城市軌道交通車輛基地上蓋物業開發BIM應用體系研究

李 欽，舒作敏，孫思為

（1.廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010；2.廣州地鐵集團有限公司，廣東 廣州 510600）

0 引言

當前，全國各地都頒布了關于推進建筑信息模型（building information modeling,BIM）技術推廣應用的相關文件[1]，主要是為了跟上時代發展步伐，響應我國建筑業改革需求的號召，BIM技術將會在這場變革中起到關鍵作用。2014年，廣東省住房和城鄉建設廳明確指出貫徹落實國家和省有關推進BIM技術推廣應用的方針政策[2]，BIM技術被住房和城鄉建設部列為重點研究和應用的技術[3]，并于2015年就關于推進建筑信息模型應用提出了指導意見[4]。除此之外還包括后續頒布的《建筑信息模型應用統一標準》（GB/T 51212—2016）、《建筑信息模型設計交付標準》（GB/T 51301—2018）等一系列國家標準，旨在貫徹執行國家技術經濟政策，規范和引導包括建筑工程在內的各類工程項目施工中BIM技術的應用，支撐工程建設信息化實施，提高信息應用效率。

近年來，我國的BIM技術與城市軌道交通上蓋開發均處于高速發展階段。周千帆等[5]對雄安市民服務中心全生命期應用了BIM技術進行研究；王亦斌等[6]對基于BIM技術的項目協同管理平臺進行了研究，實現了管理效益的提升。但目前針對城市軌道交通上蓋開發全生命周期的BIM技術應用研究較少，因此探索BIM技術在該類工程全生命周期的應用體系、標準體系及合同管理方法具有重要意義。本文以廣州地鐵13號線官湖車輛段及上蓋地塊項目為例，對項目全生命周期BIM技術應用在數據以及協調管理方面可能存在的問題進行總結，并探討其今后的研究方向。

1 工程概況

1.1 工程簡介與特點

項目位于廣州市增城區新塘鎮官湖村，地鐵13號線官湖站南側，環城路與新沙大道交界處。該項目用地面積為323 348.3 m2，總建筑面積為1 461 549 m2，其中地上部分總建筑面積為976 530 m2，地下建筑面積為485 019 m2。項目為車輛段建設項目，主要特點有：①車輛段上蓋物業組成多樣，專業工種多、結構復雜，多類型建設項目組合，上蓋耐火極限要求高。②上蓋建設物業規劃復雜。③交通流線復雜，整體交通組織的設計難度大。④人員、車輛消防疏散要求高。⑤噪聲和區域震動控制要求高。⑥市政管線復雜多樣[7]。

1.2 項目應用存在的問題

項目參與單位多，投資金額大，施工面積廣，設計與施工按照不同標段開展，工程結構復雜。試點項目位于地鐵上蓋區域，BIM應用實踐選取項目局部區域開展，對設計、施工和管理提出很高的要求。在設計與施工各階段都需要應用BIM技術開展深化設計與工管理，若對BIM實施應用沒有深入的認識與切實可行的管理辦法，很難保證BIM應用的效果。同時由于各單位、各專業的協調和溝通難度大，如果沒有合適手段，易造成BIM應用實踐困難、項目質量控制難度過大。

2 BIM技術應用思路

本項目的應用思路（圖1）將結合地鐵車輛段上蓋項目的工程特性，對于BIM技術而言，主要圍繞3個方面的內容展開分析，即BIM技術標準、BIM技術應用以及工程合同BIM技術研究。整個研究思路將覆蓋BIM技術應用流程、BIM技術實施方法、設計階段BIM技術應用、施工階段BIM技術應用等內容。

圖1 應用思路

3 BIM技術在工程全生命周期的實際應用

3.1 BIM技術標準研究

BIM技術標準研究主要包括實施流程、實施方法和標準體系3個方面。范圍涵蓋設計和施工階段，主要對實施階段的BIM技術標準、管理機制、流程把控等方面的內容做出規定，建立健全整個BIM技術實施管理體系。

3.1.1 設計施工BIM實施方法

設計與施工的BIM實施方法主要從6個方面展開，將體現在人員崗位的協調溝通、進度質量管理等方面。各指引小節內容將對BIM崗位職責、人員配置工作、溝通協調管控會議、進度質量驗收把控等實施方法做出詳細要求，意在搭建整個管理和協調制度。以下為各個實施方法的應用要求。

（1）崗位職責：體現在BIM崗位職責要求。

（2）人員配置：BIM負責人與BIM設計人的工作職責要求。

（3）協助與溝通：BIM工作例會與BIM協調會議。（4）軟硬件配置：BIM軟件與硬件配置需求。

（5）進度管理：進度管理工作內容、管理目標和管理要點。

（6）質量管理：BIM質量與成果檢查和驗收。

3.1.2 設計施工BIM技術標準

設計與施工的BIM技術標準內容也從6個方面展開，從一開始的BIM軟件使用，到模型操作實施過程中模型統一和標準要求等內容都做出規定。

（1）BIM軟件應用平臺：各類軟件的基本功能介紹。

（2）命名標準：參照現有BIM設計交付標準對模型文件的命名形式進行規定。

（3）模型拆分與組織：對主專業的拆分原則做出規定并結合模型文件的命名標準。

（4）建模標準：參照實際項目應用需求對主專業的模型繪制原則做出規定。

（5）模型精度：參照現有的BIM設計交付標準執行模型的幾何信息和非幾何信息。

（6）顏色標準：對模型中的管道顏色做出規定。

3.2 BIM技術應用研究

本項目完成了各專業設計模型（包括但不限于建筑、結構、機電、消防、智能化、幕墻、裝修、標識、泛光照明等），模型細度LOD300～LOD500。

設計階段完成了機電管線綜合、空洞預留及凈空分析、光照分析、風環境模擬分析、噪聲分析、消防疏散分析、工程量統計、材料統計、關鍵復雜位置細化及實施模擬、路徑可視化、裝配式模擬、熱工模擬分析、交通路線規劃、結構分析工作，如圖2所示。

圖2 項目設計階段BIM應用

施工階段完成了指導工程施工，完成綜合管線碰撞檢測及施工演示、施工安全提示和檢查、臨邊防護快速定位、檔案與資料管理、施工場地管理、碰撞檢查、預留洞口的生成、三維可視技術交流及施工方案模擬、鋼結構的拼接、進度款計算與審核、變更管理、建筑信息模型指導施工、現場質量安全管理、進度模擬與監控、材料輔助管理、鋼結構二維碼的應用。提出相應的檢查分析報告或解決方案。

項目完成地上部分外表皮及周邊場地建模，細度LOD100～LOD200，園林重點區域（圖3）與樣板房精裝修（圖4）BIM應用及可視化、虛擬現實（virtual reality,VR）裝修效果模擬。進行材質和燈光調試，并渲染輸出，同步制作可供手機端查看的VR模型。

圖3 園林模型

圖4 精裝修模型

3.3 工程合同BIM技術研究

BIM工程應用合同的內容主要體現在設計合同、設計咨詢合同、施工合同、監理合同、材料供應合同、成本咨詢合同。

（1）工作要求：①各單位BIM工作內容和職責要求。②總分包單位工作關系。③質量、進度和成果文件的控制要求。④施工和竣工階段的工作配合要求。

（2）設計質量與深度要求：①BIM指引文件的應用要求。②BIM設計質量審核要求。

（3）成果要求：①BIM應用內容。②成果文件內容。③成果文件存儲要求。

（4）費用支付與其他：①進度款付款要求。②成果文件交付需求。

4 研究成果分析

4.1 完善并創新標準體系

本次項目全生命周期BIM技術應用體系研究中，除了對整個設計與施工階段BIM技術應用做系統的模擬與實踐，創新性構建全過程數字化標準體系，完善了企業標準體系，包括《建筑信息模型設計指引》《建筑信息模型施工指引》《設計、設計咨詢合同建筑信息模型設計內容詳細要求》《施工、監理、材料供應商、成本咨詢合同建筑信息模型施工內容詳細要求》《項目全生命周期建筑信息模型應用體系研究應用手冊》。

4.2 創新型應用

結合廣州地鐵車輛段上蓋開發項目特點，針對車輛段蓋板下地鐵進出與維護存在的噪聲對上蓋項目的干擾風險，在研究過程中，BIM顧問單位自主研發噪聲分析插件，并與REVIT模型數據結合，對噪聲影響程度做系統分析，為建設方提供參考數據，為設計提供數據基礎，優化建筑方案，從而降低噪聲對地上部分造成的影響。

4.3 應用效益

本項目BIM設計模型與優化由BIM顧問單位完成，項目按照工程進度計劃完成，在質量提升方面效果明顯。項目累計發起審核報告28份，圖審問題85個（包括建筑結構問題59處、設備機電問題21處、園林問題5處），碰撞問題684個，凈高問題11個，優化建議14個。參照施工單位經驗數據反饋，如果未采用BIM技術造成的返工費用估算如下：需圖紙修改每份返工估算2萬元/份，其中結構變更返工每份估算5萬元/個，凈高問題與優化調整每份返工估算10萬元/個，其他未變更問題平均每份估算0.5萬元/條，碰撞檢查問題平均每份估算0.1萬元/個。則試點項目BIM技術引用節省工程估算為：59×5+（85-59）×2+11×10+14×10+684×0.1=665.4萬元。

通過問題前置，試點區域可規避因設計變更與施工返工導致的索賠費用估算節省為665.4萬元，若推廣至整個項目將直接節省數額巨大的費用。其他如人才培養、項目宣傳、數字化圖檔管理、溝通協調成本、輔助工程量統計與工程造價計算等效益顯著。

5 結語

本項目對項目全生命周期BIM技術應用進行研究，在設計、施工過程中，針對試點項目以BIM模型為基礎，對設計、施工、成本進行BIM應用及協調管理，形成BIM應用設計指引、施工指引、應用手冊以及各參與方（設計、設計咨詢、施工、監理、材料供應商、成本咨詢等）的工作要求及合同要求，通過新技術、新方法提高投資、設計、施工乃至整個工程生命期的質量與效率，提高科學決策與管理水平。