河南息县高级中学一期建设项目BIM全过程应用案例

息县高级中学一期建设项目效果图

工期紧张：本项目工期仅为150日历天，在公司同类建筑项目中工期最短。建筑功能复杂且专业单位多，工程的进度计划管理难度高。

工艺复杂：土建结构、装饰装修、机电专业、园林绿化等专业都存在设计节点复杂、施工工艺超常规，有效工期内施工组织难度大。

EPC总承包管理、多专业交叉作业多，协调难度大：本工程为民生工程，EPC项目，工期短、体量大，施工过程需要多专业、多工种的交叉作业，项目管理协调工作难度大。

品质要求高：考虑到项目用途、定位及建设方对品质的高要求。在满足安全适用功能的基础上，工程品质及细节的高标准要求，使得本项目需要采用BIM等手段。在设计和施工过程中进行大量的设计方案比选，施工设计优化和深化工作，以达到设计及施工方案优中选优、一次成优的效果。

内部要求高：顺应公司BIM技术应用全员参与的理念，在项目上进行全员推行BIM技术应用。在施工工期短、体量大及结构形式多的情况下，完成河南省“BIM中原杯”大赛一等奖的创奖工作，争创公司BIM技术应用示范工程。

息县高级中学一期建设项目采用全生命期的BIM应用，实现150日历天准时竣工验收，实现无伤亡事故发生，确保完成与公司鉴定利润的目标，确保获得河南省建设工程“中州杯”奖项、“信阳市绿色施工示范工程及河南省安全文明标准化工地”称号和“河南省BIM中原杯”BIM大赛一等奖等目标。

该项目的BIM应用以解决问题、创造效益、减少浪费为基本出发点，项目各参建单位从项目施工阶段工作入手，采用了一系列BIM技术。

（一）软件及项目管理平台选型

项目以Autodesk公司系列软件为基础软件平台，同时为配合土建、幕墙、装饰等专业的特殊需求，利用各种软件进行建模。最终所有专业模型需要导入广联达BIM5D项目管理平台，对项目质量、进度、安全文明及成本进行动态、实时在线的管理。

（二）组织架构

在施工阶段，项目部专门设置BIM工作站并牵头组织项目BIM工作，对各部门进行BIM工作协调管理，并完成总承包范围内BIM模型深化和BIM各项应用。施工阶段参与BIM技术应用的人数数量为50人。项目BIM工作站组织架构如下图：

（三）实施顺序

在业主方的总体规划下，本项目BIM模型做到完整地流转。项目BIM工作站积极参与设计阶段的BIM模型创建与检查工作，并在设计阶段对模型、装饰装修、安装专业及园林进行化化设计；在施工阶段继承设计阶段BIM模型的深化设计，再次进行施工阶段模型深化、优化工作，完善模型，增加必要过程信息，将模型导入项目级BIM5D管理平台，做到数据实时上传，并与企业级云平台进行对接，实现项目管理数字化、在线化；利用施工阶段模型解决施工现场技术问题、解决安全专项方案的查询、编制问题并利用模型进行装饰装修专业的创优策划设计。

（一）BIM应用准备

BIM建模标准及应用制度

1. BIM建模标准

由于参建方众多，需要统一的管理标准和技术标准对BIM技术应用进行规范，保证BIM工作在不同阶段、不同单位之间协调推进。从项目设计阶段始，公司就制订了BIM建模标准、BIM实施标准等，有效地解决了模型质量差，模型细度不能满足施工管理需求的问题。

2. 制度保障措施

制定BIM技术应用管理制度及BIM5D平台应用管理制度。在制度中明确各岗位BIM技术应用职责，规范BIM日常应用行为，制订详细的奖罚制度，BIM应用考核机制等，主要解决BIM5D管理平台哪些项目用、什么时间用、谁来用、怎样用、用得怎么样等一系列问题。

在BIM5D平台应用方面，主要用奖罚制度来激励、约束施工管理人员使用BIM5D平台；用平台的部分数据分析功能监督施工管理人员使用BIM5D平台；用平台产生的数据来吸引人使用，且认真使用BIM5D平台。

3. BIM人才建设

根据公司的规定，对所有参建单位的参建人员，各层级BIM团队进行内部集中培训并发放资料，特殊岗位人员需参加外部培训机构的学习。项目还通过参加外部交流等手段提高自身BIM技术应用水平，确保项目团队熟练掌握相关软件的使用，具备满足实际工作需要的BIM技术应用能力。

4. BIM硬件配置

为了达成全员应用BIM的目标，项目在软硬件方面为员工进行全面配置，并确保每个部门至少有一台工作站或同级别电脑。针对现场管理工作，项目BIM管理部将所有模型进行轻量化，并定期更新，其他各部门管理人员可以方便导入配备的移动终端，进行模型现场使用。而模型中的信息，也会根据最新的现场需要进行新增和更新，确保模型使用的时效性和准确性。

（二）BIM应用过程

图纸审核及优化：通过全项目的BIM建模，发现图纸问题，整理后进行图纸会审工作，提前发现解决图纸问题63项，与设计院及甲方进行沟通减少25处图纸变更，深化优化设计达到22出，减少因为图纸问题造成的返工、窝工，提高了工效、减少材料和劳动力的浪费，提高图纸会审时间6天，减少图纸会审人员5人。

BIM深化设计：根据项目要求所有专业全面应用BIM深化设计的总原则，以及要求模型与图纸同步提交，保证深化图纸质量和模型的及时性，项目部开展了各专业的BIM深化设计工作。

屋面设计优化及深化：根据本项目屋面设计方案及施工特点，对屋面做法进行建模及方案优化，便于技术交底使用。主要针对屋面落水口、分水线、排水沟的设置进行优化排布，使贴砖位置一目了然，大大降低了项目管理人员与施工人员的沟通障碍。对模型进行各种材料的提量工作，为采购中心提供准确的材料数量及到场时间，间接加快施工进度，并且一次成优。

机电深化：针对部分区域管线复杂，专业多且碰撞交叉严重，进行管线建模、深度优化管线排布及走向，消除碰撞、避免返工、节约成本，合理安排工序，缩短工期。

碰撞检查                                                   优化出图

针对管线集中区域，对管道支吊架提前进行设计优化，利用MagiCAD软件，进行支吊架的校核、出图及材料明细，确保施工方案的可行性和安全性。

支吊架效果                                      支吊架明细表

装饰装修深化：项目部建立了大量的装饰族文件，并以此完成了所有楼层的地面、墙面、吊顶模型。过程中对于吊顶吊杆、石膏板墙分缝、地板板块排布等进行统一的三维设计，并且可以直接输出综合排布图。利用BIM软件做到工序前的策划、优化工作，为甲方提供一个可视化的技术方案，为施工一次成优做准备。

教学楼1F贴砖整体策划          公共走廊贴砖策划

（三）施工模拟

施工阶段的施工模拟是对施工方案、工艺的再验证，并进行细节优化。项目对施工过程中的重大方案进行完整且精细化的模拟，综合考虑工艺方法、时间、空间等因素，完成大型方案的综合模拟，并在实施前进行专项方案论证和三维预演，发现综合环境下隐藏的矛盾，并提前解决，最终应用完善的三维施工模拟方式进行技术交底。

（四）定型化预制化加工

运用BIM技术对项目进行分阶段策划，实现策划先行、标化管理。施工现场安全文明均采用定型化施工，造价低、宜周转、运营费用低。

（五）BIM技术助力企业施工工序质量管理标准化

通过各项目BIM工作站对各施工工序进行建模等工作，公司已完成质量标准化样板族45项，企业族库持续更新完善。

（六）BIM技术助力项目样板体验区策划

项目BIM工作站在BIM站长的带领下，坚持BIM技术应用，并根据甲方要求、现场情况已经公司建模标准，快速完成样板体验区的建模策划工作。在对甲方及公司样板区的策划方案汇报中，获得较高的赞誉，并一次批准通过。为现场样板区的建设中提供了方案依据，提高了工作效率，并且按照策划方案一次成优。

（七）BIM技术助力施工节点、难点标准化

项目对施工重难点进行节点建模，使后期施工节点有标准可行，对技术方案及技术交底起到直观易懂的效果。

（八）BIM技术助力土建创优策划

对创优节点做法，进行多方案比选，避免返工，一次成优。

（九）BIM技术助力本项目完成省级工法3项

利用BIM技术建立三维模型，比传统CAD二维模式的申报资料更容易体现工艺做法，申请通过成功率更高。

（十）BIM技术助力项目技术创新

公司每年结合项目的施工亮点，进行实用新型专利和发明专利的申请。并在申请文案中配置BIM建模三维模型或施工动画，使公司每年至少通过专利申请十余项，公司自从2016年至今共计申请国家专利46项，其中在本项目获得专利5项。多数专利在本项目中应用效果良好，在提高项目质量、安全管理水平的同时也取得了良好的经济效益。

（十一）项目级BIM5D管理平台

本项目深度应用BIM5D管理平台，对质量、安全、进度、材料及机械进行全面实时管控。在项目管理过程中利用BIM模型中的信息，通过随时随地获取数据为人、材 、机、料、法、环、测等工作进行工作计划制定与实施，为项目管理层提供数据支持，实现项目的精细化管理，项目利润将可以提高30%以上。

（十二）轻量化BIM应用

项目采购了10余台iPad用于施工管理，覆盖深化设计、现场管理、质量控制等各业务的BIM应用，显著提升现场管理效率。现场管理人员摆脱携带大量图纸的传统，同时综合全专业的模型更容易理解现场安装是否准确，也弥补了工程师的专业偏科的局限性。

（十三）基于BIM技术智能安全帽

BIM技术智能安全帽系统以工人实名制为基础，通过工人佩戴装载蓝牙定位功能芯片的安全帽，准确定位工人现场分布、安全预警、考勤信息等，实现实名制管理。

智能安全帽由配套的自感应门禁系统控制，系统自动识别统计进出场人员时间和基本信息，反应速度快，上下班高峰期无需等待，通过电脑客户端了解现场工人考勤状况。

（一）BIM应用效果总结

项目各参与方全面应用BIM技术，实现息县高级中学一期项目全过程应用BIM技术，采用BIM对设计进行建模、优化及深度优化工作，在设计阶段优化深化达到22项，在施工阶前期发现解决图纸膨胀问题63项，与设计院及甲方进行沟通减少25项图纸变更，提高了工效、减少材料和劳动力的浪费，有力地保障在150日历天内顺利完成竣工验收，实现验收一次性通过，实现施工期间零伤亡事故的目标，获得“信阳市安全文明工地及绿色示范工程”的称号。

在实施过程中，各参建方利用BIM技术在可视、协调、模拟的优势，有效地提高设计质量和效率，提升项目管理水平，促进项目节能减排、绿色环保工作的开展。据初步测算，结合BIM对建筑公共走廊安装空间警告进行的优化，为教学楼及宿舍楼公共走廊提高90毫米空间净高，优化了超过7处大型设备用房的机电排布，使物业运维更加便捷；优化了卫生间、室内、公共区域及屋面贴砖的施工方案，使现场工人施工有方案可依，严格按照BIM贴砖策划方案施工，避免返工，做到一次成优，获得业主及监理方的一致好评，并且达到了一次验收通过的效果。

（二）BIM应用方法总结

1. 应用标准总结

息县高级中学一期项目在BIM应用过程中，逐步总结、发行、修订出一套基于BIM落地应用的管理流程和方法，在多单位协同、标准化模型传递、解决实际问题等方面起到突出作用。

2. 落地应用原则

在项目BIM落地应用，必须按照标准、制度先行的原则，按照标准进行BIM应用，避免各参与方标准不同、应用的广度及深度不同的情况，有效地避免返工或低效率的BIM应用。制度先行，用制度去约束各参与方，提高各参与方的BIM应用效率及工作主观能动性。

3. BIM推动准则

企业要快速实现BIM应用，必须是至上而下推动，并且与公司技术部门紧密结合，才能成为企业的BIM应用标杆，起到BIM技术的引领作用，使各项目自愿、主动学习BIM技术，实现公司BIM全员参与的理念，最终实现BIM技术的全生命周期的技术应用，达到用虚拟建筑运维实体建造的效果。

4. BIM人才培养模式

人才培养模式主要有内部人才挖掘、外部培训机构深造及外部招聘三种模式。公司至2017年2月15日成立BIM中心，至今共举办BIM技术内部培训5次，主讲讲师分别由BIM中心人员担任，累计培训出BIM人才150余人。BIM人员在公司主要分布在BIM中心、技术部、工程部、预算成控等部门；在项目上主要分布在技术质量科、工程科、预算成控等科室，为公司推行BIM技术全员参与的理念做准备。

5.  BIM应用经济效益

本项目运用BIM技术进行技术创新，主要体现在法兰悬挑定型化钢梁与承插盘扣组合使用、框架结构方柱方圆扣支模的方法及数字化型钢龙骨整张模版免开孔支模技术的应用。

本项目采用法兰悬挑定型化钢梁与承插盘扣组合使用：通过BIM技术对外架进行技术创新，做到事前策划、事前交底、过程指导、过程验收的施工流程。工程标准层使用承插型盘扣式脚手架，按照每挑外架1868.8平方米计算，与传统钢管扣件式脚手架相比，材料租赁费/摊销费每月节省2591.7元，搭设人工费每次节省21工日，即人工费用21×200元=4200元，油漆材料费节省2309元，每挑外架搭设节约9100.7元；使外架施工速度快、整体形象美观、安全系数高，周转速度快。

本项目采用框架结构方柱方圆扣支模的方法：通过BIM技术，制作框柱方圆扣支模施工模拟三维动画，指导现场施工。采用常规施工，工艺简便，工人操作便捷、施工速度快，组装效率高，后期拆除速度快，节约工期，周转次数高，节约材料、技能环保。直接节约投入效益8万元，节约工效效益3.5万元，节约经济效益总额11.5万元，提高经济效益率为1.22%。

本项目采用数字化型钢龙骨整张模版免开孔支模技术：通过BIM技术，创新数字化型钢龙骨整张模版免开孔支模技术，指导现场工人进行施工工作。该施工技术采用常规施工，工艺简便，可操作性强，质量容易保证，模版使用率提高，搭设效率提高，节约材料及人工，用钢代木节能环保。直接节约投入效益13万元，节约工效效益7万元，节约经济效益总额20万元，提高经济效益率为1.15%。

由于本工程应用BIM技术效果显著，得到甲方、监理等相关单位的认可，顺利承接息县高级中学二期项目及后续息县高中所有工程，建筑面积约50万平方米。

6.  BIM应用社会效益

本项目对设计、施工及运维进行全面BIM技术应用，得到了业主及信阳市及息县等各级领导的高度关注与表彰。

信阳市委书记现场指导

县委县政府领导陪同中国工程院院士肖绪文、河南省建协常务副会长兼秘书长李娟进行现场指导

通过本项目BIM技术落地实施应用及各参建方的努力，本项目在2018年河南省建设工程BIM技术应用成果评审中，公司参与评审的息县高级中学一期建设项目从170个工程项目中脱颖而出，喜获建筑类工程综合类一等奖。