首钢老工业区改造西十冬奥广场BIM设计介绍

1、首钢老工业区改造西十冬奥广场BIM设计介绍1、概述首钢按照国家的产业发展目标和自身的发展需要，实施整体搬迁，并于2010年12月全面停止了石景山钢铁主流程的生产。这样在北京西部就形成了一个近八平方公里的工业遗址待开发区域，这个区域被命名为“首钢园”。首钢老工业业区改造造西十冬冬奥广场场项目（以以下简称称“西十十冬奥广广场”）就就位于“首首钢园”的的西北角角。西十十冬奥广广场项目目的总建建筑规模模约为8853000平方方米。西十冬奥广广场的一一期建设设投资约约3.66亿元，包包括了西西十筒仓仓、料仓仓、皮带带通廊等等内容，项项目一期期定位于于创意广广场，是是工业设设施民用用化改造造的示范范性工程

2、程。随着着北京220222冬奥委委的入驻驻，整个个项目正正式定名名为“首首钢老工工业区改改造西十十冬奥广广场”。本文所述的的 HYPERLINK / BIMM技术涉涉及项目目一期的的全部内内容，建建筑面积积约3009600平m22，精装装面积约约56220m22。西十十冬奥广广场 HYPERLINK / BIIM设计计不仅是是整个工工程的重重要组成成部分，同同时也是是首钢总总公司首首钢新园园区智慧慧城市顶顶层设计计工作作的重要要基础性性数据源源之一，是是数字化化首钢重重要的数数据基础础测试项项目。2、项目背背景首钢总公司司为了适适应企业业发展和和建设需需要，于于20114年初初开始全全面启动动

3、首钢园园的开发发建设。首首钢建设设投资有有限公司司（内部部称为开开发部，以以下简称称为开发发部）代代表总公公司负责责园区的的开发建建设；首首钢国际际作为首首钢总公公司园区区总体规规划设计计单位，具具体负责责西十冬冬奥广场场的一期期规划设设计。作为总公司司园区BBIM、GGIS业业务体系系的组成成部分之之一，首首钢国际际受首钢钢建设投投资有限限公司的的委托，具具体负责责西十冬冬奥广场场一期的的BIMM设计工工作。作为西十冬冬奥广场场的核心心部分，项项目一期期包含了了主场地地、西十十筒仓一一期、料料仓等主主体建筑筑化改造造等的全全部内容容。本次BIMM设计，即即是对从从基础测测绘、前前期数据据采集

4、处处理、规规划设计计、采购购、施工工以及运运维支持持等方面面的全流流程 HYPERLINK / BIIM技术术探索。3、项目面面临的主主要挑战战西十冬奥广广场一期期是一组组有着近近百年历历史的建建筑所组组成的建建筑群，不不仅具有有典型的的工业建建筑特点点；而且且因长期期使用和和历史年年代久远远，在现现状勘察察、历史史资料查查询等方方面存在在着相当当的难度度，这对对于前期期的设计计资料准准备是一一个不小小的挑战战。另一方面，由由于整个个场地条条件过于于狭窄，在在规划方方案的决决策和设设计方面面，项目目对基于于虚拟现现实技术术的规划划建设方方案提出出了较高高的需求求。而作为一个个典型的的工业改改造

5、项目目，我们们还面临临着工业业、民用用标准统统一和管管理，BBIM要要同时考考虑民用用和工业业特点和和需求，确确保软件件适用和和效率最最大化的的问题。与上述工作作相对应应，我们们还必须须要解决决好不同同的规划划方案设设计单位位和部门门间采用用不同软软件体系系所生成成的相关关技术方方案和模模型的处处理工作作作为首钢总总公司主主要BIIM数据据生产单单位之一一，首钢钢国际的的另一个个目标是是探索以以全流程程一体化化模型解解决方案案为目标标，寻求求同一建建筑在不不同发展展阶段使使用多个个模型描描述所带带来的模模型重复复和数据据冗余，以以及运维维支持过过程中多多模型应应用技术术造成的的数据信信息的分分

6、散、交交叉和重重复等问问题的解解决方法法。西十冬奥广广场项目目开工前前的现场场勘察照照片，它它真实地地反映了了现场测测绘困难难，生产产使用和和搁置等等对设施施的影响响，以及及施工场场地空间间的局促促。4、BIMM设计的的前提与与基本思思想就工程项目目而言，我我们认为为BIMM的作用用在于一一方面有有效地辅辅助工程程项目的的开展；另一方方面是利利用 HYPERLINK / BIIM技术术，帮助助工程项项目更好好地实现现标准化化和信息息化。而就BIMM本身而而言，BBIM也也具有自自身的专专业特点点和组织织管理模模式，甚甚至可以以说BIIM本身身也是工工程的一一种。基于上述考考虑，我我们在项项目规

7、划划之初，一一方面着着力于从从工程项项目的需需求角度度出发，来来满足工工程项目目实施过过程中提提出的包包括测绘绘数据采采集管理理和应用用，多厂厂商和业业务协同同等工程程项目的的现实问问题；另另一方面面，也非非常关注注BIMM技术本本身的各各类需求求，如多多数据源源的整合合，GIIS、BBIM融融合技术术，不同同专业数数据的传传递和使使用，全全生命周周期一体体化解决决方案的的实现等等问题。为此，我们们初步确确定了如如下的组组织思想想和实现现方法：4.1 以以工程项项目需求求为出发发点，组组织相关关软件的的应用配配合针对于现场场数据采采集困难难，需要要用到激激光扫描描技术等等实际情情况，我我们选择

8、择可以支支持对点点云数据据进行处处理和分分析支持持的相关关工具，解解决对应应的现场场分析以以及施工工设备调调度分析析问题；利用相相关软件件的功能能，在点点云、蓝蓝图模型型间进行行差异分分析，帮帮助设计计人员准准确地了了解长年年使用对对相关设设施所造造成的影影响。利利用多数数据支持持环境，方方便不同同单位和和部门的的数据提提交和处处理，使使设计人人员可以以不用过过多考虑虑软件因因素，而而放心大大胆地以以自己熟熟悉的方方式和方方法进行行规划设设计。4.2以颗颗粒化模模型和数数据为基基础的文文件和模模型分类类技术众所周知，模模型和数数据的深深度是决决定BIIM质量量和使用用价值的的核心之之一。LLO

9、D对对于模型型在深度度方面有有着详细细的目标标要求，而而实现这这一目标标的重要要方法，目目前无外外乎是DDLODD（Diiscrretee LOOD）和和HLOOD（HHierrarcchiccal LODD）两种种。我们认为从从全生命命周期应应用管理理的角度度上来看看，HLLOD技技术显然然比DLLOD更更贴进这这个项目目的最终终运维阶阶段用户户的需求求。西十十冬奥广广场项目目一期，从从组织、技技术、施施工运维维等方面面全部在在首钢总总公司集集团内部部实施；而首钢钢国际作作为首钢钢总公司司的控股股企业，在在总公司司、开发发部、首首建、管管理部、服服务公司司等的配配合与支支持下，具具备在这这个

10、项目目中实施施以细节节和层次次组织方方法（HHLODD方法）进进行BIIM设计计的条件件。这也也是我们们敢于进进行项目目尝试和和最终成成功实施施的重要要组织保保障。我们希望通通过采用用以构件件以及比比构件分分类更细细的颗粒粒化模型型和文件件组织方方法，使使整个模模型和数数据可以以像“积积木”一一样，形形成按不不同的需需求，用用同一个个积木组组建起不不同层次次和细节节的的模模型，来来满足不不同行业业和专业业的需求求。4.3 以以链接和和协同管管理技术术为核心心的模型型与数据据关系组组织要想达到44.1中中所提出出的模型型建设思思想，我我们还必必须能够够利用已已经完成成的颗粒粒化模型型（最小小积木

11、单单元）来来形成不不同需求求维度的的的对应应模型。而而链接、超超模型和和协同管管理技术术为我们们提供了了一个可可供选择择的手段段。因此此，我们们设想以以链接、超超模型和和协同管管理技术术来对颗颗粒化模模型和数数据进行行空间和和不同使使用维度度的组织织，使我我们的成成果可以以更容易易地被各各方所使使用，并并且不需需经过太太多的模模型重建建和数据据条件管管理等重重复工作作，从而而形成我我们所说说的模型型的“一一源多维维”（一一个数据据源，多多个使用用维度）。4.4 以以业务数数据发展展进程为为手段的的模型生生产和调调整方法法我们前面谈谈到了首首钢总公公司的组组织机构构形式，让让我们具具备实现现颗粒

12、化化模型和和“一源源多维”的的基本前前提条件件。但工工程项目目的开展展本身就就是一个个渐进的的过程，试试图从设设计开始始就得到到后在采采购和施施工的详详细信息息，其实实是不现现实的。而而阶段化化数据成成果又往往往需要要在相应应的技术术阶段（如如设计阶阶段、采采购阶段段、施工工阶段等等）完成成提交，这这也是大大多数项项目无法法按照HHLODD方法组组织的重重要原因因之一。我们这个项项目区别别于其它它项目的的另一点点也正在在于此，我我们的模模型和成成果并不不是在设设计完成成时提供供，而是是按照BBIM本本身的业业务需要要和业主主的要求求，直到到竣工验验收才完完成；作作为业主主方，开开发部为为我们提

13、提供了包包括施工工过程、施施工变更更，采购购等不同同内容和和深度的的更为完完整的数数据资料料。我们们认为，这这两因素素的叠加加，是我我们能够够按照HHLODD方法进进行项目目实施的的关键所所在。5、BIMM软件架架构体系系按照上述BBIM设设计思想想，考虑虑到项目目特有的的工业、民民用以及及偏重开开发和基基础设施施建设的的特点，我我们对整整个业务务流程和和应用进进行了详详细的梳梳理，并并初步选选定主体体采用BBenttleyy相关软软件，并并辅助以以其它软软件共同同实现工工程建设设和BIIM目标标的软件件架构方方案。下下图5-1是我我们对业业务进行行梳理的的结果，图图5-22是我们们典型专专业

14、涉及及的软件件体系结结构。图5-22软件体体系架构构图从这张图上上我们可可以看到到，我们们采用了了这样的的组织体体系：以PROJJECTTWISSE为协协同业务务平台，解解决单位位和专业业间的协协同问题题和“一一源多维维”的人人员、界界面和维维度管理理，同时时也实现现对过程程的管理理和控制制。以MicrroSttatiion为为基础图图形平台台，解决决多业务务和部门门的数据据交互问问题以工作空间间、标准准、项目目等Beentlley所所特有项项目组织织管理思思想，处处理我们们面临的的工业、民民用标准准化、模模型和数数据一致致性问题题以Poinnttooolss和Deescaartees解决决点

15、云应应用和点点云模型型化方面面的问题题利用GEOOKAPP和PoowerrCivvil解解决总图图场地和和道路布布置问题题以ABD、PProSStruuctuurall、Sttaadd以及其其它工具具软件解解决建筑筑结构的的模型、信信息、分分析等建建筑结构构以及BBIM生生产问题题。以OpennPlaant来来解决项项目的风风、水、气气等介质质供应和和管线综综合问题题以ABD、BBRCMM和SuubSttatiion来来解决电电气布线线、电气气设备设设施布置置方面的的问题。同时平台也也为其它它第三方方软件提提供了条条件，来来支持包包括规划划方案、绿绿建分析析等相关关应用的的实现。6、BIMM实

16、施6.1 利利用软件件手段辅辅助工程程项目相相关需求求的实现现激光扫描是是解决现现场数据据测绘的的重要手手段之一一，通过过激光扫扫描技术术的应用用，我们们不仅可可以节省省大量的的人工测测绘成本本，而且且在某些些特定的的危险环环境和场场所，激激光扫描描技术还还可以代代替传统统的人工工作业，减减少安全全风险；同时采采用激光光扫描还还可以比比较全面面和真实实地反映映全局和和各相关关细节，这这是传统统人工作作业无法法比拟的的。首钢国际在在激光扫扫描技术术应用方方面积累累了大量量的技术术经验，在在西十冬冬奥广场场项目以以及首钢钢园的开开发中大大量应用用激光扫扫描技术术，进行行现场测测绘、数数字复原原以及

17、历历史存档档等方面面的工作作，并形形成了容容量庞大大的相关关点云数数据。本本工程项项目中的的以激光光扫描技技术为核核心的西西十冬奥奥广场测测绘技术术及其应应用，就就取得了了20116年北北京市科科技进步步奖。结合测绘和和设计专专业的需需求，合合理利用用点云数数据，完完成相关关工程支支持，是是我们BBIM项项目实施施的一个个重要议议题。与一般的BBIM设设计不同同，我们们专门针针对历史史图纸（蓝蓝图）进进行了BBIM翻翻模（以以下简称称为蓝图图模型）。而而之所以以这么做做，其最最主要的的原因，是是因为这这个改造造项目对对现状具具有很高高的真实实性和依依赖性要要求（内内部楼层层的结构构设计要要求与

18、现现状的环环状筒体体具有高高度的楔楔合性），我我们需要要了解真真实现状状与历史史蓝图间间的差别别。为此项目团团队多次次与Beentlley北北京办公公室的相相关技术术人员讨讨论，并并协调了了Benntleey美国国总部的的相关技技术支持持力量，不不仅成功功地完成成了点云云数据与与蓝图模模型间的的差异化化分析，也也实现了了对相关关进出场场的施工工设备的的动态碰碰撞检查查验证，从从而为工工程项目目的开展展提供子子大量的的一手数数据和分分析资料料。点云云技术应应用见图图6-11.s图6-1 点云技技术应用用为了解决概概念设计计过程中中的场地地数字化化模型和和第三方方概念设设计软件件的数据据交互问问题

19、，我我们还组组织了基基于GEEOPAAK和PPoweerCiivill的数字字化场地地模型和和道路模模型，并并将相关关的概念念设计方方案处理理成我们们可用的的数据结结果进行行分析检检查。相相关的概概念设计计和场地地应用见见图6-2图6-2 场地应应用、规规划方案案的数据据数据交交互按照整体建建筑规划划要求，我我们要在在六个筒筒状结构构中建立立一系列列不同标标高、功功能和使使用特点点的楼层层结构，这这对我们们的结构构设计提提出很高高的要求求。不同同于一般般的民用用建筑，我我们的项项目中大大量采用用了钢结结构环梁梁，开孔孔、网格格等方面面的技术术，这些些技术的的应用，不不仅对我我们前面面提到的的现

20、状数数据准确确性提出出了很高高的要求求，也对对相关设设计和实实施提出出很高的的要求，我我们采用用以ABBD为基基础的建建筑结构构设计，辅辅以Prro-SStruuctuurall详图技技术，基基本解决决了钢结结构模型型和算量量等方面面的问题题，相关关结构设设计见附附图6-3图6-3 结构模模型与碰碰撞检查查管线综合是是本项工工程的另另一个重重点，我我们的管管线综合合不仅包包括建筑筑内部的的，也包包括建筑筑外部的的。而且且涉及现现有管线线和新增增管线两两部分。OOpennPlaant的的IL线线驱动的的管线布布置技术术，可以以方便地地帮助我我们实现现管线的的快速布布置与调调整，而而且相关关模型和

21、和属性分分类技术术也更符符合运维维管理的的需求，因因此本项项工程中中我们采采用了以以OpeenPllantt为主，AABD HVAAC为辅辅助的管管线综合合应用，来来满足项项目提出出的环状状布管，管管线位置置快速调调整以及及相关专专业布置置等方面面的要求求。管线线布置应应用见图图6-44图6-4 管线综综合应用用6.2 模模型和数数据的构构件化和和颗粒化化BIM技术术发展到到今天，在在很大程程度上已已经摆脱脱了传统统意义的的模型重重现，更更多地向向着专业业和体系系化应用用方向发发展，而而这其中中模型能能否被最最终用户户接受和和应用，则则是BIIM价值值的真正正体系。这这一方面面取决于于用户的的

22、接受程程度，同同时也取取决于BBIM的的成果水水平。而而体现这这一成果果水平的的方法，除除了运维维阶段的的支持工工具和平平台外，最最核心的的还是与与运维阶阶段需求求和相关关业务平平台相对对应的BBIM的的文件、模模型和数数据的组组织方式式。对于西十冬冬奥广场场一期而而言，我我们采用用了以构构件化和和颗粒化化模型和和数据为为核心的的文件和和模型生生产组织织，就是是想从源源头上实实现我们们的一源源多维应应用技术术。在首钢总公公司和开开发部的的支持下下，我们们协调和和整合了了规划、设设计、采采购、施施工以及及运维需需求等方方面的信信息和数数据，采采用了以以专业为为基础，以以维修、备备件、零零件、构构

23、件、部部件为主主要目标标的模型型单元化化技术，辅辅以系统统、区域域、建筑筑、楼层层、标高高等文件件划分体体系，初初步实现现了模型型和数据据的最小小化目标标，该项项目的最最小数据据单元甚甚至达到到了某个个传感器器上的继继电器这这样的精精度。需要说明的的是，我我们这里里所说最最小数据据单元，并并不完全全对应最最小模型型单元，而而是结合合了维修修管理等等方面的的特点所所划分的的最小信信息和属属性单元元以及模模型单元元的组合合。例如如对于一一个传感感控制器器而言，我我们真正正维修的的时候一一般是整整体更换换的，那那么我们们的最小小模型单单元就按按传感控控制器进进行划分分；但其其中会涉涉及到与与电气和和

24、自动化化相关联联的继电电器数据据指标，这这个指标标在未来来的运维维管理中中会作为为一个额额定和控控制指标标体现出出来，那那么我们们的信息息和属性性部分就就将这部部分数据据补充进进去，这这样的结结果，我我们就把把它称作作最小数数据单元元。另外，在西西十冬奥奥广场项项目中，我我们也和和其它单单位一样样面临着着于不同同业务阶阶段模型型精度发发展的渐渐进过程程，但由由于西十十冬奥广广场BIIM并不不是单纯纯的设计计阶段提提供的BBIM成成果，因因此，我我们可以以在整个个项目的的实施过过程中不不断地细细化和完完善相关关模型和和数据，这这是我们们这个项项目区别别于其它它项目的的独有管管理优势势；同时时，也

25、是是我们能能够从项项目开始始就采用用颗粒化化数据模模型的重重要保证证。6.3 一一源多维维的实现现构件和颗粒粒化模型型技术为为我们提提供了“积积木”所所需的最最小单体体，如何何把这些些“积木木”个体体组织成成满足不不同业务务需求的的对应模模型，则则是实现现我们一一源多维维的另一一个重点点。ProjeectWWisee技术除除了为我我们提供供多用户户管理外外，还为为我们提提供了文文件间的的关系组组织和管管理。而而参考文文件、超超模型则则让我们们可以从从文件内内部形成成对不同同文件的的组织和和管理，这这不仅包包括传统统意义上上的空间间定位，也也包括跨跨数据格格式的文文件拓展展和关联联。通过过这些技

26、技术的合合理应用用，我们们初步实实现了一一源多维维中的多多维度模模型和数数据的组组织。对于不同模模型、数数据以及及文件间间的相互互关联性性，如故故障点分分析中常常用的溯溯源技术术，上下下游关联联以及影影响范围围分析等等方面的的应用，目目前正在在进一步步的探索索和二次次开发中中。6.4 多多格式数数据处理理由于规划模模型采用用第三方方数据格格式，分分析、绿绿建、精精装修、景景观等对对口专业业和业务务单位采采用的也也不是我我们统一一的平台台，在数数据方面面对我们们的项目目提出了了更高的的通用性性要求。为为此我们们一方面面依靠软软件本身身所能提提供的方方式进行行数据转转换，同同时也与与第三方方合作，

27、采采用了包包括对文文件内部部相关内内容、要要素和数数据进行行分类提提取等不不同技术术手段对对数据进进行格式式化处理理。为了使相关关处理工工作可以以更为方方便，我我们在模模型生产产和数据据组织过过程中注注意使用用图层、颜颜色、线线型等图图元自身身所具有有的不同同属性特特征进行行了预划划分工作作，特别别是采用用了以系系统为核核心的基基于LOOD技术术所形成成的要素素分类进进行了相相关模型型生产过过程中的的图层、颜颜色方面面的控制制，从实实际使用用情况来来看，确确实起到到了事半半功倍的的良好效效果。6.5 GGIS、BBIM一一体化探探索前面我们谈谈到了以以图层、颜颜色、线线型为基基础的要要素内部部

28、分类，这这个分类类过程，我我们也大大量参考考了GIIS业务务中常用用的模型型和数据据划分的的一些知知识和方方法。特特别是在在管线技技术方面面，通过过其它项项目的验验证，我我们所采采用的的的划分方方法，对对于三维维GISS、BIIM数据据交互和和管线驱驱动具有有相当的的实用价价值。不仅如此，我我们后期期正在组组织和实实施的BBIM与与GISS的融合合，也是是基于上上述分类类方法进进行的。我我们认为为提前选选择符合合GISS业务特特点，并并与BIIM技术术相适应应的管理理和控制制方法，是是保证BBIM、GGIS融融合实现现和合理理控制二二次开发发成本，减减少开发发不确定定性风险险的重要要保证。7、主要成成果西十冬奥广广场一期期BIMM技术，是是首钢国国际探索索全流程程BIMM支持与与数据生生产的重重要支撑撑项目之之一。首首钢国际际通过这这个项目目的实施施，探索索了基于于BIMM技术的的测绘、规规划、设设计、采采购支持持、施工工支持、运运维支持持等方面面的工作作。得益于首钢钢总公司司相关业业务组织织流程和和方案，首首钢国际际具备了了以HLLOD