BIM技術(shù)案例分享：BIM在深圳機場新一期擴建工程中的應(yīng)用

一、BIM的基本概念及發(fā)展現(xiàn)況

1.1 BIM基本概念

BIM 的概念最初是由美國Autodesk 公司于2002年首次提出，將BIM 定義為：建筑物在設(shè)計和建造過程中，創(chuàng)建和使用的可計算數(shù)字信息。國際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(Facilities Information Council)將BIM定義為：在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下對設(shè)施的物流和功能特性及其相關(guān)的項目生命周期信息的可計算或可運算的形式表現(xiàn)，從而為決策提供支持，以便更好地實現(xiàn)項目的價值[2]。

BIM(Building information Modeling，即：建筑信息模型)是利用數(shù)字模型對項目進行設(shè)計、施工、運維的過程。BIM模型包含項目所有的幾何、物理、功能和性能信息，項目不同的參與方在項目的各個階段可以基于同一模型，進行協(xié)同工作，對項目進行分析和模擬。在設(shè)計、施工、運行的工程全生命周期，實現(xiàn)信息共享和無損傳遞，提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，節(jié)約項目成本，提升科學(xué)決策和管理水平。

1.2 國內(nèi)外BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

BIM從20世紀(jì)90年代提出至今，已經(jīng)從概念普及進入到應(yīng)用普及階段，開展從小范圍、企業(yè)內(nèi)的試驗到局部范圍、多方協(xié)同的實踐，并且逐步向全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、全生命周期實施應(yīng)用邁進。目前，美國、新加坡、日本、韓國等多個國家已在建筑行業(yè)提出BIM應(yīng)用要求，并建立相關(guān)BIM企業(yè)級和行業(yè)級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

美國是較早啟動建筑業(yè)信息化研究的國家，至今其BIM研究與應(yīng)用均走在世界前列。目前，美國大多建筑項目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM，BIM的應(yīng)用點種類繁多，出臺BIM相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成各類BIM組織和協(xié)會。根據(jù)McGraw Hill的調(diào)研，2007年美國工程建設(shè)行業(yè)采用BIM的比例為28%，至2012年已達(dá)71%。在英國，英政府要求強制使用BIM，英國內(nèi)閣辦公室于2011年5月發(fā)布“政府建設(shè)戰(zhàn)略”文件，其中包含整個關(guān)于建筑信息模型的章節(jié)，章節(jié)中明確要求，到2016年，政府要求全面協(xié)同的3D·BIM，并將全部的文件以信息化管理。

BIM技術(shù)應(yīng)用在我國建筑、水電等行業(yè)BIM應(yīng)用起步相對其他行業(yè)較早，目前已在全力推廣。2011年5月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》(簡稱《綱要》)，在總體目標(biāo)和專項信息技術(shù)應(yīng)用中9次提到建筑信息模型(BIM)。2016年9月19日，住建部印發(fā)《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》要求在“十三五”期間，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。2016年12月，住建部正式發(fā)布BIM最高國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定模型結(jié)構(gòu)與擴展、數(shù)據(jù)互用、模型應(yīng)用等諸多內(nèi)容，為BIM技術(shù)的應(yīng)用實施提供基礎(chǔ)支持。2017年2月，國務(wù)院辦公廳發(fā)文《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(國辦發(fā)(2017)19號)，提到“加快推進建筑信息模型(BIM)技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運營維護全過程的集成應(yīng)用，實現(xiàn)工程建設(shè)項目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理，為項目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù)，促進建筑業(yè)提質(zhì)增效。”2015年5月4日，深圳市建筑工務(wù)署發(fā)布全國首個政府公共工程BIM實施綱要和標(biāo)準(zhǔn)，明確建筑工務(wù)署B(yǎng)IM應(yīng)用總體定位和規(guī)劃，給出實施BIM的具體范圍和階段，明確BIM實施的價值點和技術(shù)路線，按照綱要目標(biāo)， 2016年8月30日，深圳市人民政府印發(fā)《深圳市信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，明確提出推動建筑信息模型(BIM)在建筑工程中的應(yīng)用。2017年深圳政府工程項目應(yīng)全面應(yīng)用BIM技術(shù)，當(dāng)前深圳市政府投資的大型公共工程已基本落實該綱要要求，呈現(xiàn)多點開花狀態(tài)。

同建筑、水電行業(yè)相比，目前機場建設(shè)行業(yè)BIM應(yīng)用還處于起步階段，隨著中國民航信息化建設(shè)進程的不斷推進，BIM技術(shù)將成為機場建設(shè)行業(yè)工程建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。

二、 深圳機場新一期擴建工程概況

根據(jù)《深圳寶安國際機場總體規(guī)劃(2015版)》，機場新一期擴建工程位于現(xiàn)有T3航站樓北側(cè)，項目總占地約128公頃(主體建筑及站坪、滑行道用地124公頃，北片區(qū)綜合配套用地3.6公頃)。本期擴建項目除衛(wèi)星廳及其配套系統(tǒng)及設(shè)施外，還包括第三跑道、與之相配套的滑行道、聯(lián)絡(luò)道、機坪以及能源中心等，其中衛(wèi)星廳建筑面積約23.8萬平方米，規(guī)劃近機位61個(含20個組合機位)，遠(yuǎn)機位10個，配置兩條垂直聯(lián)絡(luò)道以及旅客捷運系統(tǒng)和行李輸送系統(tǒng)等。當(dāng)前工程正處于初步設(shè)計階段，分析項目現(xiàn)狀，當(dāng)前深圳機場新一期擴建項目面臨幾大方面的問題。

2.1 專業(yè)覆蓋多、關(guān)系復(fù)雜、技術(shù)難度大

新一期擴建工程作為一項大型民用機場建設(shè)工程，其包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、機電、公用配套等公共和民用建筑專業(yè)，機場規(guī)劃、場道、助航燈光、通信、導(dǎo)航、氣象、供油、弱電等民航行業(yè)所有專業(yè)，這些專業(yè)都有其獨立的操作空間、時間和技術(shù)要求，各專業(yè)的進度、質(zhì)量集中一起，必然出現(xiàn)交叉重疊，提高設(shè)計、施工的技術(shù)難度。

2.2 工程建設(shè)周期長，工程進度緊張

據(jù)深圳市政府指示，以2020年底投入使用作為深圳機場衛(wèi)星廳項目總進度目標(biāo)，原設(shè)計工作已嚴(yán)重滯后，后由同濟大學(xué)進度課題組對衛(wèi)星廳工程進度計劃進行重新編排，當(dāng)前設(shè)計工作已進入初步設(shè)計階段，預(yù)計2017年年底完成施工圖設(shè)計，與新的計劃進度基本一致，但存在出圖工作量大、時間緊等問題。

2.3 項目參建方多，各方能力參差不齊

新一期擴建工程涉及業(yè)主、設(shè)計總包、設(shè)計分包、施工總包、施工分包、系統(tǒng)供應(yīng)商、施工監(jiān)理、造價咨詢、BIM管理咨詢等多方單位，各個參與方參建能力參差不齊，尤其在BIM平臺不統(tǒng)一，缺乏BIM應(yīng)用技術(shù)上。

三、BIM技術(shù)在深圳機場擴建工程各階段的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計階段應(yīng)用

設(shè)計階段，利用BIM開展多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計，提前進行管線碰撞檢測、管線綜合、凈高分析等工作，減少“錯漏碰缺”問題;根據(jù)BIM模型可視化特點，檢查設(shè)備房空間布置是否優(yōu)化，后期檢修是否便利;利用BIM模型核查衛(wèi)星廳與捷運、行李隧道、綜合管廊，以及和既有11號線、穗莞深等復(fù)雜邊界關(guān)系，提前發(fā)現(xiàn)上述工程在空間接口、專業(yè)接口等存在的問題，提高設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量，加快設(shè)計成果的穩(wěn)定。

3.2 BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用仍需不斷探索。工程開工前，利用BIM技術(shù)進行工程設(shè)計方案的三維可視化交底，確?，F(xiàn)場施工人員對設(shè)計方案的準(zhǔn)確理解，做到“按圖施工”;利用模型進行施工場地布置模擬，合理劃分施工區(qū)域，合理規(guī)劃材料堆放區(qū)，做到施工有序，堆放有序;針對復(fù)雜節(jié)點，提前進行施工工序模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的沖突問題，優(yōu)化施工工序，提高施工效率與施工質(zhì)量等。

施工建設(shè)期間，利用本項目自主研發(fā)的建設(shè)管理平臺將檔案、報建、進度、變更、支付、質(zhì)量、安全等進行統(tǒng)一管理，為各參建方提供協(xié)同工作環(huán)境，實現(xiàn)傳統(tǒng)工程管理手段向“線上+線下”模式的轉(zhuǎn)變，為本期擴建工程提供多角度、全過程的數(shù)字化管控服務(wù)。

3.3 BIM技術(shù)在運維階段應(yīng)用

運維階段BIM技術(shù)應(yīng)用尚處于規(guī)劃中，計劃將設(shè)計與施工BIM成果與機場后期運維管理相結(jié)合，進一步補充完善現(xiàn)有運維系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，打造基于BIM技術(shù)的機場智慧運維管理平臺，實現(xiàn)工程檔案、實物資產(chǎn)、設(shè)備運營維護、備件庫存、周邊實時監(jiān)護的有效管控，全面提高機場運營管理的質(zhì)量和效率，降低運維成本，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)字化的技術(shù)支持，保證機場運營的安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的。

四、BIM技術(shù)在深圳機場擴建工程中的具體實踐

為響應(yīng)國家及深圳市推動建筑信息模型應(yīng)用的要求、符合深圳機場集團提出的創(chuàng)新信息化管理體制、把握“智慧機場”建設(shè)新機遇，同時為解決新一期擴建工程建設(shè)面臨的規(guī)模大、接口多、標(biāo)準(zhǔn)高、時間緊等眾多難題，深圳機場在新一期擴建工程中引入BIM技術(shù)，以BIM標(biāo)準(zhǔn)體系編制、BIM協(xié)同管理平臺建設(shè)、BIM模型設(shè)計及審查、三維地理信息模型輔助設(shè)計等4個應(yīng)用點推進機場建設(shè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

4.1 制定BIM實施工作框架，編制BIM標(biāo)準(zhǔn)體系

由擴建工程指揮部牽頭組織BIM咨詢單位，以“平臺分建、責(zé)任各領(lǐng)、過程管控”為基本原則，建立項目BIM實施工作框架并提供相應(yīng)管理咨詢服務(wù)，推動新一期擴建工程項目責(zé)任分明、命令統(tǒng)一、數(shù)據(jù)安全、順利開展。

為優(yōu)化BIM工作的有效開展，編制《深圳機場新一期擴建工程項目BIM實施規(guī)劃報告》、《深圳機場BIM模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機場BIM協(xié)同管理標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機場BIM數(shù)據(jù)對象編碼標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機場BIM數(shù)據(jù)移交標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確BIM工作內(nèi)容及要點。

4.2 建立BIM協(xié)同管理平臺，提高工作效率

機場新一期擴建工程以“一個平臺、一個模型、一個數(shù)據(jù)架構(gòu)”為指導(dǎo)思想，建立BIM協(xié)同及建設(shè)管理平臺，以ProjectWise作為文件協(xié)同管理平臺，配套開發(fā)有協(xié)同管理門戶、綜合管理、設(shè)計管理、施工管理、數(shù)字化檔案管理等功能，用于本項目的全過程管控。BIM協(xié)同及建設(shè)管理平臺包括PW協(xié)同管理平臺和建設(shè)管理平臺兩個子平臺。

(1)PW協(xié)同管理平臺

PW平臺為設(shè)計、建模及文件管理協(xié)同工作平臺。各參建單位通過PW平臺進行協(xié)同設(shè)計、建模及文件管理工作，通過PW平臺可實現(xiàn)設(shè)計協(xié)同、互提資料、階段性成果審核，以及成果文件管理。

(2)建設(shè)管理平臺

建設(shè)管理平臺為檔案管理及線上辦公平臺，開發(fā)功能涵蓋：個人辦公、綜合展示、合同管理、報建管理、文檔管理、施工管理(進度、質(zhì)量、安全)、工程變更等。建管平臺將通過信息化手段，實現(xiàn)指揮部與參建各方進行線上協(xié)同工作，將工程建設(shè)全過程實現(xiàn)精細(xì)化管控，實現(xiàn)“線上辦公，管理留痕”。

4.3 BIM模型設(shè)計與審查，優(yōu)化設(shè)計方案

4.3.1 模型設(shè)計

國內(nèi)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中大多應(yīng)用于施工階段，完整的設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)案例較少。

深圳機場本期擴建工程在設(shè)計階段要求應(yīng)用BIM三維模型設(shè)計，建立衛(wèi)星廳、捷運系統(tǒng)、綜合管廊、能源中心等工程設(shè)計、施工、竣工模型，二維圖紙與三維模型同步。核查設(shè)計接口之間、工程與周邊環(huán)境之間的關(guān)系，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計接口不協(xié)調(diào)問題，及時修改設(shè)計。

如綜合管廊與衛(wèi)星廳、能源中心的接口問題;登機橋樁基與行李隧道、下穿通道、穗莞深保護區(qū)域轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的沖突問題;衛(wèi)星廳基坑與捷運基坑接口問題;綜合管廊與周邊環(huán)境問題等。

4.3.2 模型審查

在設(shè)計單位提交BIM模型后，深圳機場擴建指揮部及BIM咨詢單位通過BIM模型對設(shè)計方案進行三維可視化審核。目前主要使用碰撞檢測及凈空分析、設(shè)計接口檢查、漫游審查、造價控制等方法進行審核。

(1)碰撞檢測及凈空分析

利用BIM軟件對設(shè)計模型(特別是管線綜合部分)進行碰撞檢查，并依據(jù)碰撞檢查結(jié)果調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計方案。本期擴建工程對第一版施工圖模型進行碰撞檢測，共發(fā)現(xiàn)上萬個碰撞點。本期擴建工程，通過在設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)，將管碰撞問題前置解決，減少在施工階段發(fā)現(xiàn)問題引起變更。

(2)設(shè)計接口檢查

深圳機場新一期擴建工程利用無人機對機場范圍進行地理信息數(shù)據(jù)航拍采集后，利用業(yè)軟件創(chuàng)建生成機場范圍內(nèi)三維地理信息模型，借助模型可獲得機場用地范圍內(nèi)任意地點、區(qū)域的真實的可量測長度、坐標(biāo)及高程，輔助新一期擴建工程項目設(shè)計和施工。利用傾斜攝影模型與各單位各專業(yè)設(shè)計模型進行總裝，核查工程內(nèi)部接口是否統(tǒng)一、工程與外部環(huán)境是否協(xié)調(diào)等問題。

(3)漫游審查

在一個虛擬的三維環(huán)境中，用動態(tài)交互的方式對未來的衛(wèi)星廳、捷運系統(tǒng)工程進行全方位的審視。在模擬旅客進、出港流線，可以實現(xiàn)多種設(shè)計方案、多種環(huán)境效果的實時切換比較，可讓設(shè)計師獲得身臨其境的體驗，有助于設(shè)計方案的優(yōu)化。

(4)造價控制

通過BIM模型，對深圳機場新一期擴建工程初步設(shè)計及施工圖階段的主要項進行工程量統(tǒng)計、對比，并提供方案決策參考，從而達(dá)到投資控制的目的。

(5)施工模擬

在深圳機場新一期擴建各工程招標(biāo)文件中對BIM技術(shù)應(yīng)用提出具體的要求，包括施工深化模型、三維可視化交底、施工場地布置模擬、復(fù)雜施工工序模擬等。同時編制施工階段BIM應(yīng)用指導(dǎo)手冊，以指導(dǎo)BIM在施工過程中的應(yīng)用，發(fā)揮BIM在施工過程中的作用。

縱觀國內(nèi)建筑信息模型發(fā)展現(xiàn)狀及結(jié)合BIM在深圳機場新一期擴建工程中的應(yīng)用，BIM技術(shù)應(yīng)用向深度和廣度發(fā)展，需要從觀念、認(rèn)識、行動上改變，從而推動技術(shù)上的革新，真正發(fā)揮建筑信息模型全生命周期管理在實際工程項目建設(shè)中的作用。以上內(nèi)容就是“BIM技術(shù)案例分享：BIM在深圳機場新一期擴建工程中的應(yīng)用”，更多BIM熱點資訊/教程分享歡迎關(guān)注微信公眾號“BIM實訓(xùn)”，也可點擊下方免費下載領(lǐng)取精品學(xué)習(xí)資料。