超高層建筑全生命周期BIM策劃與應用

蘆志遠

摘要：隨著我國經濟社會的發展，超高層建筑作為企業實力與城市形象的代表，越來越受到關注。超高層建筑有著極為復雜的結構與機電體系，建造難度及運維成本極高。隨著BIM技術的廣泛應用，在超高層建筑全生命周期應用BIM，將突顯極高的經濟效益。超高層建筑BIM應用要做好前期策劃，以運維為目標，制定技術標準，通過設計協同與管理協同，使之超高層建筑的建造管理深入淺出，并將過程中的數字化檔案透傳到BIM運維管理平臺，為后期運維管理提供依據。

關鍵詞：超高層建筑;全生命周期;BIM策劃;BIM應用

早期BIM主要應用于大型商業綜合體的機電管線綜合，后期超高層建筑的復雜性要求全專業進行碰撞檢查及凈高分析，近幾年一些大型項目弱電工程商做系統集成，將原來基于2D的IBMS更換為3D實現可視化運維，再后期國內一些自持地標性項目為實現后期運維管理要求全專業建模至LOD500深度，此時高精度模型輕量化后已可作IBMS可視化應用，初現運維平臺的雛形。下文將以正在建設的超高層項目實例為依據，策劃超高層建筑全生命周期BIM應用，并考慮一定的前瞻性，希望能為超高層業主在BIM應用上提供一些創新思路。

1 全周期BIM應用的必要性

BIM被譽為可以作用于建筑工程全生命周期中所有階段的技術，其對于建筑項目海量數據的整合、分析、應用較傳統2D工作模式有著質的飛躍。

超高層建筑BIM全周期應用建議自方案階段啟用，通過BIM模型評估建筑性能化，對基地的日照、風、熱、火災、疏散等多方案比對，得出最優經濟技術指標，從而縮減方案設計周期。

施工圖設計階段BIM技術應用最為關鍵。超高層結構體系復雜，機電管線空間狹窄，對凈高要求較高。一般超高層項目設計周期短，難免因專業間不交圈，導致管線與結構沖突。建議在擴初階段啟動BIM建模，施工圖階段完善。主要對機電管線進行沖突檢測，綜合排布，凈高分析及優化以使施工圖盡可能準確，避免后期施工拆改或變更引發索賠。

施工發包階段延續BIM模型應用效益，可協助造價公司及投標單位快速核算工程量，提高工程量清單的準確性。

超高層建筑一般位于繁華市區，施工場地狹小，施工階段通過BIM模型進行場地布置、基坑開挖等難重點或高危工程模擬顯得尤為必要。超高層建筑寸土寸金且穿插施工多，機電管線密集的主機房須通過BIM高精度模型實現工廠預制化安裝，合理布置管線設備，使之符合運維需要，同時大大縮短安裝周期。

在營運階段，通過計算機系統集成技術，將機電系統末端傳感器采集的數據實時顯示在經過輕量化處理的LOD500模型上。通過搭建基于大數據及人工智能分析的運維管理平臺，打通運營信息化系統，統一調度達到降本增效的目的。

2 BIM管理策劃

超高層建筑全周期BIM應用須各參建單位共同參與。項目前期應規劃BIM管理模式，建議委托第三方BIM顧問，從資產管理及運維的角度，整體規劃全周期BIM管理制度、標準、編代碼規則等，打造集智慧、便捷、綠色、安全的高端物業。

2.1 組織策劃

業主牽頭成立BIM小組，由業主技術部門、工程部門、總承包技術部、各分包技術負責人、BIM顧問、技術顧問等組成。

2.2 管理職責

總承包對現場管理有先天優勢，BIM管理應由總承包負責組織，協調各分包按BIM制度落實執行，匯總模型進行碰撞檢查，定期召開BIM例會對模型問題進行梳理解決。BIM顧問負責協同業主建立制度并按要求審核模型，技術顧問負責按圖紙及技術規范審核技術內容，確保符合維護要求。

2.3 制度標準

超高層建筑全周期BIM管理應以運維為目標，因整個建設周期涉及單位較多，各階段建模人員不同，無統一的技術標準專業間及后道工序就難以順利銜接。因此，BIM顧問的價值就得以體現。BIM顧問站在全局的角度，協助業主搭建BIM組織架構，編制BIM管理制度，制定各階段的模型深度，命名原則，構件色彩，設施設備代碼標準等。

施工發包時，由BIM顧問制定BIM專項任務書及考核辦法，按制度標準對其建模過程進行管控，確保BIM運維的實現。

2.4 設計協同

超高層項目專業間互提資的時效及準確性要求高，總承包應提供BIM工作區集中辦公。為提高建模效率及準確性，BIM前期策劃時，應采用中心文件進行設計協同。

為實現設計協同效果，還需統一配置建模工具。為避免資源浪費建議建模軟件采用網絡版，按同時系數配置，硬件則采用云桌面。弱電工程發包時，樓宇智能化業務系統對服務器硬件的需求要結合前期BIM建模對硬件的需求，統一規劃云桌面服務，前期建模按BIM需求劃分內存及顯存資源，后期運維按樓宇信息化需求重新劃分硬件資源即可。

3 項目協同管理平臺策劃

技術標準的一致性是實現BIM運維的關鍵，而技術標準需要參建方管理團隊去執行。面對上百名管理人員，必須依賴信息化手段確保制度落地，因此項目協同管理平臺的搭建在超高層項目中就顯得尤為必要。

為便于現場移動辦公，建議采用基于公有云的項目協同平臺。相比自建服務器，無需購買硬件，在計算、存儲、網絡性能上具備彈性，可根據業務需要，隨時調整帶寬與存儲空間，顯著節約維護成本，將更多精力注重于平臺的研發。

移動端推薦使用微信小程序，利用其輕量化，社交性特征，通過簡便友善的交互式設計，降低現場管理人員的使用門檻，激發項目人員的工作熱情。

從現場協同管理的角度，平臺應提供現場問題管理、資料管理、通信錄管理、數據統計、時效管理、權限管理等功能，有條件的項目，建議開發計劃管理、流程管理、定位功能。

計劃模塊應實現模型與計劃關聯，對進度畫像，并可通過紅黃綠燈自動顯示進度狀態。流程管理模塊應支持自定義流程、固定流程及自動生成表單等功能，實現無紙化辦公及數字化檔案歸集。定位功能即通過移動端掃描，模型自動定位到現場區域，在定位模型上標注問題，以最簡潔的處理方式反饋給處理人。

業主應當根據項目特點結合公司制度提出軟件需求。在軟件發包之前做好調研，軟件功能及細節要在任務書中明確清楚，并重點關注軟件的定制化內容。

4 BIM運維管理策劃

超高層建筑的運維管理應當分為四個維度，一是靜態數據，即模型精度及設施屬性完整性要滿足運維要求;二是動態數據，即通過計算機系統集成技術，將物聯網傳感器采集到的數據映射到3D模型上，實現數據的實時顯示;三是大數據+人工智能，通過海量的數據采集及人工模型訓練，可提供建筑物能耗分析及管理建議，提供設備預警及診斷方案，提供定位分析及就近派單，實現移動運維;四是物業信息化，即打通物業辦公系統，資金預算系統，成本采購系統等信息孤島，實現自設備報警-派單搶修-工單處理-事項審批-資金預算-物資采購-供應鏈-工單處理-報警恢復的閉環管理。

靜態數據的管控可通過BIM管理制度進行過程管控以確保符合運維要求。

動態數據的實現主要取決于兩點，一是機電系統傳感器的數量及位置應以運維管理為目的設計，二是機電發包時設備的通信協議應當要求開放，不得設置技術障礙或開放部分數據。

以上四個維度是BIM運維功能策劃，但要做好BIM運維，還要對BIM模型進行渲染，使模型展示時有較好的觀感，其次平臺UI界面應當充滿科技感，如此可大大提升運維平臺的商業價值。

5 結語

綜上所述，在超高層建筑全生命周期應用 BIM 技術是非常必要的，不僅降低了超高層建筑的建造難度，通過數字化、信息化賦能設計協同與管理協同，提高的建造效率的同時，也為后期運維節本增效墊定堅實基礎。

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