BIM在民航机场航站楼项目建设与管理中的作用及应用前景

张凯

【摘 要】BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点，它能完美的将建筑内各个部分、各个系统呈现出来。本文通过对BIM在项目设计、项目施工、项目运维等阶段的优势分析，系统介绍了BIM在民航机场航站楼项目建设与管理中的应用前景。对民航机场航站楼项目建设具有一定的参考意义。 【期刊名称】《建筑设计管理》 【年(卷),期】2016(000)009 【总页数】4页(P55-58)

【关键词】建筑信息模型(BIM);机场航站楼;建设管理;前景 【作 者】张凯

【作者单位】中国民用航空西北地区空中交通管理局，西安 710082 【正文语种】中 文 【中图分类】TU17

在工程设计领域，BIM并不算是一个新的概念。BIM是Building Information Modeling的英文缩写，翻译成中文就是建筑信息模型。BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础实现建筑模型的建立，通过数字信息仿真来模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。目前，我国BIM主要是应用于设计院进行施工图设计。很多人甚至专业人员长期以来一直将BIM视为一个设计软件，总是拿它将AUTO CAD进行比

较。但事实上BIM的应用范围非常广泛，甚至远远超出了项目设计与建设的范畴。BIM可以用来展示整个建筑生命周期，包括了建设过程及营运过程，它能完美的将建筑内各个部分、各个系统呈现出来。简而言之，就是将建筑提前虚拟的建设了一遍。因此我认为，BIM更是一种项目管理概念，是让项目建设者看见项目未来的水晶球。从能够获得的经济效益绝对值来说，BIM最大的受益者是业主，其次是施工单位，然后是才是设计院。

本人长期从事民航空管工程建设项目的管理工作，也参加过大型机场扩建项目的建设。我深知，作为项目业主，减少预算投资、缩短建设周期、提高工程质量、确保各项安全是我们关注的重中之重。但是，我们在航站楼项目建设和投产运营的过程中总是会遭遇到各种各样的问题。例如装修的时候会将预埋的电线或者水管打断；在空调使用中总是有些房间温度很高有些房间温度很低；施工中有些刚刚建造好的地方会因为某些原因拆除重建；项目建设期间设计变更数量众多且金额较大。诸如此类的问题还有很多，几乎存在于每一个大型建设项目之中。究竟是什么造成了项目在建设和使用过程中出现的种种问题，到底是施工单位的问题还是设计单位的原因，如何避免或者尽量减少这些问题的发生，这是每一个建设项目管理人员都在思考的问题。随着BIM在我国的工程建设中的广泛应用，尤其是近些年来在工程管理及后期运营中的逐步推广让我看到了无限希望。我认为在当前建设管理的思维、模式及工具中，BIM最有可能解决上述问题。接下来本人谈谈BIM在民航机场航站楼建设中具有的重要作用及应用前景。

近年来，民航机场新建及改扩建航站楼项目大量上马。此类项目具有建设投资大、施工周期长、参建单位数量多、项目专业化程度高以及全寿命周期信息量大等特点。航站楼项目的设计、施工以及工程管理工作极具复杂性，传统的信息沟通和管理方式已远远不能满足要求。而BIM技术通过三维的共同工作平台以及三维的信息传递方式，可以为项目设计、施工、后期营运一体化提供良好的技术平台和解决思路，

为解决当前机场航站楼建设中存在的协调性差、整体性不强等问题提供可能。 BIM最早进入中国市场被视为是一个设计工具。时至今日，工程设计依然是BIM应用最为广泛的一个领域。BIM在工程设计中可发挥的优势很多，具体应用在民航机场航站楼建设项目中，主要有以下几个方面： 1.1 实现可视化设计

BIM可以实现可视化设计。这一优势便于设计单位同业主进行更为深入细致的事前决策，从而减少设计的返工量。在工程设计中，很多专业设计人员都面临着一个难题，就是无法将设计构想或图纸内容完整的表达给业主，毕竟不是所有的业主都具备较强的识图能力。在传统的CAD二维设计图纸时代，由于信息传递不完整，双方理解有误差而造成的设计变更时有发生。而BIM的可视化设计可以大大降低业主的识图难度，也更便于设计单位同业主的信息传递与沟通。此外，可视化设计将给项目施工、监理及构配件生产单位的工作带来极大的便利。从前，施工单位拿到的图纸中，各施工部位的形状、构型往往都是用线条绘制表达，施工人员需要对图纸通过理解后再进行施工。就一般的建筑来说，这样的方式未尝不可。而对于航站楼工程，结构复杂，造型各异，施工单位对图纸的理解将会是一个较为复杂的过程，也很容易出现各种错误。而BIM的可视化设计可以将建筑进行一个良好的表述，更加便于施工、监理及构配件厂家对设计的理解。 1.2 进行三维空间变化的表达

BIM可以进行三维空间变化的表达，可以非常有效的解决设计过程中的管道管线的碰撞问题。民航机场航站楼较一般民用建筑最大的区别就是内部安装有大量的管道管线和精密设备。这些管道管线及设备的设计与运行须具备高度的可靠性和安全性。管道碰撞是设计行业的老大难。有数据统计，目前按照传统二维设计完成的航站楼项目在后期施工过程中因为管线碰撞而导致的调整常常会高于总工程量的10%，有些项目的改动比例甚至会达到15%～20%。从目前的实际应用来看，

BIM在解决管道管线的碰撞问题发挥出的作用非常显著。BIM的建模过程可谓是对整个项目设计的一次“预演”，同时也是一次全方位的三维校审过程。通过这一过程，设计人员可以发现很多传统图纸校审无法发现的问题。此类问题大量隐藏在设计当中，虽然涉及不到规范，但是跟相关专业的配合密切相关。理论上，BIM软件可以对管线之间以及管线与土建之间的所有碰撞问题进行全面而又细致的检查。各专业设计人员可以对检查中反映出的碰撞问题及时进行修正，基本上可以排除所有的管道及管线的碰撞问题。

此外，BIM技术的三维空间变化表达可以让设计人员对复杂的航站楼空间位置进行更直观的理解。航站楼的空间布局是设计工作中非常重要的一个环节。尤其是对某些关键区域的布局，一旦设计不合理将严重影响到机场的运行效率。BIM对建筑空间的三维表达，能让设计人员进一步优化空间，让航站楼的空间布局变得更为合理。

1.3 自动统计工程量

BIM可以自动统计工程量。目前，我国大部分工程项目还是采用二维图纸并配合造价软件来进行工程量的计算及统计，一些特殊的安装工程甚至还需要造价员进行手工计算。传统的工程量计算方式对人的依赖程度很高，同一个项目不同的造价员计算出来的量都会有一定的差别。利用BIM技术进行工程量计算可以有效的提高工程量计算的效率和精确性。因为BIM中的构件信息是可运算的，计算机可以自动识别模型中构件的几何属性和物理属性，根据模型中构件的类型和信息对构件进行分类，并根据模型中构件的运算规则计算各种构件的工程量并自动加以统计。所以，BIM的应用可以非常有效的解决复杂工程中的量的计算问题。 1.4 除了上述三个方面外，BIM在工程设计中还有以下几点优势

一是能够做到协同设计，各个专业在同一个平台上进行工作绘图，可提高整个设计工作的效率。二是图纸修改更加方便，一处修改处处更新，软件会提示调整，实现

计算与绘图的融合。三是可以提高设计质量，BIM的工作方式是协同式，可以通过技术监控质量问题，减少错漏碰缺，提高图纸质量；四是绿色节能。通过软件，支持整个项目可持续和绿色节能环保设计。从设计角度，BIM应用不仅仅是为了提高设计产值，提高工作效率，更重要的是提高设计质量。 2.1 进行施工模拟

BIM的三维可视化功能再加上时间维度，可以对工程施工进行模拟。任何项目在施工中，往往都会出现不可预测的问题。项目经理和工程师们总是在竣工总结的时候感叹到，假如项目能够重建一次，很多环节一定会处理的更好。BIM正是给了建设人员这样一次重建的机会。在机场航站楼建设中，往往存在着多个施工单位和专业工种同步施工的情况。在每一道工序开工之前，用BIM先期进行一遍施工模拟，让施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主、领导都能对工程项目施工期间的各种问题和情况了如指掌。通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场监测，能够有效的减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。 2.2 更好的成本控制

通过BIM技术建立的施工阶段模型，能够实现项目成本的精细分析，准确计算出每个工序、每个工区、每个时间节点的工程量，在按照企业定额进行分析，可以及时计算出各个阶段每个构件的中标单价和施工成本的对应关系，实现了项目成本的精细化管理。同时根据施工进度进行及时统计分析，实现了成本的动态管理。避免了以前施工企业在项目完成后，无法知道项目盈利和亏损的原因和部位。 2.3 实现施工组织的优化

通过BIM技术建立施工阶段三维模型能够实现施工组织设计的优化。例如在三维建筑模型上布置塔吊、施工电梯、提升脚手架，检查各种施工机械间的空间位置，优化机械运转间的配合关系，实现施工管理的优化。机场航站楼一般均采用钢结构体系支撑，如果钢结构施工不合理就会在很大程度上造成潜在的安全隐患，因此钢

结构施工通常是航站楼建设的一个重点。利用BIM软件对钢结构中的各个载荷点以及支撑杆进行相应的载荷的计算，并模拟出钢结构的拼接与构型，最终达到在保证设计安全性的前提下兼顾整体设计的美观。 2.4 对装饰方案的优化

BIM能够实现可视化条件下的装饰方案优化。在二维状态下的建筑装饰设计，设计单位通常是采用效果图。用简单的内部透视图形，无法实现动态的虚拟演示，也不能进行各种光线照射下的效果观测。设计人员和业主不能体会到使用各种装饰材料产生的质感变化。通过BIM技术下的三维装饰深化设计，可以建立一个完全虚拟真实的建筑空间模型。光线带给人们的感受在公共建筑中往往尤为重要。通过虚拟太阳的升起降下过程，人们可以在虚拟的航站楼空间内感受到阳光从不同角度射入航站楼内的光线变化。同时，通过建筑材料的选择，人们可以在虚拟空间内感受航站楼内部或者外部采用不同材料、装饰图案等给人带来的视觉感受，如同预先进入了装饰好的建筑内一样，可以变换各种位置及角度观察装饰效果，从而在电脑上实现装饰方案的选择和优化。此外，近年来虚拟现实（VR）技术的发展突飞猛进，技术和设备都已非常成熟。我个人预测，今后BIM还将会与VR紧密携手，为人们带来更具有真实感的虚拟体验。

航站楼的运维是一项复杂的系统工程。航站楼除了具有监控、照明、暖通、电梯、消防等一般设施外，还有行李分拣、电子值机等数量众多的民航专业设施设备。这些设备和管线一旦发生故障或出现安全隐患就有可能影响机场的正常运行，甚至引发安全事故。运用BIM技术，可以及时发现并准确排查出此类隐患，从而减少不必要的损失，并且能对突发事件进行快速应变和处理，准确掌握航站楼的运营情况。 3.1 BIM能够对应急系统进行有效管理

BIM技术可以对航站楼监控及应急系统进行管理。基于航站楼完整的BIM信息模型，将航站楼内的摄像头与BIM信息模型进行关联，从而建立一套BIM模型与监

控相互关联的监控系统。在监控的过程中，通过监测到的综合数据，通过专业的分析方法来判断目前存在的问题和隐患，从而优化并完善现行管理。

此外，在航站楼这类人流量密集的公共设施，突发事件的响应能力在运维单位的管理工作中显得非常重要。在采用BIM技术后，可以有效的消除管理的盲区。以消防突发事件为例，如果航站楼内的某个区域突然发生着火事故，火灾报警器自动报警，而着火的三维位置和房间将立即定位显示在BIM模型中，可为人员疏散和火情处理提供信息。 3.2 可实现数据信息模型化

在航站楼运行管理的过程中，存在着大量的信息。有工程设计信息、工程施工信息、工艺设备信息、设备安装信息、设备维护信息、设备使用信息、各类产品操作及使用说明等。通常情况下，不同的信息都由不同的部门单位进行管理，信息的共享程度低，缺乏统一的管理。通过BIM技术，可以将航站楼所有的构件、设备及管道的尺寸、位置、价格、材料、厂家、质保及使用及维护说明存储在三维模型当中，并清晰直观的呈现给航站楼运行管理的各个部门。当需要查阅相关信息时，各部门可以从三维模型中查询到每一个构件和设备的信息，便于航站楼后期运维及部门间的协同工作。

3.3 便于在航站楼管理过程中实现节能

绿色节能是BIM对工程项目的一大贡献。无论是在设计、施工还是后期运行中，BIM都能够有效的对建筑物进行节能控制。航站楼能耗是机场运行中的主要成本之一，节能减排也是当前国家及民航管理的一项重要工作。在具体实施中，通过对航站楼安装的能耗计量装置实时采集数据，实现对航站楼能耗的在线监测。将所监测到的数据通过BIM进行航站楼能耗的模拟分析，将分析结果同实时数据进行比对后得出航站楼的能耗情况和节能方案。相关能耗控制单位可根据该节能方案对航站楼的灯光、制冷、暖气、电力等进行调整，以到达节能减排的目的。

BIM在民航机场航站楼项目建设与管理中的应用前景越来越广阔，其具备的优势也是有目共睹。采用BIM进行设计及施工管理的建设项目从各个方面都已经超越了传统的二维设计，尤其是针对航站楼这类大型复杂项目，BIM的优势就更为明显。从目前BIM在我国的应用情况来看，要想大范围全方位的使用还存在有一定的难度。设计成本高、前期投入过大、专业人才匮乏等都是制约BIM发展的不利因素。虽然目前还存在着种种制约，但BIM广泛应用的大趋势无法改变，在今后的民航机场航站楼建设中，必然会有越来越多的项目采用BIM进行设计、施工及运维管理。

【相关文献】

[1]刘照球，李云贵，吕西林，张汉义.基于BIM建筑结构设计模型集成框架应用开发[J].同济大学学报（自然科学版），2010（07）.

[2]刘占省，王泽强.BIM技术全寿命周期一体化应用研究[J].施工技术，2013（18）.