BIM技術(shù)在城市更新項(xiàng)目中的探索應(yīng)用
——以西安幸福林帶項(xiàng)目為例

劉亞非，辛田

(1.中建西安幸福林帶建設(shè)投資有限公司；2.長(zhǎng)安大學(xué))

1 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，城市更新已成為城市發(fā)展的必經(jīng)之路，城市更新項(xiàng)目具有規(guī)模大、業(yè)態(tài)多、難度大和周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，對(duì)工程建設(shè)的信息化和參建各方的協(xié)同合作提出了更高的要求，西安幸福林帶項(xiàng)目是一個(gè)典型的城市更新項(xiàng)目。充分利用BIM技術(shù)可以有效提高城市更新項(xiàng)目的建設(shè)效率，降低工程投資，減少工程浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)全生命周期的信息化管理。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，是基于計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（CAD）發(fā)展起來(lái)的多維模型信息集成技術(shù)，是對(duì)建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性及優(yōu)化性四大特點(diǎn)，能夠利用三維數(shù)字技術(shù)模擬工程項(xiàng)目在不同階段的真實(shí)信息，協(xié)助項(xiàng)目全生命周期的有效管理。

近年來(lái)，國(guó)家政策層面也在大力推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》（建質(zhì)函[2016]183號(hào)）[1]（2016年8月）和中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)公路水運(yùn)工程BIM技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》（交辦公路[2017] 205 號(hào)）[2]（2017年12月）均指出要全面提高工程領(lǐng)域信息化水平，推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的數(shù)據(jù)[3]顯示，2018年第二季度應(yīng)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目共計(jì)961個(gè)。當(dāng)前，BIM技術(shù)應(yīng)用主要是在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工階段，全生命周期應(yīng)用的項(xiàng)目較少。

3 幸福林帶項(xiàng)目簡(jiǎn)介

幸福林帶位于西安市新城區(qū)，是一條長(zhǎng)度為5850m，平均寬度為200m的城市林帶，占地面積1.17×106m2。該項(xiàng)目是對(duì)城市原有綠化林帶的綜合提升改造，是一個(gè)典型的、多業(yè)態(tài)的城市更新項(xiàng)目。幸福林帶項(xiàng)目采用“PPP模式”（政府和社會(huì)資本合作）進(jìn)行建設(shè)，項(xiàng)目總投資約200億元人民幣，計(jì)劃建設(shè)期為4a，運(yùn)營(yíng)期為21a，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、咨詢、投資、建造及運(yùn)營(yíng)由公私合資組建的SPV公司——中建西安幸福林帶建設(shè)投資有限公司（下文簡(jiǎn)稱“中建幸福林帶公司”）負(fù)責(zé)。

幸福林帶項(xiàng)目包含五大業(yè)態(tài)，分別是綠化景觀工程、地下空間工程、綜合管廊工程、市政道路工程及地鐵配套工程，包含景觀、建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、裝修、道路、軌道及苗木等專業(yè)，參與本工程勘察設(shè)計(jì)有巖土勘察設(shè)計(jì)單位、市政設(shè)計(jì)單位、建筑設(shè)計(jì)單位及軌道設(shè)計(jì)單位。

4 BIM技術(shù)在幸福林帶項(xiàng)目中的應(yīng)用

幸福林帶是國(guó)內(nèi)最大的城市林帶，地下空間是全球最大的地下建筑綜合體，除了局部建筑按照綠色建筑三星標(biāo)準(zhǔn)建造，其他建筑均按照綠色建筑二星標(biāo)準(zhǔn)建造，項(xiàng)目復(fù)雜程度高，涉及工種多，對(duì)工作協(xié)同要求高，建設(shè)運(yùn)營(yíng)周期長(zhǎng)。因此，在項(xiàng)目總體策劃階段提出了項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)，完成了幸福林帶項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)施方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及建模管理辦法的標(biāo)準(zhǔn)，為BIM技術(shù)在項(xiàng)目全生命周期中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

4.1 項(xiàng)目前期階段

幸福林帶作為一個(gè)城市更新項(xiàng)目，工程內(nèi)容主要為基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)配套設(shè)施兩部分，項(xiàng)目建設(shè)需要考慮社會(huì)需求、城市近、遠(yuǎn)期規(guī)劃、對(duì)周邊城區(qū)環(huán)境的影響以及對(duì)周邊市民生活的影響等方面。該階段通過BIM技術(shù)并結(jié)合相關(guān)軟件，對(duì)林帶項(xiàng)目及周圍現(xiàn)狀的環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，通過三維模型定性分析和數(shù)據(jù)量化分析，可初步預(yù)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施后與近、遠(yuǎn)期城市規(guī)劃的符合度，初步模擬項(xiàng)目建成后對(duì)周邊城區(qū)日照環(huán)境、空氣環(huán)境、噪聲環(huán)境及交通環(huán)境的影響，為項(xiàng)目決策提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)BIM可視化輔助決策。

4.2 設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)階段在前期總體BIM模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分業(yè)態(tài)、分專業(yè)深化模型，完善模型精密度，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了以下幾方面功能：

①BIM設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)（見圖1）。幸福林帶項(xiàng)目基于BIM技術(shù)建立了可兼容 Fuzor、Revit、Civil 3D、3ds Max 以及Navisworks等多種數(shù)據(jù)格式的EBIM云平臺(tái)，統(tǒng)一BIM建模要求、BIM族與文件的命名規(guī)則、構(gòu)件庫(kù)等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，EBIM云平臺(tái)包含多層級(jí)管理模塊功能、輕量化整合模型功能、協(xié)調(diào)辦公—話題功能以及項(xiàng)目數(shù)據(jù)記錄功能，實(shí)現(xiàn)了參建單位可通過PC端和手機(jī)端即時(shí)查看三維數(shù)字模型的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)協(xié)調(diào)、高效溝通、設(shè)計(jì)問題共同分析的協(xié)同設(shè)計(jì)目的，較大程度地降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)生率，提高了設(shè)計(jì)工作效率。同時(shí)，EBIM云平臺(tái)設(shè)置的設(shè)計(jì)進(jìn)度管理模塊，可以實(shí)時(shí)反饋各專業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)度，輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)管理。

圖1 BIM設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)

②BIM可視化模型輔助工程設(shè)計(jì)。通過BIM模型完成了地下空間、綜合管廊、地鐵車站及區(qū)間主體結(jié)構(gòu)和市政道路工程實(shí)體的等比例模擬，輔助完成空間尺度分析、樓層凈高分析、柱跨間距分析、梁板坡度分析、建筑的外立面效果表現(xiàn)、道路坡度分析、項(xiàng)目范圍內(nèi)排水分析及不同業(yè)態(tài)之間邊界條件一致性分析，為確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支撐，輔助方案定案。

③BIM可視化模型輔助水暖電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以BIM模型為基礎(chǔ)，加載不同的環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下空間在不同天氣、不同設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的室內(nèi)溫度、濕度及風(fēng)環(huán)境的模擬分析，為確定設(shè)備及管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。同時(shí)，完成了地下空間管線碰撞檢查、綜合管廊入廊管線檢查及設(shè)備箱體設(shè)計(jì)優(yōu)化等，如圖2所示。

4.3 施工階段

施工階段以EBIM云平臺(tái)為載體，加載GIS地理信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，搭建幸福林帶數(shù)字化施工管理平臺(tái)。為施工進(jìn)度管理、施工部署、專項(xiàng)施工方案編制和設(shè)備機(jī)房裝配式施工等提供技術(shù)支持。主要有以下幾個(gè)方面：

①數(shù)字化施工管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了施工全過程數(shù)據(jù)的采集、分析及報(bào)告，在施工進(jìn)度有延遲時(shí)做出預(yù)警處理，輔助進(jìn)行施工管理。

②BIM技術(shù)輔助完成了裝配式機(jī)房的施工方案設(shè)計(jì)，裝配式機(jī)房的設(shè)備及管線模塊化分隔是技術(shù)難點(diǎn)，利用BIM建立機(jī)房的可視化模型，從三維角度對(duì)機(jī)房設(shè)備按照裝配式施工方式進(jìn)行模塊化劃分，較大程度上降低了技術(shù)難度，為裝配化施工提供了技術(shù)保障。

圖2 幸福林帶局部管線BIM模型

③BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)擬定的施工部署及專項(xiàng)施工方案進(jìn)行可視化模擬，分析施工部署的合理性，為施工資源分配和設(shè)備材料采購(gòu)提供依據(jù)。另外，通過可視化模擬可評(píng)判專項(xiàng)施工方案的可行性，分析施工方案的質(zhì)量和安全控制點(diǎn)，為現(xiàn)場(chǎng)施工管理提供技術(shù)支持[4]。

4.4 運(yùn)維階段

幸福林帶項(xiàng)目以“PPP模式”承建，運(yùn)營(yíng)維護(hù)期為21a，目前，項(xiàng)目還在施工階段，項(xiàng)目策劃階段確立了智慧化運(yùn)維目標(biāo)，現(xiàn)階段初步確立了幸福林帶智慧化運(yùn)維方案。

總體目標(biāo)是以EBIM云平臺(tái)為載體，結(jié)合幸福林帶各業(yè)態(tài)運(yùn)營(yíng)管理的需求，利用GIS地理信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)、綜合布線技術(shù)、樓宇設(shè)備控制技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體應(yīng)用技術(shù)以及安全防范技術(shù)等，將相關(guān)設(shè)備、軟件進(jìn)行集成設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、界面定制開發(fā)和應(yīng)用支持，搭建幸福林帶智慧化運(yùn)維管理平臺(tái)[5]，如圖3所示。

圖3 智能化運(yùn)維管理平臺(tái)組織構(gòu)架

智慧化運(yùn)維管理平臺(tái)以為項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)減少費(fèi)用及提高營(yíng)業(yè)收入為目標(biāo)，通過硬件設(shè)備或軟件接口，對(duì)各智能化子系統(tǒng)如樓宇自控、智能照明、能耗監(jiān)測(cè)、綜合安防和數(shù)據(jù)通信等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及分析，管理人員可通過基于BIM的圖形界面查看各智能化子系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息和歷史累計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)，也可以對(duì)各智能化子系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。管理平臺(tái)集成基于BIM的資產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng)及商業(yè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。管理平臺(tái)可根據(jù)搜集到的客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制人員熱度圖，根據(jù)建筑信息對(duì)聚集過高區(qū)域出發(fā)預(yù)警，并提供人員疏散方案。

5 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和城市更新項(xiàng)目的特點(diǎn)，從西安幸福林帶項(xiàng)目的項(xiàng)目決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各階段入手，探索BIM技術(shù)在幸福林帶項(xiàng)目全生命周期的具體應(yīng)用，以期為BIM技術(shù)在城市更新項(xiàng)目中應(yīng)用提供借鑒。BIM技術(shù)對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維等各階段都具有一定的革新意義，提高了項(xiàng)目的建設(shè)管理效率。對(duì)于工程規(guī)模大、復(fù)雜程度高、建造難度大以及協(xié)同要求高的城市更新項(xiàng)目，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)的全面推廣應(yīng)用是技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果。