空港項目BIM應用探索
——西咸空港綜合保稅區事務服務辦理中心項目BIM應用介紹

文｜何琳 耿秦

在項目施工前建立BIM模型，提前發現圖紙問題并指導現場施工。可以跟施工進度相結合，合理優化工期，對比計劃進度和實際施工進度情況。最重要的是BIM還可以跟造價和成本相結合，控制現場材料采購，合理安排資金計劃，過程中實現成本的多算對比等。

圖1 空港項目效果圖

西咸空港綜合保稅區事務服務辦理中心工程，為全現澆鋼+型鋼混凝土+鋼筋混凝土混合框架結構。整個建筑形體類似“飛碟”。外圍輪廓是類球面圓形。

地上部分建筑形體骨架由68條鋼結構球面曲肋和7道型鋼混凝土環梁組成。（圖1所示）

好事多磨：艱難的BIM廠家比選

空港項目外形類似“飛碟”，結構復雜，施工難度大，被業內專家譽為西北“鳥巢”。依靠傳統的管理手段難以有效控制施工質量、進度和成本，因此項目管理團隊從開工伊始就在思考：是否有新的管理手段提高本項目管理水平。

住房和城鄉建設部十二五規劃重點推廣的BIM技術，進入了大家的視線。BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，在項目施工前建立BIM模型，提前發現圖紙問題并指導現場施工。可以跟施工進度相結合，合理優化工期，對比計劃進度和實際施工進度情況。最重要的是BIM還可以跟造價和成本相結合，控制現場材料采購，合理安排資金計劃，過程中實現成本的多算對比等。隨著了解的深入，項目管理團隊對BIM技術的應用滿懷憧憬，并且得到了公司總部的大力支持。不過BIM廠家的選擇成為了大家面臨的首要難題。

通過了解，整個西北地區分專業做BIM應用的項目已經有好幾個，特別是機電安裝和鋼結構專業，但在施工全過程應用BIM技術的項目目前還沒有。為了應用BIM技術，項目團隊考察了多個國內外BIM軟件，也考察了多家設計院。在選擇BIM廠家的過程中，碰到了以下幾個難題：

1） 與設計院合作的BIM廠家是否適合施工企業？設計階段BIM的需求跟施工階段不同，除了圖紙碰撞問題外，施工企業關注的是進度管理、成本管理和質量安全管理，而設計院更多的是利用BIM來解決圖紙問題以及做建筑性能分析等。因此設計BIM并不適合施工企業使用。

2） 國外BIM軟件還是國內BIM軟件好？從理念和成熟度來說國外BIM軟件具有優勢，但由于國內外工程管理模式、技術規范和要求不同，導致國外BIM軟件在施工階段“水土不服”。

3） 直接采購BIM軟件系統好還是采用服務方式好？到底是直接買BIM軟件使用好，還是請BIM咨詢顧問好。后面發現BIM應用建模只是基礎，模型建好后如何結合項目日常管理使用才是關鍵，BIM應用最重要是配套的管理體系。因此最終決定采用BIM服務方式來做項目。

綜合考慮，項目管理團隊最終選擇“項目數據全過程服務（Project Data Providing Services，簡稱 PDPS）”來引入BIM，協助項目進行管理應用。

項目全過程關鍵應用流程介紹

施工階段：建造階段碰撞檢查、圖紙問題整理、主要材料用量計劃、兩算對比、三維技術交底，iBan移動應用。

結算階段：結算審計配合。

運維階段：BIM資料集成管理。

施工階段應用。

【建造階段碰撞檢查】

應用云計算的優勢，通過Luban BIM Works對設計院各專業圖紙進行合并，發現沖突的地方，協調設計院進行修改。Luban BIM Works提供了自動檢測碰撞點功能，可以在短時間內自動查找出模型內所有沖突點，完成項目建造階段的各專業（鋼構、機電、土建結構等）碰撞檢查，發現影響實際施工的碰撞點。

1) 深化設計：結合現場實際情況、施工工藝需對設計方案進行完善。

2) 施工方案：根據業主方、監理方、施工班組意見進行方案調整。

應用流程圖：（圖2所示）

【圖紙問題整理】

通過建立模型，及時發現設計圖紙問題，一方面第一時間反饋給設計院進行修改。另一方面事前發現設計錯誤可以有效控制成本。

應用流程圖：（圖3所示）

【主要材料用量計劃】

通過BIM模型準確計算工程基礎數據，利用數據對工程現場實際主材用量事前控制，節約材料用量，實現精細化管理。

應用流程圖：（圖4所示）

【兩算對比】

BIM模型工程量和現場實際工程量分階段、區域、構件進行對比，及時發現施工中存在的問題，以便采取切實有效措施，保證材料用量不超預算。

應用流程：（圖5所示）

【三維技術交底】

利用BIM模型對復雜節點進行三維可視化交底，確保施工班組按圖施工，避免返工，是BIM區別于二維圖紙的重要特點。

應用流程：（圖6所示）

【iBan移動應用】

利用移動終端（智能手機、平板電腦）采集現場數據，形成質量缺陷、安全風險、文明施工等數據資料，與BIM模型即時關聯，方便施工中，竣工后的質量缺陷等數據的統計管理。具備以下特點：

1) 缺陷問題的可視化：現場缺陷通過拍照來記錄，一目了然。

圖2↑

圖3↑

圖4↑

圖5↑

圖6←

圖7→

圖8 土建BIM模型

圖9 局部弧形砼墻配筋圖

圖10 土建工程量（部分）

2) 將缺陷直接定位于BIM模型上： BIM模型定位模式，讓管理者對缺陷的位置準確掌控。

3) 方便信息共享：讓管理者在辦公室即可隨時掌握現場的質量缺陷、安全風險。

4) 有效的協同共享，提高各方的溝通效率：各方根據權限，查看屬于自己的問題。

5) 支持多種手持設備的使用：充分發揮手持設備的便捷性，隨時隨地記錄問題。

6) 簡單易用，便于快速實施：實施周期短，便于維護。

7) 基于云+端的管理系統：運行速度快，可查詢工程相關數據。

應用流程：（圖7所示）

小試牛刀：BIM技術帶來的驚喜

2013年7月，項目開始和BIM團隊合作，用11個工作日建立了項目土建模型，10個工作日建立了鋼筋模型，并且在1個月內提交了相應的成果報告并安排人員進行駐場指導。（圖8、9所示）

取得的成效：

1） 工程量精算

由于項目復雜，異形構件多，靠手工計算項目工程量非常困難，而對于BIM來說，模型建好以后，相應的工程量就自動計算出來，而且符合陜西2004定額和計算規則要求。并形成一份完整的施工圖預算，為后續施工管理提供了可靠依據。（圖10、11所示）

2） 圖紙問題查找

通過BIM模型的建立及后臺專家知識庫的檢查，發現了不少圖紙的問題。土建發現了45處圖紙疑問，鋼筋發現了41處圖紙疑問。這些問題的提前發現，避免了施工時碰到后，再討論修改圖紙，影響施工質量和工期。（圖12、13所示）

漸入佳境：BIM技術深入應用

從一開始大家對BIM抱著懷疑的態度，到大家認識到BIM的好處，并主動要求學習BIM。項目部應用BIM也是在逐步深入，漸入佳境。有一些新的應用在項目上已經展開或者嘗試和準備使用，主要包括以下幾個方面：

1） 全過程數據提供

通過建立BIM協同平臺，把空港項目BIM模型上傳到BIM平臺上進行統一管理，對不同人員權限進行設定，協同相關管理人員在BIM平臺上查詢數據。例如澆筑混凝土可以查詢計劃混凝土量，鋼筋采購可以查詢不同直徑鋼筋需求量等。（圖14所示）

2） 材料精細化管理

材料精細化管理分為事前采購計劃、事中領用控制和事后用料分析三個步驟。

利用BIM模型的構件級數據庫，可以快速、準確獲得施工過程中材料數量，一方面作為材料管理的上限控制，另外一方面作為現場材料管理的控制手段。隨時為采購計劃的制定提供依據以及審核，為限額領料提供及時、準確的數據支撐，通過事后分析對比為“飛單”等現場管理情況提供審核基礎。（圖15所示）

圖11 鋼筋工程量（部分）

圖12 土建圖紙問題

圖13 鋼筋圖紙問題

3） 安裝管線綜合優化和碰撞檢查

利用BIM模型可以輕松快捷地檢查在三維空間環境下各專業的碰撞情況，空港項目利用BIM模型檢查出地下車庫機電安裝工程中進水管與風管發生碰撞、消防系統與風系統發生碰撞等幾百處。并且對碰撞位置進行管線綜合優化，提高室內凈空高度，優化管線走向等。

圖14 BIM平臺權限設置

圖15 鋼筋材料計劃細化到構件

圖16 工程資料檔案與BIM模型關聯

4） 工程資料檔案管理

基于BIM技術檔案資料協同管理平臺，可將施工中、竣工后需要的資料檔案（包括驗收單、合格證、檢驗報告、工作聯系單、設計變更單等）等列入BIM模型中，實現高效管理與協同。（圖16所示）

5） 分包審核支付管理

分包工程量核對是對各分包工程結算中的一個關鍵、決定性環節，由于計算主體所處的立場不同，計算結果往往大相徑庭，人們對規范、定額的理解有差異，設計圖紙有時也有歧義，模棱兩可，這樣雙方意見很難統一，從而導致結算工作遲遲不能了結。

基于BIM技術的分包工程量核對，可以在項目初期建立預算模型，隨著施工進度，對模型進行維護，根據設計變更、簽證、施工方案等對模型進行調整，建立施工模型，與現場施工一致，通過模型可指導現場施工，同時模型中富含大量、精準的工程量數據，在后期對分包工程量核對時，可以直接從服務器中調取到最新的模型數據，任何數據都可以反查至模型中的構件、計算式等，清晰明了，以此審核分包工程量，可以有效的避免分包虛報、多報的情況發生。

6） 質量安全控制

利用智能手持終端拍照功能，現場人員使用iBan隨時將工地現場的隱蔽驗收情況、質量問題、安全問題以及文明施工問題等拍下來，標注位置、問題性質等各種屬性，實時上傳到BIM服務器，與BIM模型相關聯。被授權的管理人員通過LubanBE(BIM瀏覽器)實時得到通知并查看。通過積累，逐步形成一個現場圖片結構化的數據庫，非常方便圖片數據的再利用，對現場管理形成強有力支持。

通過移動應用和BIM相結合來提高現場質量安全的管理，每天每周發現的問題有據可查，并且落實人員進行整改，在工程例會上，可以快速查詢和統計落實整改的情況。（圖17、18所示）

圖17 iBan照片與模型對比

圖18 現場質量安全報告

任重道遠：BIM團隊和體系建設

BIM管理體系建立

通過空港項目試點，把BIM應用加入到現有的項目管理流程中，在相關計劃、審核等環節加入BIM應用，讓項目管理人員慢慢養成習慣。對每個崗位，包括項目經理、總工、材料員、資料員等形成一套BIM的崗位操作手冊，指導項目崗位使用和操作BIM。最重要的還是希望由集團公司牽頭建立BIM中心，指導和培訓各項目部人員使用BIM，并結合相關的BIM崗位晉升和考核制度，形成一套完整的BIM管理體系。

BIM團隊培訓

BIM作為一項新技術，大部分人對其了解還是一知半解，因此團隊培訓是關鍵。空港項目人員對于BIM熱情非常高，經常利用晚上空余時間進行學習，包括BIM基礎知識、建模、查詢應用等。

空港項目BIM應用除了本身項目管理的需求外，更大的價值在于培養BIM人員以及建立BIM應用的流程、制度等管理體系。并且這些不是靠一個項目就能完成的，畢竟這個項目還不具備普遍性，需要更多項目的嘗試和累計才能形成完善的BIM團隊和管理體系。空港項目作為試點，這方面的工作只是剛剛起步，還需要不斷的學習和探索。