、纵断面高程以及坡度计算等功能，生成用于Autodesk Revit 建模的路线数据，采取二次开发的手段，实现隧道路线三维实体的自动创建。

2. BIM多专业协同设计拱北隧道BIM建模项目由结构专业、交通工程专业、防排水工程专业及路基路面专业等四大专业协同设计完成。由于组成全专业拱北隧道BIM模型的构件较多，项目组建立企业级BIM构件管理系统，并将全部构件导入管理系统，形成中交二公院自主知识产权，为项目组协同管理、快速建立BIM模型起到积极作用。

3. BIM隧道设计流程拱北隧道设计可以分为两类：工作井和特殊段建模，其BIM建模的主要流程有项目模板、标准构件、路线线形、横断面、管幕及附属构造，最后形成BIM设计成果。

4. BIM模型与出图基于以上步骤，项目组完成了冻结曲线管幕、暗挖开挖断面345平方米拱北隧道BIM模型，以及东、西两侧工作井和周边主要建筑物拱北口岸BIM模型。通过BIM三维可视化直观的展示方式，有效解决项目挑战多部门协调难度大的问题。根据拱北隧道BIM模型出图，工作井施工图、衬砌施工图、管幕施工布置图等。

5. 工作井选址方案采用三维BIM模型与实景照片相结合的方法，对避免口岸建筑拆迁、工作井进入澳门界内等问题，提供了论证方案。

6. BIM三维设计平台与有限元分析系统集成通过软件二次开发，实现在BIM建模软件中导出工作井计算模型，与大型有限元分析软件结合，对围护结构进行三维仿真受力分析。从基坑开挖阶段到暗挖破墙阶段的坑内水平形变、竖向弯矩分析，计算结果变形最大值为14.2mm ，出现在开挖面中下部，最大弯矩699KN·m ，最大负弯矩-984KN·m，均满足设计要求。

BIM技术在施工阶段主要应用有建立暗挖段BIM施工模型、施工进度管理、漫游与工序模拟。

1. 暗挖段BIM施工模型隧道暗挖段为保证施工安全，开挖断面共划分5个台阶15个分区，台阶高度约3.8m左右，长度约5m左右，主体结构以及支护构造物较为复杂。暗挖段BIM施工模型包含 初期支护、二次衬砌、三次衬砌，分为先仰拱、侧墙及中板、最后拱部、临时支撑、袖阀管劈裂注浆管，完成暗挖段全部模型后，可用于施工各个管理段。

2. 施工进度管理拱北隧道项目工期要求严格，在总体进度控制框架下，由施工单位在征求各单位的意见后，编制总体进度计划;然后利用AutodeskNavisworks 软件强大的数据整合功能，将总体进度计划与BIM施工模型各构件相互关联，采用软件二次开发方式，实现拱北隧道施工进度管理系统。

施工进度管理系统，整合工程项目各单位计划进度信息，在施工过程中重点监控进度执行情况，协助总体单位完成进度的动态控制，当系统采集的进度执行情况与计划情况不一致的时候，系统会主动提示并持续跟踪和反馈;4D施工模拟更是以可视化的方式，向众多参与方，集成展示整个项目的总体进度情况，严格控制工期起到重要作用。

3. 漫游与工序模拟拱北隧道工程复杂，主要对复杂工点进行工序模拟，利用游戏引擎强大的展示功能，制作三维施工工序模拟，可以直观浏览、检查和方案的修改，有效应对拱北隧道工程项目工序复杂的挑战。

五、项目创新经过充分的调研和老师咨询，项目组针对拱北冻结法施工，结合BIM技术特点，制定了管幕冻结设计方案，开发了管幕温度监控系统。为配合暗挖施工，冻结管幕横断面上分为A ，B1，B2 ，B3 ，C五个区。为控制土体的冻胀效应，采用控制性冻结施工，并在冻结A区及局部敏感区域采用注浆改良冻结法。同时，分别在各区安装温度传感器，以便掌控温度的变化情况。

拱北隧道冻结法管幕温度监控系统，首先需要建立冻结管、监测点BIM模型。然后，对监测点进行编号，将温度采集数据与BIM模型构件关联。管幕温度监控系统，实现温度数据关联、温度变化趋势查询、温度预警以及风险定位等功能。相对于传统模式，基于BIM技术的管幕温度监控系统可以结合三维模型对于历史数据、监测点位置等多个方面进行综合分析，可以更加准确、及时定位于风险的位置，使项目的安全与质量得到提升。

从上述两例中，BIM的深入应用，须建立在高质量的模型基础上。这个“高质量”不仅仅指模型的深度，也包括了设计人员在模型创建时体现出的专业知识和施工经验。BIM从业人员需要不断累积经验，才能为项目提供更有力的技术支持。

BIM在大型工程中的作用非常显著，节省工期、节约资源，而近年各地也多次发文，绿色建筑、智慧城市等词频频提出，BIM作为满足当下国情需要的建造技术，必将在越来越多的项目中彰显其价值。而BIM从业者在定位未来时，BIM全局观是关键。

要想引领未来，BIM从业者不妨多分析多思考，是否匹配BIM链条上的业务需求，有何优势与不足，针对性地学习积累，也不妨多关注一些BIM应用的项目，为将来实践累积知识。

BIM信息最大的价值在冗长的建筑物营运阶段，建筑物在其工程阶段建置的庞大信息，是未来营运阶段充份应用的宝贵资源，绿建筑可持续经营所推动的理想均需建筑物建置有详尽的3D模型与信息关连的机制，方能发挥。以上就是BIM的关键力量：快速建立BIM全局观内容，更多建筑类精彩内容可以关注环球网校，也可点击下方“免费下载”领取自主学习资料。