BIM技術在高鐵站房裝飾裝修中的應用研究

■ 韓少帥 孫喜亮 溫國威

BIM技術在高鐵站房裝飾裝修中的應用研究

■ 韓少帥 孫喜亮 溫國威

利用3D建模技術和互聯網數據庫技術將建筑工程構建成具有4D結構化數據庫的工程數字化模型，數據粒度達到構件級，降低后期運營維修成本。利用BIM云平臺實現對裝飾裝修工程量概算和成本控制，形成以BIM為核心的項目管理流程體系。通過對重大施工方案三維模擬，模擬出不同施工方案下的施工風險及施工成本最優方案，在保證施工安全、質量的前提下縮短工期。利用三維模型對現場工人三維技術交底，實現建筑圖紙的集成化和可視化，提高讀圖效率。

BIM；項目管理流程；模型構件級；模擬施工；三維交底

1 基于BIM的裝飾深化設計應用及優勢

1.1 傳統做法

裝飾裝修施工階段，較大型的工程會采用3DS MAX等軟件建立局部模型渲染建筑效果，此模型不具有實時性，可能出現建筑效果與實際圖紙不匹配的問題。大多數建筑施工還必須依靠復雜的二維圖紙，尤其在裝飾裝修施工過程中，采用二維圖紙的表現形式容易出現局部位置表達沖突、標高標注不明確、雙向錯臺等問題。

1.2 基于BIM模型施工技術優勢

裝修采用全BIM模型，可以保證任意時刻從任意位置展示建筑效果，并且因為模型具備實時更新特性，保證了模型效果與藍圖做法的一致性。三維展示細部節點，減少施工過程中容易出現的標高錯漏、局部錯層、節點丟失等問題，通過三維交底直接面向施工工人，簡明易懂的展示節點做法，方便工人理解施工過程。優化施工工期的同時，保證施工質量。

2 組織實施狀況

2.1 工程概況

新建烏魯木齊新客站站房、雨棚及相關工程為蘭新第二雙線工程重要的配套工程，同時也是提高樞紐客運能力、整合客運布局的重要工程。工程位于烏魯木齊市經濟技術開發區既有二宮火車站站址處，由主站房和站臺雨棚組成。

烏魯木齊新客站建筑豎向分為地上2層、地下1層。地上第1層層高為9．75 m，第2層凈高為25 m，作為進站、候車廳及辦公、商業用房；地下1層為出站層，層高為10．8 m。站房順軌向寬度258 m，柱網間距22 m，垂直軌道方向寬301 m，柱網間距21 m；進站大廳及高架候車大廳空間開闊、現代簡潔。

站房屋蓋為大跨拱形鋼結構屋蓋，屋蓋最高點標高為41 m。站臺雨棚對稱布置于站房兩側。站房總建筑面積約10萬m2，無柱站臺雨棚結構覆蓋面積58 224 m2，站房屋面投影面積61 553 m2。

2.2 BIM組織及服務內容

建筑施工階段基于BIM應用的研究依托于烏魯木齊新客站站房、雨棚及相關工程展開，通過模型建立、平臺搭建、平臺運轉，實現BIM技術指導建筑施工，形成基于BIM技術的全新項目管理流程。

2.2.1 物資計劃申請流程

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。先由各工區技術負責人提出物資月計劃，經過BIM小組成員核算，如無問題則交由物資部分期控制采購；如有問題則反饋給工區技術負責人重新核對。基于BIM的物資計劃申請流程見圖1。

2.2.2 設計變更流程

通過BIM模型提前將設計過程中出現的問題及缺陷與設計人員溝通，及時進行設計變更。設計變更流程見圖2。首先由工程部提供設計變更、方案變更等；然后由BIM小組成員在模型上進行分析確認是否可行，并反饋給工程部，由工程部長簽字確認；最后交至項目總工程師處，報設計院出設計變更方案。

2.2.3 材料加工流程

為實現項目的精細化管理，需控制好材料加工損耗率。首先由作業隊長提交結算申請單，經技術員復核后，由BIM小組成員進行符合，確定損耗率，在工程部、物資部確認后，由合約部進行結算。材料加工具體流程見圖3。

2.2.4 項目工程量結算

在結算審計階段，運用BIM模型基礎數據庫，輔助結算審計，對內確保材料使用量不超過模型計算量，對外確保結算量不低于模型量，確保工程結算效益。項目工程量結算具體流程見圖4。

3 基于BIM技術的裝飾深化設計應用內容

3.1 項目BIM管理平臺應用內容

利用各個軟件組建的模型導入BIM協同管理平臺（專用新客站BIM服務器），結合導入的施工圖紙、施工日志等，落實基于BIM的軟件管理流程。

通過BIM平臺搭設、運行，實現從圖紙到模型的對應鏈接。通過將工程施工過程技術指導、材料進場計劃、機械進場計劃、現場勞動力情況等信息實時整合，形成工程施工過程中具備及時性、準確性、系統性的云端大數據。同時，項目管理人員改變工程信息獲取途徑，所有工程信息都通過BIM平臺實時獲取，保證工程信息準確、快速傳遞給項目管理人員，切實提高項目管理效率。

通過將工程信息云端整合，利用云平臺搭載過程模型，實現整個項目施工進度模擬。從整個項目著手對施工人員、機械、材料、資金情況進行統籌規劃，最大化資源利用率，節約施工成本。

3.2 站房結構（及裝飾深化設計）、機電、鋼結構模型綜合優化設計

新客站工程結構復雜、結構變化多、施工難度大，從設計階段開始就不可避免地面臨結構、安裝、裝飾標高統一問題。通過將三者建立的深化設計模型整合，從Navisworks軟件中導出碰撞檢測報告（見圖5），提前發現、改正設計錯誤，減少因缺少專業協調造成的工期延誤、返工等。實際施工應用中證明此項內容應用效果顯著。

由圖5可知，站房局部碰撞點會高亮顯示。通過逐項檢查該工程碰撞內容，在優化安裝專業管線排布的同時，確定裝飾吊頂封板標高。

3.3 利用BIM三維效果對重要建筑方案修改完善及選定樣板

新客站站房建設施工工藝復雜、施工難度大，進入裝飾裝修階段后，裝飾材料影響最后的建筑效果。作為省級高鐵站房，建筑表現效果尤為重要。

本工程得利于全過程BIM技術的應用，通過深化設計后的裝飾BIM模型實時修改，保證每個節點三維效果及時渲染，通過不斷參照修改意見，快速高效地確定了最終建筑造型方案（見圖6）。

建筑裝飾施工遵循樣板引路的指導方針。落實到新客站工程中，要實現裝修樣板引路困難重重。首先，高鐵站造型復雜，裝飾樣板無法觸及邊邊角角；其次，高鐵站施工工期緊張，取消部分樣板施工過程可以有效壓縮工期。

結合BIM強大的三維表現能力，在局部位置進行三維模型渲染代替裝飾樣板施工，減少樣板施工過程，方便設計、業主單位對裝飾樣式的修改。通過新客站局部位置的實踐，取得了良好的收益，保證了最終建筑效果（見圖7）。

3.4 復雜節點三維演示及現場三維交底

室內裝飾裝修藍圖中存在大量細部節點亟待優化完善，傳統二維圖紙容易出現標高沖突、細部節點優化不到位的問題，施工過程中會造成工期延誤、返工等。通過基于BIM的裝修深化設計模型，逐一細節精確把控，與以往工程對比有效縮減了施工工期。模型細度達到構件級使實際施工過程中工序銜接中的問題進一步暴露，技術人員提前準備，提前與設計人員溝通修改方案，進一步優化施工流程，避免工人窩工、返工等，提高了施工效率。

三維交底首先由工程部根據具體施工節點提出需交底的區域及部位，BIM小組成員建立該部位或區域模型，交至各工區技術負責人，輔助現場進行三維技術交底。三維交底具體流程見圖8。

利用目前新興的基于BIM的增強現實技術，運用基于平板電腦、手機等移動設備開發的軟件，將圖紙模型轉化為三維模型進行交底，施工人員可以現場翻閱，簡單易用，提高了現場施工效率。三維交底具體操作演示見圖9。

4 BIM技術發展趨勢

通過建立建筑信息模型，實施項目的數字化安全管理、質量管理、技術管理和經濟管理。技術方面包含有深化設計、進度管理、工作面管理、圖紙管理、場地管理、管線和構件碰撞檢查及運營維護等；經濟方面包含工程量計算、預算管理、合同管理、成本管理和勞務管理等。BIM平臺可優化各專業間的工作界面，提高管理效率，優化管理流程，增強項目風險控制能力，實現精細化管理。

BIM技術發展趨勢：

（1）以移動技術獲取數據。隨著互聯網和移動智能終端的普及，可以在任何地點、任何時間獲取信息。而在建筑設計領域，將會看到很多承包商為自己的工作人員配備這些移動設備，在工作現場就可以進行設計。

（2）數據的暴露。可以把監控器和傳感器放置在建筑物的任何一個地方，針對建筑內的溫度、空氣質量、濕度進行監測。再加上供熱信息、通風信息、供水信息和其他控制信息，這些信息匯總后，設計師就可以對建筑現狀有一個全面充分的了解。

（3）未來還有一個最為重要的概念——云端技術，即無限計算。不管是能耗還是結構分析，針對一些信息的處理和分析都需要利用云計算強大的計算能力。甚至渲染和分析過程可以達到實時計算，幫助設計師盡快在不同設計和解決方案之間進行比較。

（4）數字化現實捕捉。通過激光可以對橋梁、道路、鐵路等進行掃描，以獲得早期數據。不斷有新的算法把激光所產生的點集中成平面或表面，然后放在一個建模環境中。因此，可以利用這樣的技術為客戶建立可視化效果。未來設計師可以在一個3D空間中使用這種進入式方式進行工作，直觀展示產品開發的未來。

（5）協作式項目交付。BIM不但是一個工作流程，而且是基于改變設計方式的一種技術，改變了整個項目執行施工的方法，是設計師、承包商和業主之間合作的過程，每個人都有自己非常有價值的觀點和想法。因此，如果能夠通過分享BIM讓這些人在這個項目的全生命周期都參與其中，BIM將能夠實現其最大的價值。國內BIM應用處于起步階段，綠色和環保等幾乎成為各行業的通用要求。特別是建筑設計行業，設計師早已不再滿足于完成設計任務，而更加關注整個項目從設計到后期的執行過程是否滿足高效、節能等要求，期待從更加全面的領域創造價值。

韓少帥：中建交通建設集團有限公司，助理工程師，北京，100142

孫喜亮：中建交通建設集團有限公司，工程師，北京，100142

溫國威：中建交通建設集團有限公司，助理工程師，北京，100142

責任編輯 高紅義

TU248.1；TP39

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1672-061X（2015）06-0056-04