机场工程BIM应用模式与分析

BIM技术有效地实现了建设项目信息的3D表达，可以帮助设计方、施工方和业主方直观、有效地理解设计意图，检查设计空间冲突，结合模拟技术有效进行结构分析、光照分析、工料分析和优化施工过程及资源配置，并可用于项目后期维护管理。BIM在国外研究及应用相对较早，目前国内机场工程成果的案例也越来越多。BIM的应用模式按不同角度有多种形式，本文从BIM的融合深度分为翻模型、辅助型(又称“半BIM”)、设计型(又称“全BIM”)。翻模型BIM是初级应用，仅限于BIM软件的应用；辅助BIM是中级应用，没有完全改变传统工程设计的模式，注重设计的协同和优化；设计型BIM是高级应用,BIM融入在设计、组织、流程之中。

1、BIM应用模式

(1)翻模型BIM

翻模型BIM是在完成施工图后甚至开始施工或完工，利用BIM软件将CAD图纸翻建为三维模型。不同于传统建筑的三维建模只有渲染作用，翻模型BIM具有碰撞检査、管线综合等用途，但建模进度较施工进度慢，对工程价值不大。BIM建模与设计过程彼此分离、完全独立，专业性无法保证。这种模式的产生背景可能有三个原因：一是不清楚BIM是什么，只为试验新技术。二是通过BIM提升企业形象，为评优参赛。三是为争取中标而响应BIM能力，成功中标只能通过外包服务来建立BIM模型。翻模BIM可以作为B1M技术的尝试或短期的商业筹码，往往因为合同中缺乏BIM的相关约束而造成了许多不必要的浪费。

(2)辅助型BIM

设计主体成果基于传统二维设计，BIM咨询团队与CAD设计团队并存。虽然BIM咨询穿插于CAD图纸的设计过程，但参与和改善设计的能力有限，也难以提出建设性的意见，很难发现专业问题。设计本身就是一个不断修改不断完善的过程，专业设计师随时可能有新想法、新思路、新创意，并根据设计进展情况不断修改完善设计；而BIM咨询只能被动的接受不断变化的设计条件，进行大量反复的模型修改工作。两股并行的设计团队分别进行二维与三维工作，工作量与工作时间成倍增加，生产效率和效益却在降低。辅助型BIM虽然较翻模BIM有了改善，但在施工图反复、多次的校对、纠偏过程中，耗费了大量的时间成本和人力成本。

(3)设计型BIM

设计型BIM是真正的BIM应用模式，是在设计工作的全过程中直接使用BIM软件，运用3D的思维模式进行设计，最后利用三维软件直接获取二维施工图完成设计、报审及交付工作。设计型BIM的工作人员就是设计院各专业的设计师，翻模BIM的建模师和辅助BIM的非专业设计师不复存在，是全过程全专业利用BIM技术进行三维设计。从方案设计阶段到施工图出图，全专业建立BIM模型，并在后期的施工和运维管理中应用。

2、BIM技术深化应用中面临的问题

BIM是利用数字化技术在建立虚拟的建筑工程信息模型，并为该模型提供单一的、完整一致的建筑工程信息库。BIM技术应用的核心价值不仅在于建立模型和三维效果，更是全面掌握建筑工程丰富信息，并带给参与工程项目所有角色不同的应用价值。但BIM能做什么和做成什么差别很大，从辅助型BIM到设计型BIM需要解决许多问题。

(1)工作范围问题

首先是BIM的业务范围问题，要明确到底是BIM咨询还是BIM设计。BIM设计服务体现在准确的建模和高质量的图纸输出，而BIM咨询则侧重于基于BIM设计模型的有价值信息，配合投资、施工、运营维护等。其次是BIM设计具体应用的范围问题，BIM设计不代表所有的设计内容都要使用三维设计，不代表所有构件都要表现完整的细节，也不代表所有的设备都要具备完整的信息。由于缺乏对BIM设计范围和深度的要求，设计师追求设计的“精确”同业主需要的“准确”的施工图纸，会造成设计成本和时间上的不必要的浪费。不清楚BIM的设计范围，有可能得不到理想的结果；不明确BIM的设计范围，则会带来不必要的工作量。

(2)设计标准问题

传统设计标准包括CAD规范、图纸及参照文件规范、文件夹结构标准、文件命名标准、CAD图层标准、文字样式及字体等内容。BIM技术标准是在CAD的基础上还应添加项目各阶段模型范围及深度规则、BIM目标与职责、单专业建模流程、多专业模型协调流程、模型输出规则等内容。否则将难以合理有效应用BIM设计过程中创建的大量数据，在设计层面很难实现由协同给设计带来的效率提升，项目层面则很难从设计的模型中提取更多对其他参与方有价值的信息。

(3)设计协同问题

BIM极大地提高了设计工具的协同能力，同时BIM理念也使设计师的协同意识不断增强，但却引发了一些新问题。首要问题是谁来负责协同，如果以某一专业的来领导，会造成该专业的工作量大大增加；如果由各专业选派代表或者外聘专业的BIM咨询团队，由于该团队的主要任务就是设计检查，每天肯定会有大量的问题被发现，有些细枝末节问题处理可能严重影响到设计进度。其次，设计阶段加强施工方、设备供应商、运营方的参与，可以在设计阶段规避建造、运营过程中潜在的问题；但设计难度可能因为参与方介入而大大增加。

(4)设计流程问题

翻模型BIM和辅助型BIM阶段，设计流程还是经历方案设计、初步设计、施工图设计串联的工作流程，而在设计型BIM是并联工作模式。不同专业各自建模，有些规模巨大的项目甚至在同一专业内也分区建模，在复杂设计节点或关键时间点上，采用“链接(Link)”模式进行协同工作。但设计协同是定期而不能实时，尽管各个阶段已花费了大量的时间协同，但设计初期考虑的问题肯定不够周全，特别是可施工性相关的问题将造成大量的返工。

(5)成本问题

大型航站楼项目内部的空间关系极为复杂，如果仅仅依靠二维设计手段，将难以解决大量的构件碰撞、管线布置不合理之类的问题，所以基于BIM的三维设计手段和三位协同平台是必不可少的。而且当设计难度增加，很难依靠单一的软件完成设计，多软件的配合是不可避免的，如果软件之间的兼容性问题不能很好的解决、硬件不能满足软件的要求，都将阻碍设计、分析能力的提升。BIM设计存在优化设计、减少变更、提高建筑性能、降低项目成本的巨大潜能，但低廉的设计费用很难激励企业为项目投入更多人力和时间优化设计，必须认同BIM设计的价值。

(6)标准与法律法规

BIM标准不只是针对机场项目参与方的标准，而要兼顾整个行业的协作需求，需要项目参与各方共同完成。政府或行业协会的BIM标准对BIM推广应用起指导性作用，而各机场参与方需要结合实践完善BIM标准。除了建立BIM标准以外，为更好地发挥BIM的价值，一些相关的法律法规也需要做出适当的调整。

3、结语

BIM技术作为建筑行业新兴技术，将为发展注入新的活力，成为未来的主流。随着我国建筑业的转型升级，BIM必然会成为提高管理水平和核心竞争力的有力工具。但是从辅助型BIM到设计型BIM要克服从CAD到BIM标准到协同模式的变革，是一个较长的过程，需要各方共同努力。

(1)基于BIM族库的装配式设计可能是有效的技术途径，如航站楼的办票、候机、联检、行李处理、机房、卫生间等形成族库，提高设计效率。但族库的建设是一个长期的工作，族库的使用者同时也是族库的建设者。

(2)“推动BIM全过程集成应用和BIM审图模式改革”已经成为2020年建设部的工作重点之一,政府改革驱动也是重要途径。

(3)重大工程的驱动，如上海中心项目，如果没有BIM技术将无法实施，项目的建设导致BIM技术的跨越式发展。