超高层BIM创新应用

新华之星BIM创新应用CONTENTS01工程概况02BIM技术应用成果03BIM精细化管理04BIM应用效益和创新目录05BIM人才培养、标准发布工程概况01项目概况、企业背景工程重难点多参建方BIM协同沟通实施架构企业级BIM云管理平台BIM团队简介1.1项目概况

新华之星，位于成都高新南区，美丽的锦江河畔。本工程包括两栋超高层A、B座塔楼、裙房及4层地下室。塔楼建筑高度176.7m，地上为42层，总建筑面积约22.6万m2。两栋塔楼作为集团的总部办公楼。塔楼的造型比例优圆润优美，整体形成“灯塔”的形象，寓意为“文化的高地，行业的灯塔”，成为成都市新的城市地标。该工程荣获中国建筑质量最高奖-鲁班奖。新华之星，结合自然通风系统，在建筑内部形成可循环的“绿肺”，自我调节楼宇的物理环境，减少对中央空调的使用，降低建筑能耗从而实现绿色低碳的办公环境。“竹简”作为表皮设计的肌理，运用连续折窗系统，既结合了收分立面处理又呼应了文化传达，更节约了建造成本，是建筑艺术、施工工艺双方高度智慧的结合典范。土建工程：难点：结构类型多，结构复杂，工程属超高层建筑对机械设备要求高，混凝土筏板超厚4.8m，圆柱的尺寸大(1700mm)而繁多，施工质量控制难度大。BIM解决措施：将BIM模型导入放样机器人，提取三维空间坐标数据，辅助测量定位。机电工程：难点：本项目机电各专业管线众多，安装空间狭小，管道优化排布工作量大，质量要求非常高。BIM解决措施：利用BIM管线综合调整技术，优化各区域管线排布方式，确保完工美观并满足使用功能需求。。幕墙工程：难点：超高层塔楼及裙房幕墙为鳞片式折板、隐框玻璃幕墙分格尺寸规格为2000×4000mm，整体外观为渐变曲线，测量与加工精度要求极高

。BIM解决措施：建立工业级参数化BIM模型，与数字化加工技术相结合，实现自动排版精确下料加工。钢结构工程：难点：本工程钢结构在设计上，型式独特，结构跨度大。另外构件在吊装过程中因自重产生的变形、因温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形等造成的误差累积，控制难度大。

BIM解决措施：利用BIM技术模拟钢结构拼装和提升施工过程，结合有限元分析确保安全性。机器人空间测量确保安装精度。1.2工程重难点幕墙土建机电钢结构1.3企业级BIM云协同管理平台基于云平台的BIM应用三级联动协同管理组织架构中国五冶集团企业级BIM基础数据管理系统EDS1.5多参建方BIM协同沟通实施架构业主监理设计院施工方技术系统BIM应用质量系统BIM应用安全系统BIM应用物资系统BIM应用经管系统BIM应用工程系统BIM应用总图专业BIM设计建筑专业BIM设计结构专业BIM设计暖通专业BIM设计给排水专业BIM设计电气专业BIM设计中国五冶集团基于大数据的多参建方协同管理系统EDS各专业模型间上下游在线互提资料模型设计校对审核审定参数化设计（方案、初设、施工图）BIM模型辅助出图协同设计（错漏碰缺在线预警）本项目的总承包商，协调沟通设计院、施工单位等所有参建方，确保BIM技术为项目建造全过程支撑服务。同时依托互联网、云计算实现信息互联，将项目管控要素和BIM技术有机结合，建立信息一体化的四方协同工作机制，打通项目各阶段、各区域的数据链，汇聚企业持续型数据库，让项目管理获得智慧生命，实现建筑业+互联网管理。可视化交底节点优化方案比选质量控制样板策划资料管理危险源识别安全巡检测量放线数字加工碰撞检测管线综合远程监控多算对比材料精细化进度管理产值统计热、日照、能耗、声学、数据分析分包劳务BIM技术应用成果BIM软硬件配置土建BIM技术应用钢结构BIM技术应用机电安装BIM技术应用幕墙BIM技术应用BIM软件数据交互022.1软硬件配置名称硬件配置型号数量（台）BIM云平台基于集团BIM云服务器实施综合管理1移动工作站CPU型号：酷睿I7-4900MQ显卡：NvidiaQuadroK4100M内存：16G主板：IntelQM87硬盘：256G2.5英寸SATA固态硬盘1戴尔台式电脑XPS8920处理器:英特尔酷睿i7-7700@3.60GHz显卡：戴尔GTX1060（6GB）内存：16GB（海力士DDR42400MHz）主板：戴尔0VHXCD硬盘：ConnerCP03256GB固态硬盘6移动端尺寸：9.7英寸；分辨率：2048×1536；核心数：三核心；处理器：苹果A8X；系统内存：2GB；存储容量：16GB；30序号软件名称软件作用1LubanArchitecture土建建模2LubanSteel钢筋建模3LubanMEP机电安装建模4AutodeskRevit施工图正向建模，场平布置5NavisworksManage施工模拟，软硬空间碰撞检测等6Rhino幕墙参数化建模软件7SAP2000有限元计算分析8LubanExplorerBIM云数据浏览中心平台9LubanPlan工程进度管理平台10LubanGovern造价成本数据分析平台11Lubanworks多专业数据集成应用平台12LubnaView移动端协同管理BIM团队硬件配置BIM团队软件配置2.2BIM软件数据交互各专业模型通过PDS格式上传至公司BIM云平台，通过创建工作集，可任意选择两个专业以上的模型在BIM平台上进行合并。实现小前端，大后台的应用方式，突破单个软件与单机应用的局限性，提高数据交互的效率与准确性。LubanExplorerLuban

SteelLuban

ArchiRevitRhinoTeklaLubanTrans_RevitLubanTrans_Tekla所有专业合模模型LubanPlanLubanGovernLubanWorksLubanViewLuban

Mep2.3BIM模型变更与维护管理制度机电管线优化与模型变更维护指导现场施工与模型变更维护2.4集团建立BIM建模及应用统一标准流程2.4集团建立BIM建模及应用统一标准流程2.4集团建立BIM建模及应用统一标准流程2.5土建BIM技术应用2.5.1BIM放样机器人辅助异形结构柱空间定位由于本项目结构类型多，结构复杂，工程属超高层建筑对机械设备要求高，混凝土筏板超厚4.8m，圆柱的尺寸大(1700mm)而繁多，施工质量控制难度大。

项目采用BIM技术结合放样机器人，通过LEICA插件在revit模型布置四个测量控制点及外围轮廓折点坐标点，并导出dxf和xml数据。坐标数据导入徕卡全站仪，仪器读取模型数据自动捕捉棱镜，完成异形建筑外围轮廓折点放样，将每层放线时间从8小时缩短至1小时。为结构施工保证了精度，节省了工期。提取点位坐标数据数据导入全站仪自动捕捉棱镜2.5土建BIM技术应用2.5.2BIM指导钢筋施工通过BIM钢筋模型生成钢筋骨架图，出具钢筋下料单指导钢筋加工车间进行加工，管理人员在施工现场直接利用移动终端查看模型中的钢筋排布，对现场钢筋绑扎施工进行检查。指导、检查现场钢筋下料指导、检查现场钢筋绑扎软件导出钢筋下料表2.5土建BIM技术应用模拟安全楼梯通道模拟主体施工、二次结构施工2.5.3利用BIM进行虚拟样板模拟：施工样板示范区是公司项目的标准化动作，平面施工图方案很难将施工样板区形象完整的表现出来，利用BIM技术，将施工样板的所有细节提前设计，完整展示，能够帮助技术人员提前做好样板策划，同时也能节约实体样板的经济投入，确保施工质量，降低施工成本。最后通过revit出具平面、立面、剖面施工图在现场标准化实施。2.5土建BIM技术应用2.5.4利用BIM进行砌体优化排布：先对墙体进行编号，点击砌体排列图，对砌块规格、灰缝、底部导墙、顶部填充高度、排列原则、构造柱马牙槎等参数进行设置。导出DWG图纸、并点击报表，输出砌体工程量。基于BIM技术的材料精细化管理，节约材料，精准计算每一层每一施工区域的垂直运输工程量，避免材料与人工的浪费，实现绿色施工。2.6钢结构BIM技术应用2.6.1钢结构结构拼装方案模拟：

本工程钢结构在设计上，型式独特，结构跨度大。另外构件在吊装过程中因自重产生的变形、因温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形等造成的误差累积，控制难度大。

利用BIM技术模拟钢结构拼装和提升施工过程，结合有限元分析确保安全性。机器人空间测量确保安装精度。采用BIM模型对整个拼装过程进行动画模拟，熟练拼装流程，对施工工人进行可视化交底。2.6.2钢结构节点深化设计采用Tekla软件对钢结构进行深化，建立构件级BIM模型，大大提高了详图设计人员的工作效率，通过深化设计的BIM建模过程，将加工工艺要求，焊接形式等信息直接在模型中反映，在完成构件图的同时生成相应的零件图用于加工制作。2.6钢结构BIM技术应用从Tekla到钢结构项目板套料2.6钢结构BIM技术应用（本页有一段精彩的动画视频，请播放PPT）2.6.3数字化加工将构件拆分形成的零件图，导入数控排版软件FastNEST，用于自动化切割，提高施工效率，降低材料损耗率（从4%降到2%）。2.6钢结构BIM技术应用2.6.5空间桁架安装受力仿真分析：立体钢结构不规则桁架体系受力复杂。利用midas.v800中对整个施工过程模拟模块进行分析。计算工况需要根据施工实际情况做适时调整，指导项目实施。利用BIM技术对桁架结构及提升架关键节点进行有限元分析，确保结构安全可靠。2.6.6空间钢桁架结构同步卸载：整个钢桁架由92个支撑点进行支撑，各个支撑点位受力各不相同，且任意一点支反力发生变化将影响其他点位的支反力。利用BIM模型对整个屋盖受力分析，进行卸载施工模拟，确定最佳的卸载方案。2.6钢结构BIM技术应用（本页有一段精彩的动画视频，请播放PPT）2.7.1幕墙BIM参数化设计新华之星幕墙工程，整体外观为双曲渐变曲线，测量与加工精度要求极高

。超高层塔楼及裙房幕墙为鳞片式折板、隐框玻璃幕墙，分格尺寸规格为2000×4000mm

。近万块幕墙，排版施工精度要求极高，GrasshopperforRhino实现了复杂逻辑下的参数化建模，成功地实现幕墙施工现场精准排版。2.7幕墙BIM技术应用2.7.2BIM支撑幕墙工程数字化加工利用BIM模型将每一块蜂窝铝板的加工尺寸出具详图，交于加工厂精准加工，大大提高了蜂窝铝板的安装效率和安装精度，蜂窝铝板的环向误差控制在2mm以内，径向误差控制在1mm以内，铝板之间的间距控制在3mm以内，相邻铝板间的高差严格控制在0mm，达到了良好的效果。2.7幕墙BIM技术应用2.7.3幕墙龙骨定位通过BIM技术进行空间三维放样，生成每一道横向龙骨端部的矢量坐标，确定每个龙骨外立面上的安装高度以及加工尺寸，从而约束横向龙骨的安装位置。龙骨安装误差均控制在10mm以内，龙骨三系安装坐标误差均控制在5mm以内，达到了良好的效果。2.7幕墙BIM技术应用（本页有一段精彩的动画视频，请播放PPT）2.7幕墙BIM技术应用（本页有一段精彩的动画视频，请播放PPT）2.7.4利用BIM技术对曲面幕墙的安装过程进行可视化交底，让交底的内容更加直观，让施工工艺的执行更加彻底。2.8基于BIM技术的机电安装创新应用2.8.1碰撞检查利用工作集碰撞检查发现安装各专业存在碰撞问题，调整完成后，再与土建等进行碰撞、进行调整，共计碰撞点343个。碰撞报告包括：1.碰撞编号；2.碰撞点截图；3.碰撞构件名称；4.具体位置；5、设计院回复意见。各专业碰撞模型自动生成碰撞报告2.8.2净标高检查利用BIM技术，通过净高检查进行净高分析，输出报告，确定区域内最低净高，定位净高不足区域，为施工提供准确的高度参考。此为负一层停车场区域梁下净标高距地2690，机电安装在原始设计标高要求上整体提高了100mm。净高检查优化后2.8基于BIM技术的机电安装创新应用各专业净高检查净高检查优化前2.8基于BIM技术的机电安装创新应用2.8.3管线综合优化排布针对各专业间的碰撞问题及时组织召开管线协调会议，确定基本的排布原则，采用综合支架的最佳方案，管道布局合理，增大使用净高，整体观感质量优，多次召开建设、设计、监理、总承包、施工班组五方评审会，确认无误后各方会签认可，并据此出具剖面图对班组进行交底，指导施工。给水排水、暖通、强电、弱电、消防等专业管道优化排布综合支架优化排布，采用共用支吊架，加快施工进度，节约成本2.8.4管线综合优化排布针对各专业间的碰撞问题及时组织召开管线协调会议，确定基本的排布原则，采用综合支架的最佳方案，管道布局合理，增大使用净高，整体观感质量优，多次召开建设、设计、监理、总承包、施工班组五方评审会，确认无误后各方会签认可，并据此出具剖面图对班组进行交底，指导施工。先大管后小管，先上层后下层管线，避免了后道工序受前道工序阻滞空调机房管道繁多，安装空间狭小，优化排布后，加快施工进度2.8基于BIM技术的机电安装创新应用2.8.5孔洞预留依据综最终合管线排布模型和形成的预留孔洞检查报告的结果，开展砌体预留孔洞管理。其中地下室部分共发现预留孔洞错误或漏留189处，地上部分共发现预留孔洞错误或漏留1500处，避免大量返工，减少人、材、机损耗，同时避免了工期损失。6、质量理预留孔洞缺失举例：轴网：5轴100mm/F轴2150mm构件1：砼外墙(H=-6300～1600mm)构件2：送风管-1250*350(底标高=3700mm,顶标高=4050mm)孔洞缺失：已解决2.8基于BIM技术的机电安装创新应用2.8.6输出深化设计剖面图利用BIM模型输出经过二次深化设计满足施工要求的剖面图，平面图，交予施工班组，改变了传统二维图纸难以理解设计院意图、难与施工班组技术交底、难安装施工的困境，并能指导管线综合支架的制作。2.8基于BIM技术的机电安装创新应用输出深化设计后的剖面图2.8基于BIM技术的机电安装创新应用机电管道安装现场讨论机电施工工艺质量样板展示BIM精细化管理BIM辅助经营采购管理BIM辅助进度管理BIM辅助技术管理BIM辅助质量、安全管理033.1BIM辅助经营采购管理3.1.1精准算量、材料采购

在BIM云平台，集成公司的经济技术指标，为项目经营提供实时数据支撑；将收入价与成本价导入进行分析，严格控制亏损项，充分经营盈利项；将BIM模型关联时间、成本进行BIM5D管理，进行经营采购相关数据的快速查询，快速提取材料计划，自动生成本月实际完成工程量及进度产值，制定精确的物资计划，精准采购，降低库存，减少资金占用量，实现成本精细化管理水平。3.1BIM辅助经营采购管理3.1.2多算对比基于集团云管理平台按施工进度快速提取工程量，利用BIM模型进行施工图预算、目标成本、实际成本多算对比，分析偏差原因，进行动态纠偏，全面审核工程部材料计划。项目部在材料管理方面，每月基于BIM模型审核材料计划，分析实际用量，严控材料出口量。3.2BIM辅助工程进度管理3.2.1项目部将BIM模型与进度计划相关联，构件赋予时间属性，直观得反映出实际进度与计划进度的偏差，及时迅速调整人员、材料、机械的使用计划进行动态纠偏，使进度管理精细到构件级。设置关键任务提醒，及时提醒施工经理里程碑进度节点。3.3BIM辅助技术管理3.3.1基于BIM模型的图纸会审BIM模型的创建过程，是建筑工程模拟建造的过程，也是图纸的梳理过程，在短时间内按照设计图快速建立模型，及时发现设计图纸问题，并第一时间反馈给甲方、设计院进行修改，提高多方沟通效率，并签字确认图纸会审材料作为施工依据，保证施工质量和进度要求。本项目通过BIM技术辅助图纸会审，发现建筑、结构、机电等专业图纸问题共计338项。3.3BIM辅助技术管理3.3.2基于BIM三维可视化交底利用三维模型进行BIM可视化交底，解决在二维图纸中很难发现的问题，使施工班组更清晰明了、简单易懂地认识钢筋梁柱节点、钢柱钢梁节点等重点难点部位。3.4BIM辅助质量、安全管理3.4.1登录移动端APP：手机移动客户端结合云平台，成功实现工地质量管理、安全管理走向“互联网+BIM”时代。云平台与现场摄像头、平板电脑移动端联合监督工地的质量与安全管理，第一时间检查、整改、回复，实现高效协同。可以使用文字描述和语音描述两种描述方式，降低了使用门槛，方便不同层次的管理人员使用。1、登陆指定账号2、拍照/相册选取照片3、选择工程—楼层—轴线5、问题描述6、完成上传4、选择相关责任人3.4BIM辅助质量、安全管理3.4.2质量、安全协同管理现场安全巡视员通过云平台协同管理，危险源识别、安全预警，第一时间消除隐患。施工现场发现任何质量、安全等问题在第一时间发送至项目管理人员及相关责任方。整改情况也能第一时间进行查看。通过搭建BIM移动应用平台，项目管理人员实时处理施工过程中的质量缺陷和安全隐患，提高各岗位间的沟通效率，加强施工信息化管理水平。3.4BIM辅助质量、安全管理3.4.2本项目的质量、安全云协同管理成为省级观摩工地，吸引大量同行前来参观学习，社会反映强烈，体现了中国五冶集团一流的管理水平。3.4BIM辅助质量、安全管理3.4.3质量、安全透明化管理现场安全巡视员通过iban照片管理即可查看所有质量、安全隐患列表，检查质量、安全隐患是否已整改。集团公司和二级公司可根据在建项目的日常质量检查情况来制定周期质量检查计划，对未整改的质量隐患着重排查，消除在建项目质量隐患。安全隐患整改前安全隐患整改后3.5BIM辅助施工措施管理3.5.1利用BIM技术对项目的地形图、围墙、大门、道路、安全防护、临水临电、加工设施、施工机械等1:1准确布置，精细化管理施工场地。BIM应用效益和创新BIM应用经济效益BIM应用社会效益BIM创新应用044.1BIM应用经济效益4.1.1BIM技术产生总经济效益新华之星项目部借助BIM技术的大数据与信息集成环境，降低了深化设计的难度，为技术创效提供了有力的支持，对缩短施工工期和节省造价有显著的效果。BIM快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确人材机计划提供了巨大的支撑，为实现限额领料，控制消耗提供了关键的技术支持。项目部采用BIM技术在土建、钢结构、幕墙、机电安装等施工方面，应用效果显著，进过物资采购部、经营管理部提供的数据，统计如下：土建产生经济效益118万元；钢结构产生经济效益261.7万元；幕墙产生经济效益107万元；机电安装产生经济效益216万元。直接经济效益：702.7万元（118+261.7+107+216）4.2BIM应用社会效益新华之星项目，借助BIM技术形成的集成管理环境，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。通过BIM-4D模拟检验，保证了施工质量和安全，缩短了工期。通过BIM技术协助集约化管理，实现了绿色施工。减少了资源浪费，实现了技术创效。本工程荣获中国建筑质量最高奖-鲁班奖。通过BIM技术在新华之星项目中的综合应用，为今后超高层项目实施提供了成功经验，有利于BIM技术的推广应用。同时，提升了公司的施工技术水平，为公司“建设世界一流五冶”提供技术支撑，提高了企业的核心竞争力。创新、高效、精细、集约4.3BIM创新应用4.3.1研发工作集模型：我公司根据长期的项目管理需求和多年BIM实施经验，联合鲁班公司共同研发了工作集模式，各专业模型可单独上传至企业BIM平台，通过创建工作集合模，进行碰撞检查。4.3BIM创新应用4.3.2BIM+AR应用（1）在设计阶段：通过将3D模型带进AR中，设计师和建筑师们能够以一个更具沉浸感的方式来评估一个设计的可行性、功能和美感，还可以让客户获得更丰富的查看体验。在这一阶段，通过使用BIM数据和AR眼镜，能够提前发现问题，提出修改方案，并快速地评估新的设计，减少因设计不合理造成的问题。

（2）在施工阶段：在AR中评估BIM模型可以让建筑工人们更快地理解施工的注意事项，比如建筑材料应该放在哪儿，墙应该在哪儿交汇，哪里该安装一个门等等。BIM和AR还可以帮助进行管线布局，比如空调的风道、水管和电气管道等等。通过使用BIM和AR技术，能够大幅减少安装失误，并且建造任务也会更快地被执行。（3）业主运维阶段BIM结合AR能够为项目生命周期的操作和维护环节带来新的价值。AR眼镜佩戴者无需停下手中的工作来查看建筑模型、手册或设备电路图，这些信息可以直接呈现给用户。在维护环节，使用AR将工作指令和工作指导直接传达给AR眼镜佩戴者，能带来工作准确性和效率的提升。通过使用AR眼镜来解放双手，在操作和维护方面，都能够达到对工作的高度简易化，用户能够在无需拿着图纸或翻看手册的情况下查看重要信息。4.3BIM创新应用4.3.3BIM+VR应用运用BIM+VR技术建立“虚拟现实体验馆”，集安全教育、模拟体验、危险识别为一体的安全体验平台。该平台利用建筑信息模型与虚拟现实技术的结合，可以模拟高空、洞口坠落，脚手架倾斜等效果，体验安全伤害的严重性，强化现场工人对安全隐患的认识。4.3BIM创新应用新华之星项目室内精装修标准定位非常高，BIM与智能型全站仪集成放样在施工现场发挥了巨大的作用，精度可控制在3毫米以内，施工质量得到了大大地提高，施工效率也是传统方法的6~7倍。为了将前期现场施工误差对装饰装修的影响降到最低，计划在土建施工结束后对建筑主体进行三维激光扫描，根据三维扫描生成的点云数据可以分析施工偏差，并调整BIM模型。进而可在装饰排版、成品加工等方面进行装饰深化设计。利用BIM技术可视化的装饰方案比选，还可以帮助设计师、业主达到最佳的艺术效果。4.3.4BIM+智能型全站仪的

应用4.4BIM创新应用4.3.5BIM运维信息模型交付在工程竣工时，我司将在现有平台基础上与外部单位联合完善BIM集成交付平台，完成竣工模型全部信息的集成交付，达到业主招标文件中的运维管理需求（所有构件均二维码）。设备运维周期信息关联运维资料关联模型冷冻机房水管平面图冷冻机房水管剖面图4.3BIM创新应用4.3.6BIM技术在总承包单位对设计院设计管理过程的应用：BIM辅助出施工图汽车坡道详图舞台设备埋件详图4.3BIM创新应用4.3.6BIM技术在总承包单位对设计院设计管理过程的应用：BIM辅助出施工图BIM人才培养、标准发布、推广困难与经验教训