劉光

西十冬奧廣場(chǎng)一期BIM應(yīng)用，是首鋼國(guó)際探索全流程BIM應(yīng)用的重要支撐項(xiàng)目之一，也是首鋼國(guó)際在建筑信息化方面從工業(yè)向民用、工業(yè)并重轉(zhuǎn)型過(guò)程中的重要探索和實(shí)踐。該項(xiàng)目的成功應(yīng)用讓首鋼國(guó)際堅(jiān)定了發(fā)展BIM及其相關(guān)技術(shù)的決心。

首鋼老工業(yè)區(qū)改造西十冬奧廣場(chǎng)項(xiàng)目總建筑規(guī)模約為8.53萬(wàn)平方米，一期建設(shè)投資約3.6億元。項(xiàng)目一期定位為創(chuàng)意廣場(chǎng)，是工業(yè)設(shè)施民用化改造的示范性工程。

本文所述的BIM涉及項(xiàng)目一期的全部?jī)?nèi)容，涵蓋建筑面積約3.1萬(wàn)平方米，精裝面積約5620平方米。西十冬奧廣場(chǎng)BIM設(shè)計(jì)不僅是整個(gè)工程的重要組成部分，也是首鋼總公司《首鋼新園區(qū)智慧城市頂層設(shè)計(jì)》工作的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)源之一，是首鋼重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)測(cè)試項(xiàng)目。

滿(mǎn)足工業(yè)、民用建筑需求

為了滿(mǎn)足企業(yè)發(fā)展和建設(shè)需要，首鋼總公司于2014年初開(kāi)始全面啟動(dòng)首鋼工業(yè)遺址待開(kāi)發(fā)區(qū)域——首鋼園的開(kāi)發(fā)建設(shè)。首鋼建設(shè)投資有限公司代表總公司負(fù)責(zé)園區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè)；作為首鋼總公司園區(qū)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)單位，北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)首鋼國(guó)際）具體負(fù)責(zé)西十冬奧廣場(chǎng)的一期規(guī)劃設(shè)計(jì)。

作為首鋼總公司園區(qū)BIM、GIS業(yè)務(wù)體系的組成部分，首鋼國(guó)際受首鋼建設(shè)投資有限公司的委托，具體負(fù)責(zé)西十冬奧廣場(chǎng)一期的BIM設(shè)計(jì)工作。本次BIM設(shè)計(jì)是對(duì)從基礎(chǔ)測(cè)繪、前期數(shù)據(jù)采集處理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工到運(yùn)維支持的全流程BIM探索。

西十冬奧廣場(chǎng)的核心部分，項(xiàng)目一期包含了主場(chǎng)地、西十筒倉(cāng)一期、料倉(cāng)等主體建筑改造等內(nèi)容，涉及一組有著近百年歷史的建筑所組成的建筑群。這個(gè)建筑群不僅具有典型的工業(yè)建筑特點(diǎn)，而且因歷史久遠(yuǎn)，在現(xiàn)狀勘察、歷史資料查詢(xún)等方面存在著相當(dāng)?shù)碾y度。

與此同時(shí)，由于整個(gè)場(chǎng)地過(guò)于狹窄，在規(guī)劃方案的決策和設(shè)計(jì)方面，項(xiàng)目對(duì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的規(guī)劃建設(shè)方案提出了較高的需求。

作為一個(gè)典型的工業(yè)改造項(xiàng)目，首鋼國(guó)際還要對(duì)工業(yè)、民用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，BIM解決方案要同時(shí)滿(mǎn)足民用建筑和工業(yè)建筑的需求，如何保證軟件的適用性和效率最大化是首鋼國(guó)際需要考慮的問(wèn)題。因此，首鋼國(guó)際考慮如何實(shí)現(xiàn)不同的規(guī)劃方案設(shè)計(jì)單位和部門(mén)采用不同軟件所生成的方案和模型的融合。

作為首鋼總公司主要BIM數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位之一，首鋼國(guó)際以探索全流程一體化模型解決方案為目標(biāo)，尋求同一建筑在不同發(fā)展階段使用多個(gè)模型描述所帶來(lái)的模型重復(fù)和數(shù)據(jù)冗余，以及運(yùn)維支持過(guò)程中多模型應(yīng)用造成的數(shù)據(jù)分散、交叉和重復(fù)等問(wèn)題的解決方案。

考慮到項(xiàng)目兼有工業(yè)、民用特性，以及偏重開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的特點(diǎn)，首鋼國(guó)際對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)梳理后，初步選定主體采用Bentley相關(guān)軟件，輔以其他軟件共同組成的BIM軟件解決方案。特別是以BentlyProjectWise為協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，解決不同單位和專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同問(wèn)題，支持一源多維（一個(gè)數(shù)據(jù)源，多個(gè)使用維度）的人員、界面和維度管理，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的管理和控制；以BentleyMicroStation為基礎(chǔ)圖形平臺(tái)，解決不同業(yè)務(wù)和不同部門(mén)之間的數(shù)據(jù)交互問(wèn)題。

解決好五大難題

西十冬奧廣場(chǎng)項(xiàng)目本身的復(fù)雜性，注定項(xiàng)目的BIM應(yīng)用不會(huì)簡(jiǎn)單。首鋼國(guó)際在理順項(xiàng)目所涉及的千絲萬(wàn)縷，重點(diǎn)解決了以下五大難題：

第一，利用軟件滿(mǎn)足工程項(xiàng)目相關(guān)需求。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集困難的情況，首鋼國(guó)際大量應(yīng)用激光掃描技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、數(shù)字復(fù)原和歷史存檔等工作；借助軟件在點(diǎn)云、藍(lán)圖模型間進(jìn)行差異化分析，幫助設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確地掌握設(shè)施在長(zhǎng)年使用后的變化。在Bentley的支持下，首鋼國(guó)際不僅完成了點(diǎn)云數(shù)據(jù)與藍(lán)圖模型間的差異化分析，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工設(shè)備的動(dòng)態(tài)碰撞檢查，從而為項(xiàng)目的開(kāi)展提供了大量的一手?jǐn)?shù)據(jù)和分析資料。

首鋼國(guó)際還為不同單位和部門(mén)提交和處理數(shù)據(jù)提供多數(shù)據(jù)支持環(huán)境，使設(shè)計(jì)人員可以不用過(guò)多考慮軟件因素，而可以放心以自己熟悉的方式、方法進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

不同于一般的民用建筑，本項(xiàng)目大量采用了鋼結(jié)構(gòu)環(huán)梁、開(kāi)孔、網(wǎng)格等技術(shù)。這些技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及相關(guān)設(shè)計(jì)和實(shí)施水平提出了很高的要求。首鋼國(guó)際采用建筑設(shè)備設(shè)計(jì)與多專(zhuān)業(yè)工程設(shè)計(jì)軟件BentleyABD進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，輔以專(zhuān)業(yè)三維鋼結(jié)構(gòu)建模、詳圖和生產(chǎn)控制軟件BentleyPro-Structural進(jìn)行詳圖設(shè)計(jì)，基本解決了鋼結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)和算量等問(wèn)題。

本項(xiàng)目涉及的管線綜合包括建筑內(nèi)部管線和建筑外部管線，而且涉及現(xiàn)有管線和新增管線兩部分。首鋼國(guó)際采用了以工廠設(shè)計(jì)解決方案BentleyOpenPlant為主，建筑空調(diào)設(shè)計(jì)軟件BentleyABD HVAC為輔的管線解決方案，來(lái)滿(mǎn)足項(xiàng)目提出的環(huán)狀布管、線位置快速調(diào)整，以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)布置等需求。

第二，實(shí)現(xiàn)模型和數(shù)據(jù)的構(gòu)件化和顆粒化。模型和數(shù)據(jù)的精確度是決定BIM質(zhì)量和使用價(jià)值的關(guān)鍵因素之一。首鋼國(guó)際希望通過(guò)采用構(gòu)件化，以及比構(gòu)件分類(lèi)更細(xì)的顆粒化模型和文件組織方法，使整個(gè)模型和數(shù)據(jù)可以像“積木”一樣，形成可以根據(jù)需求用同一個(gè)積木組建起不同層次和細(xì)節(jié)的模型，來(lái)滿(mǎn)足不同行業(yè)和專(zhuān)業(yè)的需求。

在本項(xiàng)目中，首鋼國(guó)際采用了模型和數(shù)據(jù)的構(gòu)件化和顆?；慕鉀Q方案，旨在從源頭上實(shí)現(xiàn)一源多維應(yīng)用。首鋼國(guó)際采用了以專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ)，以維修、備件、零件、構(gòu)件和部件為主要目標(biāo)的模型單元化解決方案，輔以系統(tǒng)、區(qū)域、建筑、樓層和標(biāo)高等文件劃分體系，初步實(shí)現(xiàn)了模型和數(shù)據(jù)的最小化目標(biāo)。其中，最小數(shù)據(jù)單元甚至達(dá)到了某個(gè)傳感器上的繼電器這樣的精度。

需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)最小數(shù)據(jù)單元，并不完全對(duì)應(yīng)最小模型單元，而是結(jié)合了維修管理等方面的特點(diǎn)所劃分的最小信息和屬性單元的組合。例如，對(duì)一個(gè)傳感控制器而言，首鋼國(guó)際在維修時(shí)一般會(huì)整體更換，那么最小模型單元就是傳感控制器整體。但其中會(huì)涉及與電氣和自動(dòng)化相關(guān)聯(lián)的繼電器數(shù)據(jù)指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)在未來(lái)的運(yùn)維管理中會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。因此首鋼國(guó)際會(huì)將這部分?jǐn)?shù)據(jù)補(bǔ)充進(jìn)去，形成最小數(shù)據(jù)單元。

第三，實(shí)現(xiàn)一源多維的落地。以鏈接、超模型和協(xié)同管理的形式對(duì)顆?；Ｐ秃蛿?shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得首鋼國(guó)際的設(shè)計(jì)成果更容易被各項(xiàng)目參與方所使用，從而形成模型的一源多維。

構(gòu)件化和顆?；Ｐ蜑槭卒搰?guó)際提供了“積木”所需的最小單體。項(xiàng)目各參與方借助協(xié)同設(shè)計(jì)軟件BentleyProjectWise，能夠?qū)ξ募M(jìn)行協(xié)同管理，從而支持一源多維的真正落地。

第四，有效處理多格式數(shù)據(jù)。對(duì)于項(xiàng)目中第三方提供的不同格式的數(shù)據(jù)，首鋼國(guó)際一方面依靠軟件所提供的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；另一方面與第三方合作，采用包括對(duì)文件內(nèi)容、要素和數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)的技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理。

首鋼國(guó)際在模型和數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中注意使用圖層、顏色和線型等圖元屬性劃分，特別是采用基于LOD（Levels of Detail，多細(xì)節(jié)層次）技術(shù)進(jìn)行要素分類(lèi)，從而起到了事半功倍的效果。

第五，探索GIS、BIM的一體化管理。在以圖層、顏色、線型為基礎(chǔ)的要素分類(lèi)過(guò)程中，首鋼國(guó)際大量參考了GIS常用的模型和數(shù)據(jù)分類(lèi)方法。提前采用符合GIS特點(diǎn)，并與BIM相適應(yīng)的管理和控制方法，是實(shí)現(xiàn)BIM與GIS的融合，合理控制二次開(kāi)發(fā)成本，并減少開(kāi)發(fā)不確定性風(fēng)險(xiǎn)的重要保證。

探索全流程BIM

西十冬奧廣場(chǎng)一期BIM應(yīng)用，是首鋼國(guó)際探索全流程BIM的重要支撐項(xiàng)目之一。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，首鋼國(guó)際初步具備了以HLOD（以細(xì)節(jié)和層次組織方法）思想和方法進(jìn)行全流程BIM生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，并首次提出以數(shù)據(jù)生產(chǎn)中心方式解決全流程BIM數(shù)據(jù)生產(chǎn)的思路，為以構(gòu)件化和顆?；Ｐ蜕a(chǎn)方式組織HLOD模型和數(shù)據(jù)提供了可以借鑒的案例支持。

西十冬奧廣場(chǎng)一期項(xiàng)目BIM應(yīng)用的意義，并不只是單純地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型化，還包括從現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集到軟件解決方案構(gòu)建的一系列方法性探索。該項(xiàng)目的BIM數(shù)據(jù)承載了包括設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工和運(yùn)維在內(nèi)的大部分靜態(tài)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，達(dá)到了《民用建筑信息模型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中BIM4.0的要求，并略有增強(qiáng)。

西十冬奧廣場(chǎng)一期的BIM實(shí)踐，是首鋼國(guó)際在建筑信息化方面從工業(yè)向民用、工業(yè)并重轉(zhuǎn)型過(guò)程中的重要探索和實(shí)踐。該項(xiàng)目的成功應(yīng)用讓首鋼國(guó)際堅(jiān)定了發(fā)展BIM及其相關(guān)技術(shù)的決心。