基于BIM技術的施工項目信息化管理應用
——以北京三建公司賽迪科技園科研樓建設項目為例

文｜蘆東 李貝娜

賽迪科技園科研樓建設項目是北京市第三建筑工程有限公司（同“北京建工三建公司”，隸屬于北京建工集團，以下簡稱“北京三建公司”）的重點項目，將BIM技術應用到項目信息化管理實踐中，依托公司強大的綜合配套施工能力、先進完善的管理制度、高素質的施工管理人才，項目的BIM應用取得了階段性成果。

賽迪科技園科研樓建設項目位于北京市昌平區沙河鎮豆各莊村11號院賽迪科技園內，總建筑面積31450m2，建筑功能主要包括實驗室、車庫、人防工程及配套用房。由于工程結構復雜，主體塔樓部分采用鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構，中部裙房為鋼框架結構，地下室為現澆鋼筋混凝土框架-抗震墻結構，對深化設計和信息化管理提出了很高的要求。項目建成后將是賽迪工業園區的標志性工程之一，需確保工程質量合格，爭創北京市“長城杯”。

項目難點

深化設計難。本項目機電系統復雜，管線極其密集，且機房眾多，管線優化難度大，調試工作量較大，同時鋼結構體系作為本項目的主要承重構件，鋼結構的深化設計直接影響到整個結構的工程，對混凝土結構中鋼筋與鋼骨柱的碰撞優化，對指導現場施工而言至關重要。

圖1 賽迪科技園科研樓建設項目效果

專項應用重點展示難。在信息化實踐上，需要對關鍵位置進行漫游模擬、對施工專項方案進行動畫展示，以便指導施工，優化流程，但是科研樓機房機電管線路非常復雜，對專項應用的重點展示提出了極大的挑戰，要嚴格把控模擬展示的精確度和準確度，才能實現現場施工的有效指導。

現場進度管理難。本項目施工工期緊張，工程量大，材料用量多，涉及功能多，專業分包多，資源配置是否合理和專業工序穿插是否及時是實現工期目標的關鍵影響因素，對施工組織設計的要求較高。

專業分包多，總承包的項目管理及協調難。該項目專業分包較多、工作交叉面多，包括精裝修工程、幕墻工程、建筑智能化工程、泛光照明工程、消防工程、小市政及其配套工程等多家專業分包。

項目應用目標

北京三建公司希望通過BIM技術在本項目中的應用，解決部分實際施工難點，實現以下目標：

一是培養BIM人才，共培養兩類人才，一類是能夠進行獨立建模的基礎型人才，一類是能夠進行BIM規劃、綜合應用的管理型人才。二是提高深化能力，通過BIM模型創建與深化、可視化展示等基礎應用，高度模擬現場的復雜系統，指導現場施工。三是精細化進度管控，模擬現場建造過程，實現生產進度管理流程的規范化，通過平臺大數據分析，實現項目生產進度管理經驗數據積累。四是BIM5D綜合管理，基于BIM5D 管理平臺，實現對項目進度、成本、質量、安全、文檔及流程等內容的有效決策和精細管理，從而達到減少施工變更，縮短工期、控制成本、提升質量的目的。五是總結BIM應用方法，通過整個項目BIM技術的應用，總結BIM技術真正落地的方法。

BIM應用方案

結合賽迪科技園科研樓建設項目的施工難點以及現場實際需求，制定了本項目的具體應用內容。

一是開展BIM深化設計。對土建、機電、鋼結構等各個專業進行深化設計，通過碰撞檢測優化管線排布，對混凝土結構中鋼筋與鋼骨柱的碰撞問題進行優化，減少在施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，加快施工進度，降低施工成本。

二是專項應用展示。根據現場需求，對關鍵位置的機電管線路由、關鍵部位的施工工序及施工方法、科研樓整體外觀及構造進行漫游及動畫展示。

三是進度精細化動態管理。根據施工總進度計劃，編制專業分包工程二級進度計劃，從招標、進場、深化設計及施工規定具體的時間節點，現場采用BIM5D平臺進行進度動態管理，科學協調各工序穿插、銜接，保證工期節點的實現，實現對整個工程項目的全過程演示及進度控制管理。

四是BIM5D項目綜合管理。通過BIM5D系統項目管理平臺集成全專業模型，關聯施工過程中的進度、質量、安全、成本、物料、勞動力等信息，實現項目各方的協調管理，加快各部門之間溝通效率，使各部門資源共享化。

表1 軟件配置表

本項目BIM實施涉及到業主方、設計方、總包方、分包方等，為了項目的順利實施，必須做到各方責任明確。同時，為保證項目BIM工作的有序開展，需制定相應的BIM推進保障制度和指定相應的責任人，做到專業有專人，責任劃分明確。

BIM應用流程。根據項目BIM應用目標及項目實際情況明確了項目的BIM應用順序。

首先，在BIM實施前期，結合項目應用目標及應用點的選擇，依托業主要求和項目特點，編制本項目的BIM實施標準及BIM實施方案。第二，采購項目相關軟硬件設施，以便后期工作效率的保證。第三，結合設計規范、施工規范及施工經驗，在模型搭建前，制定機電專業深化設計原則及支吊架排布原則，確保經BIM深化后的機電排布可以落地實施應用。第四，組織對現場人員進行建模培訓，搭建結構、建筑、機電、幕墻等專業模型，并按照BIM5D與Revit模型交互建模規范搭建模型，以保證模型導入BIM5D的可行性。第五，根據現場需求，對各專業模型進行深化設計，提前進行碰撞檢測，發現問題，提前解決。同時針對特殊施工工藝、特殊建筑位置進行動畫及漫游展示。第六，組織項目人員進行BIM5D平臺操作培訓，保證項目人員能夠使用模型數據以及完成基于BIM5D的項目管理應用。最后，使用BIM平臺對模型及數據進行文檔的管理及業務應用，確保全過程文件留存；對現場流程管理進行提前設置，實現多方的線上流程審批，使流程關鍵節點清晰，便于跟蹤和問題追溯。

圖2 BIM應用流程概要

圖3 BIM實施方案

BIM實施過程

BIM實施準備首先制定BIM實施方案。在項目初期，首先結合項目特點及重難點情況，編制了項目的BIM實施方案，以此統領后期BIM工作。在建模前期，初步完善了項目各專業建模標準、族庫規范以及平臺應用規范，為后期項目模型的順利創建提供了基礎保障。

其次，進行BIM實操培訓。在項目BIM工作開展各個期間進行了分階段、分層次的BIM軟件及技能培訓工作，具體培訓的內容如表2所示。

表2 BIM實操培訓

圖4 各專業基礎模型創建

圖5 施工現場總平面布置

圖6 施工現場臨建展示

最后，進行BIM人員及軟硬件配置。采購相關軟硬件設施，BIM相關人員全部到位，軟件BIM實施人員進場服務，提前進入工作狀態，保證后期工作效率。

各專業基礎模型創建

根據施工圖紙進行賽迪科技園科研樓建設項目建立、整合施工階段的BIM模型，BIM模型主要包含土建模型、機電模型、幕墻模型、裝飾模型、室外管線模型、施工場布模型、施工進度模型等部分。

場地平面布置

由于該項目工程場地狹小，為了滿足現場材料堆放及加工的需求，基于BIM技術進行施工現場布置，劃分功能區域，合理安排辦公區、庫房、加工廠地和生活區等位置，盡量減少占用施工用地，使平面布置緊湊合理，直觀地反映施工現場周邊環境情況，保證現場運輸道路暢通，更好地利用現有場地，克服場地狹小的缺陷。

多項深化設計

本工程通過BIM技術對項目的重點或難點部分深化設計，施工方也可以進一步對原有安裝方案進行優化和改善，以提高施工效率和減少工程變更的浪費。

預留孔洞深化設計，對機電管線結構的預留洞孔位置進行BIM模擬和定位，出具三維洞口排布圖和位置說明，使得孔洞的位置和尺寸更加準確，避免了施工中的返工核對成本及對施工進度的不利影響。

粗裝修凈高分析，凈高分析需要綜合考慮深化后的各系統、各專業模型，在保證符合規范的前提下，確保地面和吊頂的標高準確性，達到最合理的空間利用效果。

砌體深化設計，采用BIM技術，通過調整灰縫間距和砌塊尺寸等參數，可以將墻體中反坎、斜壓頂、構造柱等構件精確布置，導出準確的砌塊用量，有針對性地進行材料堆場。與傳統方式的現場提量相比，這樣不但可以節約材料約10%，還可以減少二次搬運和施工垃圾，達到降本增效、文明綠色施工的目的。

機電深化設計，本項目機電系統復雜，管線密集，因此利用BIM技術三維可視化的特點在施工前期、中期可以對BIM模型進行碰撞檢測以及查漏補缺工作。檢查機電管線之間、管線與建筑結構之間的碰撞點，并將檢查出的問題形成碰撞檢查報告，然后根據碰撞檢查的流程進行審核，審核通過后依據綜合管道布置原則進行模型修改。這樣既可以優化項目設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，又加快了施工進度，降低施工成本。

復雜位置管綜：項目BIM工程師根據設計BIM模型，提供設計糾錯、模型信息缺陷報告、碰撞檢查報告，協助設計人員進行管線綜合，在施工前完成管線的優化。

機電樣板間：通過BIM模型綜合協調機房，確保在有效的空間內合理布置各專業的管線，以保證吊頂的高度來輔助現場施工。

制冷機房：根據深化圖紙和系統圖，捋清管道系統的走向，結合現場的施工及設計意圖，對制冷機房進行深化，優化管道走向。

鋼結構深化設計，依據鋼結構深化圖紙，對鋼結構節點、復雜梁柱節點進行模型建立工作，校核鋼結構開孔位置，通過三維直觀展示復雜節點鋼筋相對位置，指導現場施工。

裝修深化設計，采用BIM技術進行室內裝飾構件建模（如窗簾盒、吊頂、木門、地面磚、室內墻面、地面、吊頂、隔斷等），進而進行室內陳設布置，墻面磚、成品木門、輕鋼龍骨石膏板吊頂等內容展示，提前呈現裝修效果，輔助進行裝修工程施工指導。

圖7 科研樓整體漫游展示

圖8 科研樓內部管線排布

圖9 辦公室內部三維漫游展示

圖10 BIM5D 網頁端問題匯總及分析

專項應用三維展示

科研樓模型整體漫游展示，通過對賽迪科技園科研樓模型進行整體漫游，直觀呈現科研樓的內部構造及外觀造型，使項目成員在項目施工階段對科研樓構造及造型加深理解。

辦公室內部三維漫游展示，對辦公室進行室內陳設布置，墻面磚、成品木門、室內家具等內容預先展示，提前呈現裝修效果，輔助進行裝修工程施工指導。

關鍵施工工藝動態展示，根據現場需求，對項目基坑土方挖運施工方案進行模擬，對施工過程中的關鍵工序，包括疏干井施工、土釘墻施工以及護坡樁施工均進行動畫展示，確保各項施工方案的合理性，有效提高了溝通效率和施工質量。

圖11 BIM5D 網頁端問題匯總及分析

進度精細化管理

利用BIM5D 管理平臺，將各專業模型進行整合，對整合后的模型進行流水段劃分，通過將流水段與施工進度計劃進行關聯，以此來達到模擬現場施工的目的。

BIM5D 進度施工模型包含了各種構件的材料信息和資源信息，施工前進行可視化施工模擬，對施工的組織和安排、材料的供應關系以及資金供應等提前進行溝通和協商。在施工模擬階段，自動根據資源和工期要求，合理分析進度計劃的準確性并進行進度優化，從而保證進度計劃合理開展。

基于BIM5D的項目綜合管理

本工程以模型為輔，應用為主的觀念，在BIM5D 管理平臺中集成全專業模型，以模型為載體，關聯施工過程中的進度、合同、成本、質量、安全、圖紙、物料等信息，為項目提供數據支撐，實現有效決策和精細管理，從而達到減少施工變更、縮短工期、控制成本、提升質量的目的。

圖12 安全定點巡視

進度管理：項目管理人員通過錄入進度信息，便可將實際進度與計劃進度進行實時對比，系統會自動對滯后工作提出預警提示，確保實體任務的按時完成。另外，通過施工現場階段性采集的形象進度照片，各方領導可以隨時查看現場的形象進度，在技術的支持下，對于現場鋼梁、鋼柱等構件，進行加工、運輸及安裝的全程信息化跟蹤管理。

質量安全管理：施工要求“過程管理，管理留痕”，現場管理人員發現問題后，手機拍照上傳至平臺，推送給責任人，責任人整改完成后，將整改完成的部位重新拍照上傳，推送給發起人進行驗收，合格后即可關閉問題，形成閉環。

通過手機端與網頁端的聯動，直接從BIM5D 管理平臺網頁端中提取信息，生成質量和安全周報，對于集中頻發的質量或安全問題，召開具有針對性的專題會議，制定整改預防措施。

安全定點巡視：通過BIM5D 網頁端設置定點巡視位置、巡視頻次以及巡視人員，并生成二維碼，安全巡視人員掃描二維碼進行巡視，巡視未完成會發出預警和通知，項目管理人員可以通過手機端隨時掌握項目安全施工狀態，進一步優化安全管理的控制手段。

資料管理應用：將項目資料進行結構化拆分，多級目錄管理。項目相關文件（如：圖紙、施工方、技術交底等）上傳至BIM云并及時更新，所有人員均可隨時隨地查詢所需信息，同時，對文件夾進行權限設置，以防止文件的丟失及泄密，保證資料的完整性和可操作性。

圖13 協筑平臺文檔目錄信息

圖14 手機端文檔查看

BIM應用效果總結

賽迪科技園科研樓建設項目利用BIM技術使各參建單位提前介入，進行各專業協同，解決圖紙問題305 處，優化設計節點65 處，為項目部提供可靠技術準備，使圖紙問題對施工的影響幾乎為零。

項目利用BIM技術進行模擬優化、三維渲染、漫游及動畫展示，確保各項施工方案的合理性，有效提高了溝通效率和施工質量。通過BIM5D 進度施工模型，實現對整個工程項目的全過程演示及控制管理，對施工的組織和安排、材料的供應關系以及資金供應等提前進行溝通和協商，合理分析進度計劃的準確性并進行進度優化，從而保證了項目進度計劃合理開展。

賽迪科技園科研樓建設項目利用BIM5D管理平臺中的三端一云，將傳統粗放式的項目管理轉變為基于BIM技術的精細化管理，提高了工作效率，不但使得管理留痕，避免了扯皮，而且通過信息傳遞，有效避免了“拍腦袋”式的決策，使得決策有理有據。

賽迪科技園科研樓建設項目通過應用BIM技術，形成BIM技術在施工總承包管理模式下的應用流程，包括建模標準、BIM模型管理標準、BIM技術應用實施方案、實施流程、深化設計方案在內的相關技術標準流程。

項目制定了BIM實施方法，包括BIM工作管理方案、文件會簽制度、BIM例會制度、質量管理體系等管理制度，保證本工程BIM技術的實施。同時，該工程BIM技術的應用實施，達到了預定的應用目標，為企業培養了一批BIM應用骨干人員。