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(tuán)有限公司聯(lián)合體，工程為首幢在抗震八度設(shè)防的高設(shè)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(biāo)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(fù)雜且專業(yè)單位眾多，對工程的進(jìn)度計劃管理提出非常高的要求。

(2)工藝復(fù)雜：土建、鋼結(jié)構(gòu)、裝飾裝修、機(jī)電專業(yè)等都存在設(shè)計復(fù)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(diào)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(shè)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(diào)管理工作帶來較大難度。

(4)品質(zhì)要求高：考慮到大廈未來的用途和定位，建設(shè)方對品質(zhì)要求非常高。在滿足功能的基礎(chǔ)上，對細(xì)節(jié)的高標(biāo)準(zhǔn)使得大廈設(shè)計和施工過程優(yōu)化工作量大大增加，并需要采用預(yù)制化的手段提高品質(zhì)。

3.應(yīng)用目標(biāo)

中國尊大廈項目采用全生命期的BIM應(yīng)用，按照設(shè)計階段全面介入、施工階段深度應(yīng)用、運維階段增值創(chuàng)效的理念，減少規(guī)劃、設(shè)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(yīng)用方案 —

1.BIM應(yīng)用內(nèi)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(yīng)用。項目施工階段在常規(guī)BIM應(yīng)用基礎(chǔ)之上，團(tuán)隊創(chuàng)新了大廈超精度的深化設(shè)計、超難度的施工模擬、超體量的預(yù)制加工、全方位的三維掃描等深度應(yīng)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(jìn)行改進(jìn)。

(2)BIM深化設(shè)計：基于BIM模型進(jìn)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(diào)。

(3)綜合協(xié)調(diào)與碰撞檢查：在現(xiàn)場施工前對復(fù)雜節(jié)點進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)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(jìn)行工藝和進(jìn)度模擬。

(5)預(yù)制化建造：高精度的BIM模型可以直接與工廠預(yù)制化加工結(jié)合。

(6)BIM+三維激光掃描：做BIM+三維掃描的應(yīng)用嘗試。

(7)輕量化應(yīng)用：探索基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場指導(dǎo)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(yīng)用策劃

(1)軟件選取方案：項目以Autodesk公司系列軟件為基礎(chǔ)軟件平臺，同時為配合鋼結(jié)構(gòu)、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(jìn)行建模。最終所有專業(yè)模型需要導(dǎo)入Navisworks輕量化平臺進(jìn)行綜合應(yīng)用。

(2)組織架構(gòu)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(shè)置BIM管理部并牽頭組織項目BIM工作，對各分包進(jìn)行BIM工作協(xié)調(diào)管理，并完成總承包范圍內(nèi)BIM模型深化和BIM各項應(yīng)用。施工階段參與總?cè)藬?shù)超過120人。同時，為了促進(jìn)BIM技術(shù)在總承包管理過程中的推廣，總承包管理團(tuán)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(yīng)用。

(3)應(yīng)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(zhuǎn)，施工階段繼承設(shè)計階段的BIM模型，并進(jìn)行模型深化，替換部分設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)用準(zhǔn)備

(1)制度準(zhǔn)備：由于參建方眾多，需要統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對BIM工作進(jìn)行約定，保證BIM工作在不同單位之間協(xié)調(diào)推進(jìn)。另外，項目在設(shè)計初期，就已經(jīng)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(dǎo)則》，導(dǎo)則是本項目所有參建人員的BIM行動準(zhǔn)則和技術(shù)指南。隨著項目的推進(jìn)不斷完善導(dǎo)則，增加對應(yīng)的BIM工作指標(biāo)、流程和要求。

(2)人員準(zhǔn)備：根據(jù)導(dǎo)則的規(guī)定，所有參加單位，須應(yīng)用指定的軟件。對所有參建方人員，各層級BIM團(tuán)隊采用集中培訓(xùn)、發(fā)放資料等手段，確保項目團(tuán)隊熟練掌握相關(guān)軟件的使用，同時要求業(yè)務(wù)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(shù)準(zhǔn)備：為了達(dá)成全員應(yīng)用BIM的目標(biāo)，項目在軟硬件方面為員工進(jìn)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(jìn)行輕量化，并定期更新，其他各部門管理人員可以方便導(dǎo)入配備的移動終端，進(jìn)行模型現(xiàn)場使用。而模型中的信息，也會根據(jù)最新的現(xiàn)場需要進(jìn)行新增和更新，確保模型使用的時效性和準(zhǔn)確性。

2.BIM應(yīng)用過程

(1)圖紙審核及優(yōu)化：根據(jù)統(tǒng)計，施工圖設(shè)計階段，共對北京院完成五輪設(shè)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(fù)核24批次，解決了各種設(shè)計問題4959項，大幅降低施工過程中因碰撞、拆改及因設(shè)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(shè)計：根據(jù)中國尊項目要求所有專業(yè)全面應(yīng)用BIM深化設(shè)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(zhì)量和模型的及時性，項目部開展了各專業(yè)的BIM深化設(shè)計工作。

1)結(jié)構(gòu)深化：鋼結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件均采用三維設(shè)計，并且精度達(dá)到加工級別。同時將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋的復(fù)雜交叉節(jié)點進(jìn)行了完整模擬，在現(xiàn)場施工前，將節(jié)點優(yōu)化方案表達(dá)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(fù)雜工藝和節(jié)點。對設(shè)計單位提供的BIM模型進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)的深化，包括增加構(gòu)造柱、圈梁、過梁及墻留洞。深化過程中實現(xiàn)與機(jī)電模型的協(xié)調(diào)，在模型中精確預(yù)留穿墻洞口位置，生成留洞圖，避免錯漏。

2)機(jī)電深化：在設(shè)計單位提供的機(jī)電模型基礎(chǔ)上進(jìn)行深化設(shè)計，利用BIM可視化的優(yōu)勢，在三維環(huán)境中對機(jī)電不同系統(tǒng)展開綜合排布。深化設(shè)計過程中，機(jī)電專業(yè)制作了大量的BIM構(gòu)件。設(shè)備構(gòu)件按導(dǎo)則要求統(tǒng)一命名，并根據(jù)模型信息詳表將信息完整導(dǎo)入模型，在實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備合理排布的基礎(chǔ)上，還為未來大廈的智慧運維提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

同時對原設(shè)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(jìn)行優(yōu)化。水泵房內(nèi)管道經(jīng)過方案優(yōu)化后，將現(xiàn)場焊接方式調(diào)整為工廠預(yù)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(jī)電設(shè)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?shù)鯒U、石膏板墻分縫、地板板塊排布等進(jìn)行統(tǒng)一的三維設(shè)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(jìn)行造型參數(shù)化設(shè)計，并輔助方案選型。大量異形構(gòu)件可通過BIM模型直接進(jìn)行工廠預(yù)制化加工。

裝飾構(gòu)件深化

4)幕墻深化：幕墻專業(yè)利用BIM模型確認(rèn)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(jìn)入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工生產(chǎn)，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(diào)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(biāo)準(zhǔn)格式，項目各專業(yè)之間的超細(xì)度綜合協(xié)調(diào)可以真正做到深化設(shè)計的有效性、及時性和可實施性。綜合協(xié)調(diào)報告作為正式的協(xié)調(diào)文件，分區(qū)域下發(fā)各相關(guān)專業(yè)部門和分包單位，很好地解決了實際設(shè)計沖突問題。在定期組織的協(xié)調(diào)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(diào)，一般可以將設(shè)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(shè)計質(zhì)量，并保持專業(yè)間交叉部位的合理設(shè)計，減少現(xiàn)場拆改。

多專業(yè)模型綜合協(xié)調(diào)

(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(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化。項目對施工過程中的重大方案進(jìn)行完整且精細(xì)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(jìn)行專項方案論證和三維預(yù)演，發(fā)現(xiàn)綜合環(huán)境下隱藏的矛盾，并提前解決，最終應(yīng)用完善的三維施工模擬方式進(jìn)行技術(shù)交底。

(5)預(yù)制化加工：項目多專業(yè)踐行預(yù)制化、裝配式建造，其中重點應(yīng)用在異形裝飾構(gòu)件、機(jī)電預(yù)制立管、組合橋架、幕墻等專業(yè)。通過信息化管理平臺對構(gòu)件的下料、運輸、安裝進(jìn)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(jié)構(gòu)掃描和主要裝修、機(jī)電設(shè)備間的掃描，僅原始點云數(shù)據(jù)量已經(jīng)超過2TB。后期將作為工程過程資料的一部分，輔助業(yè)主進(jìn)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(shè)計是否正確，施工是否存在誤差。通過點云數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)與BIM模型誤差報告的大數(shù)據(jù)分析，能準(zhǔn)確捕捉質(zhì)量控制的關(guān)鍵部位，有針對性的進(jìn)行糾偏，為工程質(zhì)量管理提供了新思路。

點云數(shù)據(jù)與機(jī)電深化模型整合

(7)輕量化BIM應(yīng)用：項目采購了30余臺iPad用于施工管理，覆蓋深化設(shè)計、現(xiàn)場管理、質(zhì)量控制等各業(yè)務(wù)的BIM應(yīng)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(zhǔn)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(fù)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(biāo)點擊BIM模型即可查看設(shè)備的詳細(xì)信息，更能在設(shè)備發(fā)生故障時，同步調(diào)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(shè)單位牽頭，指定專業(yè)團(tuán)隊研發(fā)的運維平臺逐步搭設(shè)和完善，進(jìn)一步將機(jī)電設(shè)備、門禁系統(tǒng)等進(jìn)行掛接，實現(xiàn)實時動態(tài)顯示、遠(yuǎn)程控制等需求。隨著需求的進(jìn)一步完善，系統(tǒng)將逐漸落地，實踐智慧運維。

— BIM應(yīng)用總結(jié) —

1.項目實際應(yīng)用問題的應(yīng)用效果總結(jié)

(1)項目各參與方全面應(yīng)用BIM技術(shù)，實現(xiàn)中國尊大廈建設(shè)全過程應(yīng)用中的BIM信息交換連續(xù)性的要求，在國內(nèi)首次實現(xiàn)BIM模型從設(shè)計到施工再到運營的流轉(zhuǎn)和傳遞，避免了多次建模的資源浪費。采用BIM進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)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(jù)初步統(tǒng)計，現(xiàn)場變更數(shù)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(shù)在可視、協(xié)調(diào)、模擬的優(yōu)勢，有效的提高設(shè)計質(zhì)量和效率，提升項目管理水平，促進(jìn)項目節(jié)能減排、綠色環(huán)保工作的開展。據(jù)初步測算，結(jié)合BIM對建筑空間進(jìn)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(shè)備用房的機(jī)電排布，使物業(yè)運維更加便捷;大量構(gòu)件實現(xiàn)場外加工或預(yù)制生產(chǎn)，有效減少現(xiàn)場揚塵及污染，產(chǎn)生建筑垃圾僅為LEED金級評定標(biāo)準(zhǔn)的10%。

2.BIM應(yīng)用方法總結(jié)

(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(biāo)準(zhǔn)化模型傳遞、解決實際問題等方面起到突出作用。《中國尊項目BIM實施導(dǎo)則》已經(jīng)升版至第6版，其中不僅包含全面的技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，更有一套適用于本項目的BIM實施流程，詳細(xì)規(guī)定BIM模型在不同階段應(yīng)完成的操作，在此基礎(chǔ)上形成一套可在其它項目復(fù)用的BIM管理方法。

(2)項目BIM人員也參與了多項地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)間數(shù)據(jù)融合標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等BIM標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，將中國尊項目BIM應(yīng)用過程中的經(jīng)驗和成果融入其中，為整個行業(yè)的管理升級做出貢獻(xiàn)。

(3)BIM人才培養(yǎng)總結(jié)：中國尊項目所有BIM專職和參與人員超過200人，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域培養(yǎng)了一批有BIM實踐經(jīng)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(xué)習(xí)BIM技術(shù)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(wù)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(yīng)用的復(fù)合型人才，而不只是一些少數(shù)會操作BIM軟件的操作人員。