北京市CBD核心區(qū)Z15地塊（中國尊大廈）項目BIM應用案例

1.項目基本信息

中國尊大廈效果圖

北京市朝陽區(qū)CBD核心區(qū)Z15地塊(中國尊大廈)項目占地約11478平方米，其中地上建筑面積35萬平方米，地下建筑面積8.7萬平方米，建成后將集辦公、多功能中心等功能于一體。本項目施工總承包單位為中國建筑股份有限公司和中建三局集團有限公司聯(lián)合體，工程為首幢在抗震八度設防的高設防烈度地區(qū)超過500米的超高層建筑，建成后作為北京市新的地標性建筑，社會影響大。

2.項目難點

(1)工期緊張：本項目工期僅為62個月，在同類超高層項目中工期最短。建筑功能復雜且專業(yè)單位眾多，對工程的進度計劃管理提出非常高的要求。

(2)工藝復雜：土建、鋼結構、裝飾裝修、機電專業(yè)等都存在設計復雜節(jié)點的問題，施工工藝超常規(guī)且存在多專業(yè)間的相互影響。

(3)參建方多、協(xié)調難度大：本工程為超高大型項目，施工過程多專業(yè)、多工種的交叉設計、施工管理、立體作業(yè)情況十分普遍，給施工總承包單位的協(xié)調管理工作帶來較大難度。

(4)品質要求高：考慮到大廈未來的用途和定位，建設方對品質要求非常高。在滿足功能的基礎上，對細節(jié)的高標準使得大廈設計和施工過程優(yōu)化工作量大大增加，并需要采用預制化的手段提高品質。

3.應用目標

中國尊大廈項目采用全生命期的BIM應用，按照設計階段全面介入、施工階段深度應用、運維階段增值創(chuàng)效的理念，減少規(guī)劃、設計、建造、運營等各個環(huán)節(jié)之間溝通障礙，提高效率、節(jié)約成本、減少拆改。

— BIM應用方案 —

1.BIM應用內容

以解決問題、創(chuàng)造效益、減少浪費為基本出發(fā)點，項目各參建單位從全過程的BIM工作入手，踐行了一系列BIM應用。項目施工階段在常規(guī)BIM應用基礎之上，團隊創(chuàng)新了大廈超精度的深化設計、超難度的施工模擬、超體量的預制加工、全方位的三維掃描等深度應用。

(1)圖紙審核及優(yōu)化：與傳統(tǒng)二維圖紙審核配合，交叉審核圖紙并進行改進。

(2)BIM深化設計：基于BIM模型進行各個專業(yè)的二維與三維之間的校核，以及各專業(yè)之間的三維綜合協(xié)調。

(3)綜合協(xié)調與碰撞檢查：在現(xiàn)場施工前對復雜節(jié)點進行綜合協(xié)調與碰撞檢查。

(4)施工模擬：選擇重要且有必要的施工方案和重點部位進行工藝和進度模擬。

(5)預制化建造：高精度的BIM模型可以直接與工廠預制化加工結合。

(6)BIM+三維激光掃描：做BIM+三維掃描的應用嘗試。

(7)輕量化應用：探索基于BIM技術的現(xiàn)場指導施工和驗收方式。

(8)基于BIM模型的智慧運維：實現(xiàn)完整的集成化BIM運維平臺管理。

2.BIM應用策劃

(1)軟件選取方案：項目以Autodesk公司系列軟件為基礎軟件平臺，同時為配合鋼結構、幕墻、裝飾等專業(yè)的特殊需求，在部分區(qū)域用Tekla、T-fas、Rhino等軟件進行建模。最終所有專業(yè)模型需要導入Navisworks輕量化平臺進行綜合應用。

(2)組織架構與分工：在施工階段，由于分包單位眾多，施工總承包單位專門設置BIM管理部并牽頭組織項目BIM工作，對各分包進行BIM工作協(xié)調管理，并完成總承包范圍內BIM模型深化和BIM各項應用。施工階段參與總人數超過120人。同時，為了促進BIM技術在總承包管理過程中的推廣，總承包管理團隊在各個職能部門均配備BIM專員，深入踐行BIM在各職能部門中的應用。

(3)應用順序：在業(yè)主方的總體規(guī)劃下，本項目BIM模型做到完整的流轉，施工階段繼承設計階段的BIM模型，并進行模型深化，替換部分設計模型，增加必要過程信息，最終將模型深度提升至竣工模型標準。最終的竣工模型包含了運維所需要的所有信息，并最終用于基于BIM模型的可視化運維系統(tǒng)。

— BIM實施過程 —

1.BIM應用準備

(1)制度準備：由于參建方眾多，需要統(tǒng)一的管理標準和技術標準對BIM工作進行約定，保證BIM工作在不同單位之間協(xié)調推進。另外，項目在設計初期，就已經完成了第一版基于本項目實際情況的《中國尊項目BIM實施導則》，導則是本項目所有參建人員的BIM行動準則和技術指南。隨著項目的推進不斷完善導則，增加對應的BIM工作指標、流程和要求。

(2)人員準備：根據導則的規(guī)定，所有參加單位，須應用指定的軟件。對所有參建方人員，各層級BIM團隊采用集中培訓、發(fā)放資料等手段，確保項目團隊熟練掌握相關軟件的使用，同時要求業(yè)務部門掌握可以滿足實際工作需要的基本模型操作能力。

(3)技術準備：為了達成全員應用BIM的目標，項目在軟硬件方面為員工進行全面配置，并確保每個部門至少有一臺工作站或同級別電腦。針對現(xiàn)場管理工作，項目BIM管理部將所有模型進行輕量化，并定期更新，其他各部門管理人員可以方便導入配備的移動終端，進行模型現(xiàn)場使用。而模型中的信息，也會根據最新的現(xiàn)場需要進行新增和更新，確保模型使用的時效性和準確性。

2.BIM應用過程

(1)圖紙審核及優(yōu)化：根據統(tǒng)計，施工圖設計階段，共對北京院完成五輪設計成果報審。由業(yè)主單位、顧問單位、施工單位提出審核意見11981項。其中對施工圖的BIM復核24批次，解決了各種設計問題4959項，大幅降低施工過程中因碰撞、拆改及因設備未選定而造成的成本浪費和工期延誤問題發(fā)生的概率。

(2)BIM深化設計：根據中國尊項目要求所有專業(yè)全面應用BIM深化設計的總原則，以及要求模型與圖紙同步提交，保證深化圖紙質量和模型的及時性，項目部開展了各專業(yè)的BIM深化設計工作。

1)結構深化：鋼結構所有構件均采用三維設計，并且精度達到加工級別。同時將鋼結構與鋼筋的復雜交叉節(jié)點進行了完整模擬，在現(xiàn)場施工前，將節(jié)點優(yōu)化方案表達在圖紙中。深化成果直接用三維形式表現(xiàn)在圖紙會審中，并用于施工三維可視化施工交底，幫助參建人員理解復雜工藝和節(jié)點。對設計單位提供的BIM模型進行二次結構的深化，包括增加構造柱、圈梁、過梁及墻留洞。深化過程中實現(xiàn)與機電模型的協(xié)調，在模型中精確預留穿墻洞口位置，生成留洞圖，避免錯漏。

2)機電深化：在設計單位提供的機電模型基礎上進行深化設計，利用BIM可視化的優(yōu)勢，在三維環(huán)境中對機電不同系統(tǒng)展開綜合排布。深化設計過程中，機電專業(yè)制作了大量的BIM構件。設備構件按導則要求統(tǒng)一命名，并根據模型信息詳表將信息完整導入模型，在實現(xiàn)機電設備合理排布的基礎上，還為未來大廈的智慧運維提供數據基礎。

同時對原設計水泵布置凌亂、水泵支管不整齊、檢修空間不合理等問題進行優(yōu)化。水泵房內管道經過方案優(yōu)化后，將現(xiàn)場焊接方式調整為工廠預制化加工、現(xiàn)場組裝的施工方案，減少現(xiàn)場焊接會引起漏水、誤差等問題的出現(xiàn)。

機電設備排布深化

3)裝飾裝修深化：項目部建立了大量的裝飾族文件，并以此完成了所有樓層的地面、墻面、吊頂模型。過程中對于吊頂吊桿、石膏板墻分縫、地板板塊排布等進行統(tǒng)一的三維設計，并且可以直接輸出綜合排布圖。在大堂等精裝修區(qū)域，采用Rhino進行造型參數化設計，并輔助方案選型。大量異形構件可通過BIM模型直接進行工廠預制化加工。

裝飾構件深化

4)幕墻深化：幕墻專業(yè)利用BIM模型確認單元板塊分隔和定位，建立幕墻加工模型，直接生成施工節(jié)點詳圖。另外，幕墻BIM模型可以實現(xiàn)直接進入數控機床進行加工生產，保證幕墻異型曲面的加工精度。

幕墻BIM深化并出圖

(3)綜合協(xié)調與碰撞檢查：利用全專業(yè)的高精度BIM深化模型，并基于相同的標準格式，項目各專業(yè)之間的超細度綜合協(xié)調可以真正做到深化設計的有效性、及時性和可實施性。綜合協(xié)調報告作為正式的協(xié)調文件，分區(qū)域下發(fā)各相關專業(yè)部門和分包單位，很好地解決了實際設計沖突問題。在定期組織的協(xié)調例會上，針對模型中發(fā)現(xiàn)的問題，可以共同在模型中解決模型和現(xiàn)場問題。針對某一區(qū)域的多輪綜合協(xié)調，一般可以將設計圖紙及模型中的錯、碰、漏、缺發(fā)現(xiàn)并解決80%以上，有效提高深化圖紙的設計質量，并保持專業(yè)間交叉部位的合理設計，減少現(xiàn)場拆改。

多專業(yè)模型綜合協(xié)調

(4)施工模擬：施工階段的施工模擬是對施工方案、工藝的再驗證，并進行細節(jié)優(yōu)化。項目對施工過程中的重大方案進行完整且精細化的模擬，綜合考慮工藝方法、時間、空間等因素，完成大型方案的綜合模擬，并在實施前進行專項方案論證和三維預演，發(fā)現(xiàn)綜合環(huán)境下隱藏的矛盾，并提前解決，最終應用完善的三維施工模擬方式進行技術交底。

(5)預制化加工：項目多專業(yè)踐行預制化、裝配式建造，其中重點應用在異形裝飾構件、機電預制立管、組合橋架、幕墻等專業(yè)。通過信息化管理平臺對構件的下料、運輸、安裝進行全過程管理，優(yōu)化排版取料順序，實時更新材料精確位置，減少材料浪費。

(6)BIM+三維激光掃描：項目對每一個樓層都開展了三維掃描工作，完成了全部108層的結構掃描和主要裝修、機電設備間的掃描，僅原始點云數據量已經超過2TB。后期將作為工程過程資料的一部分，輔助業(yè)主進行運維管理。

點云代表實際，BIM模型為虛擬。綜合在一起分析設計是否正確，施工是否存在誤差。通過點云數據開展碰撞檢查更具有真實性，避免了因為現(xiàn)場偏差造成下一道工序無法安裝的情況發(fā)生。通過掃描點云數據與BIM模型誤差報告的大數據分析，能準確捕捉質量控制的關鍵部位，有針對性的進行糾偏，為工程質量管理提供了新思路。

點云數據與機電深化模型整合

(7)輕量化BIM應用：項目采購了30余臺iPad用于施工管理，覆蓋深化設計、現(xiàn)場管理、質量控制等各業(yè)務的BIM應用，顯著提升現(xiàn)場管理效率?，F(xiàn)場管理人員擺脫攜帶大量圖紙的傳統(tǒng)，同時綜合全專業(yè)的模型更容易理解現(xiàn)場安裝是否準確，也彌補了工程師的專業(yè)偏科的局限性。

(8)基于BIM模型的智慧運維：BIM解決了圖紙管理難、保管難、復制難、查找難等問題，通過BIM實現(xiàn)全方位三維場景觀察，通過鼠標點擊BIM模型即可查看設備的詳細信息，更能在設備發(fā)生故障時，同步調出備品備件信息及處理方案。為了實現(xiàn)完整的BIM運維管理，集成化的運維平臺必不可少。由建設單位牽頭，指定專業(yè)團隊研發(fā)的運維平臺逐步搭設和完善，進一步將機電設備、門禁系統(tǒng)等進行掛接，實現(xiàn)實時動態(tài)顯示、遠程控制等需求。隨著需求的進一步完善，系統(tǒng)將逐漸落地，實踐智慧運維。

— BIM應用總結 —

1.項目實際應用問題的應用效果總結

(1)項目各參與方全面應用BIM技術，實現(xiàn)中國尊大廈建設全過程應用中的BIM信息交換連續(xù)性的要求，在國內首次實現(xiàn)BIM模型從設計到施工再到運營的流轉和傳遞，避免了多次建模的資源浪費。采用BIM進行設計，在設計及施工階段累計發(fā)現(xiàn)12500余個問題，大量減少了可能發(fā)生的拆改和返工。據初步統(tǒng)計，現(xiàn)場變更數量較同類超高層降低70-80%。(被動變更占比更低)。

(2)在實施過程中，各參建方利用BIM技術在可視、協(xié)調、模擬的優(yōu)勢，有效的提高設計質量和效率，提升項目管理水平，促進項目節(jié)能減排、綠色環(huán)保工作的開展。據初步測算，結合BIM對建筑空間進行的優(yōu)化，為大廈增加了超過7000平方米的使用面積;優(yōu)化了超過20個大型設備用房的機電排布，使物業(yè)運維更加便捷;大量構件實現(xiàn)場外加工或預制生產，有效減少現(xiàn)場揚塵及污染，產生建筑垃圾僅為LEED金級評定標準的10%。

2.BIM應用方法總結

(1)中國尊項目在BIM踐行過程中，逐步發(fā)展出一套基于BIM的超高層管理流程和方法，在多單位協(xié)同、標準化模型傳遞、解決實際問題等方面起到突出作用?！吨袊痦椖緽IM實施導則》已經升版至第6版，其中不僅包含全面的技術指標規(guī)定，更有一套適用于本項目的BIM實施流程，詳細規(guī)定BIM模型在不同階段應完成的操作，在此基礎上形成一套可在其它項目復用的BIM管理方法。

(2)項目BIM人員也參與了多項地方標準、行業(yè)間數據融合標準、企業(yè)標準等BIM標準的制定工作，將中國尊項目BIM應用過程中的經驗和成果融入其中，為整個行業(yè)的管理升級做出貢獻。

(3)BIM人才培養(yǎng)總結：中國尊項目所有BIM專職和參與人員超過200人，在不同的應用領域培養(yǎng)了一批有BIM實踐經驗，同時又具備專業(yè)能力的工程師。原則上，項目BIM人員需要是專業(yè)工程師出身，本身具備專業(yè)知識后再學習BIM技術和理念，用于解決實際問題。這些員工并不局限于專職BIM管理人員，更多的是業(yè)務部門的骨干。這樣的培養(yǎng)方式，真正培養(yǎng)出一批掌握BIM與專業(yè)應用的復合型人才，而不只是一些少數會操作BIM軟件的操作人員。