要：首届“龙图杯”全国BIM（建筑信息模型）大赛三等奖获奖项目：中国建筑科学研究院科研试验大楼全生命周期BIM应用。本届大赛详情请关注第二届“龙图杯”全国BIM大赛官方网站。　　　　

一、项目背景１、项目名称：中国建筑科学研究院科研试验楼
２、项目类型：办公楼 
３、实施单位：中国建筑科学研究院 建研科技股份有限公司
４、相关软件应用：　　Autodesk Revit Architecture
　　Autodesk Revit Structure
　　Autodesk Revit MEP
　　Autodesk Navisworks
　　Autodesk Ecotect Analysis
　　Autodesk Design Review
　　Lumion 2.5 
5、BIM应用评价与反馈：　　“BIM技术是工程建设全生命周期的应用，贯穿规划、设计、施工、运维乃至改造拆除，BIM技术不只在设计阶段带来革新，更要在施工管理，运维阶段得到充分的利用，信息应该被传递，应该发挥更大的价值。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院   赵静平

　　“就BIM来说，Modeling只是一个理念，理念离不开技术支撑，否则，纯属空谈泛论，这一切终将回归Model——这个BIM的技术实质，因为Modeling理念的实现都是基于或围绕Model本身而进行的应用研发。而作为BIM的应用也不应囤于3D可视化和碰撞检查，这些只是“已有软件+程式化操作”。BIM的Model价值应体现于整个产业链、尤其是施工领域，应在其上整合已有的平台技术和软件技术，并进行具有扩展性探索和研发，或许这也是实施建研院科研楼BIM项目更为深层的意义所在。”                      
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院   王求是

　　“如果把散沙似的的各个建筑参与方比作一颗颗璀璨的珍珠，那么BIM就像是一条闪闪发光的金线，将颗颗珍珠串联在了一起。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院　林永超 
　　“我觉得BIM在项目协同工作中的作用是很大的，可以让各个专业实现协同工作，可以使数据实时修改，实时更新，是一个很好的平台。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院   曹　乐
　　“从设计和施工层面讲，bim技术的应用可以减少变更，保证施工进度。从而节省建筑成本。BIM技术的广泛应用将是中国建筑业的发展方向和趋势。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院　应春颖
　　“运用BIM工具进行协同设计，即时生成三维模型，在我们的项目过程中提供了一个很好的沟通平台，极大的缩短了沟通交流成本。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国建筑科学研究院　左小英

二、正文

　　　　　　　　　　　　　中国建筑科学研究院科研试验楼

　　项目概况：　　中国建筑科学研究院科研试验楼项目位于北京市朝阳区北三环东路，由中国建筑科学研究院投资兴建。建筑物高79.98米，总建筑面积64508平方米，地下四层，地上二十层。科研试验楼彼邻中国建筑科学研究院主楼，两楼间过渡采用中庭连廊，外墙采用陶板、铝板及高透玻璃幕墙，与办公主楼风格一致，浑然一体，具有浓郁的现代感。

图1 中国建筑科学研究院科研实验楼

　　BIM项目目标：　　1、基于现有的BIM软件技术，探索BIM于项目全生命周期的应用，具体内容：分别建立和完善设计、施工、运维三阶段的BIM模型(竣工模型含局部精装修)；基于BIM模型，完成并展现相应阶段的关键应用，包括：三维可视化，碰撞检查，性能分析，施工模拟，运维分析等。

　　2、建研院主持和承担着若干BIM的标准制定和课题研究，本项目实施是科研课题的组成内容，一方面为相关课题提供实践案例，另一方面解决自主软件与主流BIM软件数据接口，为探索基于BIM理念的整体软件解决方案做铺垫。

　　BIM项目实施：
　　BIM团队与设计团队并行，依据设计团队提供的图纸完成各专业基础模型的建立，基于模型进行各专业查错；再依据设计团队的信息反馈进行模型调整。
　　在此之前制定符合设计院出图标准的样板文件，以期最终完善的BIM模型能达到施工图出图深度。

　　样板文件定制

　　标注文字大小字体的设置

　　建筑模型搭建

　　建筑平面图深化

　　机电模型搭建

 　　机房深化

　　优化后的管线排布　　综合体项目管线尤其复杂，特别是机房和出机房的走廊处，通过将机电各专业的模型按施工图建立，发现大量碰撞。
BIM团队基于三维的BIM模型配合施工方，考虑施工安装具体要求，对走廊处管线经行优化排布。

　　碰撞处：

　　调整后：

　　碰撞处：

 
　　调整后：

　　碰撞处：

 
　　优化后：

　　幕墙的精细化建模　　在幕墙的模型制作中，我们根据幕墙设计图纸，精细化建模，将幕墙的陶板、铝板、双层玻璃及机械固定装置都以族的形式建立出来。深知将陶板的镂空分割都用空心剪切的方式制作出来。这样不但模型达到施工图深度，同时工程量也是非常的准确。

　　设计阶段的BIM应用，主要体现：　　1、基于BIM模型的可视化应用：减少设计中的“错漏碰缺”，设计人员之间的理解和沟通更加便当，方案更改和优化更加高效。
　　2、基于BIM模型的管线综合：就复杂管线的关键部位，制定合理的碰撞规则，依据检查报告发现、纠正并优化管线路由，将所有碰撞问题解决于施工之前。

　　施工阶段的BIM应用，主要体现：　　1、施工方案优化： 本项目施工现场非常狭小，给施工作业带来不确定因素。施工方参照BIM团队提供的包括塔吊，基坑支护，桩基础及锚杆支护等内容的施工模型，进行分析论证，并制定出合理的施工(场布)方案。
　　2、施工工艺模拟：对于一些重要的施工环节或新施工工艺进行模拟和分析，以使项目管理方能够非常直观地了解安装过程中的难点和要点，提高计划的可执行性。

施工模型-锚杆支护

 
施工模拟-滑模工艺

　　基于revit平台的PKPM-4D施工进度开发

　　很多用户在进行进度管理时，依靠进度管理软件对项目进行管理，而进度管理软件并没有与建筑模型关联，由此带来的问题是进度管理空洞，建筑模型没有用武之地。为解决建筑模型与进度管理脱节的问题，中国建筑科学研究院研发了PKPM-4D施工进度管理平台，并应用于此项目。
　　主要功能有：
　　1、现有进度计划展示
　　可导入用户编制好进度计划，平台能导入用户编制的进度计划，支持常用进度软件和本公司的进度软件。

进度计划展示

　　2.、建筑模型展示
　　目前市场上有多种建模软件，如：Revit、Archicad、Magicad等。主流建模软件均能支持IFC格式文件的导出，因此，本管理系统能导入IFC格式的文件，在系统中形成建筑模型，方便用户的使用，免除了用户每次应用时需要打开多个系统的问题。
　　3、建筑构件与进度计划的双向关联
　　以往的进度计划，展示的是工序或者作业的各项时间参数，且没有与具体的建筑构件相关联。在本平台中，通过分析场地布置与施工进度之间、各种施工设施之间、材料供给与需求之间等诸多复杂的依存关系，将3D场地模型和施工进度计划链接起来，建立场地4D模型，实现了3D场地模型与进度软件之间的双向据交流和反馈，从而保证了场地布置与施工进度在时间和空间上协调一致。本平台独有的建筑构件与进度计划实时关联的功能，使得建筑模型能根据时间节点方便快捷地动态展示建筑物的建造过程。

建筑构件与进度计划相关联

　　4、4D施工动态模拟
　　通过将3D场地模型与施工进度计划关联，生成4D模型，可以对施工过程和场地状况进行4D动态模拟。4D动态模拟形象地反映了施工过程和场地状况，而且模拟过程是可逆的。通过对工序、日期的选择，可直观展示工程进展情况。通过查询施工设施名称、类型、型号以及计划设置时间等属性，使场地布置与施工进度相对应，形成4D动态的现场管理。

4D施工动态模拟

　　5、实现计划与实际的对比
　　以往的进度计划软件，注重的是计划的制定。本平台中，在进度计划的基础上，根据各工序的完成情况，能实时录入各工序的实际开始时间和实际完成时间，并且完成情况能在三维建筑模型中以不同颜色展示对比，使得进度控制更形象。

计划与实际的实时对比

　　6、便捷按工序按日期查询
　　能方便的选择具体的工序和时间节点，查看对应计划工作内容，并在模型中演示该时间节点的工作内容在模型中的具体位置。
 

便捷地查询方式

　　本平台整合工程项目全过程信息，将施工场地及设备、设施的3D模型与施工进度计划相连接，建立施工场地的4D模型，实现施工场地布置可视化和各种施工设备、设施的动态管理，有助于实现施工管理和控制的信息化、集成化、可视化和智能化。

　　项目应用总结：　　首先本项目在现阶段的应用主要是基于现有的BIM技术，进行设计和施工阶段的部分应用包括：设计标准制定，三维可视化，精细化建模，碰撞检查，性能分析，施工模拟等。
　　在施工阶段，结合施工和运维的需求，进行分析，进行二次开发。如基于revit平台的pkpm-4D进度开发。
　　最后完成一个完整的竣工模型，用于后期运维，并将根据运维需求进行具体的开发应用。
　　本项目是对BIM技术深入应用的积极探索，对今后的工作有很重要的指导意义。

中国建筑科学研究院科研试验大楼全生命周期BIM应用