哈尔滨火车站房项目中的BIM应用案例赏析
项目背景
该项目主要包括新建南站房、北站房、高架站房、站台、雨棚和改造第二候车室。总建筑面积 73624㎡， 其中南站房 29030 ㎡，新建北站房 10844 ㎡，高架站房 33750 ㎡，项目效果图如图所示
北站房中间部分为混凝土拱形屋面。混凝土拱形屋面为单面起拱，其中Ⅲ-3～Ⅲ-8 轴/Ⅲ-A 轴、Ⅲ-3～ Ⅲ-8 轴/Ⅲ-C 轴、Ⅲ-3～Ⅲ-8 轴/Ⅲ-D 轴梁为拱形梁，Ⅲ-3～Ⅲ-8 轴/Ⅲ-A 轴～Ⅲ-D 轴为拱形梁（沿字母 周方向起拱）。拱形梁所对应的圆弧半径分别为：5. 682m、11.645m、12.046m、60m，大跨度拱形屋面圆弧半径为 60m。拱形屋面的跨度分别为 12m 和 24m。北站房 A、C、D 轴 BIM 模型如图所示。
项目中 BIM 的应用
1.BIM 技术应用的必要性
以哈尔滨站房改造项目为依托，结合该项目复杂程度高，工期紧张、质量要求高等难点，针对我国建 筑工程项目设计、施工过程中存在的难题,将 BIM 技术引入本项目中，通过设计变更、管线碰撞与排布、 深化出图进行基于 BIM 技术深化设计应用；可视化交底、4D 施工模拟实现了 BIM 的可视化应用；通过对 哈尔滨站房进行 VR 展示及三维扫描将 BIM 技术与高科技技术结合起来，更好的指导施工；在 4D 的基础 上加入成本信息，应用 BIM5D 实现对成本的管控和绿色施工。BIM 应用技术路线如图所示。
2.基于 BIM 的深化设计应用
（1）设计变更
通过 BIM 精细化建模，发现传统 CAD 图纸错误处，及时反映给项目技术部进行讨论、分析，生成图 纸会审记录，确认问题后图纸上交设计院修改，为设计院提供设计变更单。
设计变更直接影响程造价，施工过程中反复变更图纸易导致工期和成本的增加。本项目引入 BIM 技术，可提前修改完善 CAD 图纸中的错误，三维可视化模型能够准确地再现各专业系统的空间布局、管线走向， 设计师利用三维设计可以更容易的发现和修改错误，提高设计深度，大大减少“错、碰、漏、缺”现象， 从而减少后期的设计变更，节约项目成本。
（2）管线碰撞与排布
本项目涉及到的机电管线有给排水管线、暖通管线等，系统组成多，管线布置较为复杂，因此使用 revit 建立全专业的三维机电管线模型，利用 navisworks 进行碰撞检测和三维管线综合排布，杜绝因碰撞造成的 拆改，保证模型与现场施工高度一致。
通过将 BIM 技术应用到管线综合排布中，能够将传统的二维图纸转变为形象的三维模型，工程技术人 员能够直观的了解到管线布置的具体位置，更好的减少管线布置错误的发生。其次，BIM 技术自带管线碰 撞检查功能，能够将管线综合排布中出现的管线碰撞情况有效的检查出来，更好的保证管线综合排布的质量。
（3）深化出图
机电专业深化出图，出图深度要求近似机械制图。出图后进行图模比对，发现问题，利用三维模型更 改，图纸自动更新，大大提高深化设计效率。项目设计团队应用 Revit 软件进行深化设计，利用三维模型 自动生成各种平面、剖面、大样图。
Revit 出图
3.基于 BIM 的可视化应用
（1）可视化交底
传统纸质交底方法繁琐，实用性不强，哈尔滨站房改造工程基于 BIM 技术采用三维模型可视化交底， 形象客观，实用性强。例如施工现场有大量盘扣式脚手架，脚手架连接处插销多工艺复杂，利用基于 BIM 技术的三维模型交底方式，可将脚手架模型的插销、扣接头、连接盘等工艺复杂的部分清晰的展示出来，可视性强，方便安装人员理解设计意图，保证脚手架工程安全搭建。
施工现场机电结构复杂，专业多，易发生安装与图纸不符现象。根据提供的二维图纸搭建机电管线模 型，进行可视化交底，大大提高机电管线安装的准确率；施工现场钢屋架采用现场焊接后整体提升工艺， 制作施工过程动画，形象生动使工人们了解整个施工过程，达到节约工期的效果。
（2）4D 施工模拟
针对该项目工期紧张、常温作业时间短、分南北两区施工等特点，项目应用 4D 施工模拟，利用 Navisworks 软件验证进度计划安排的合理性，过程中添加实际完成时间进行进度比对，高效的把控整体施 工进度，保证项目进度工期节点按时完成。
4D 施工模拟
4.BIM 与高科技技术结合应用
（1）VR 展示
VR 技术即虚拟现实技术，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，可以让使用者如身临其境 一般，及时、没有限制的观察三维空间的事物。本项目在模型建成后，将三维模型导入 UNITY 3D 中进行 加工、处理，之后利用 VR 设备进行 VR 实景演示。
如可利用 VR 技术展示样板间装修方案，提供多种方 案供业主选择，提前确定装修方案，节约施工时间；使用 VR 漫游查看现场场地布置，并可查看施工材料， 及现场防护结构，提前熟悉场地，避免安全事故发生。
（2）三维扫描
哈尔滨站房项目利用先进的三维扫描仪，扫描现场钢屋架，将现场扫描数据导入专业软件中，经过整 合、加工得到百分百真实现场施工现状的点云数据，然后与 Revit 建立的三维模型进行对比，查看施工现 场是否与模型一致，并提出针对现场施工的修改意见，利用其进行指导施工工作。
按照现场点云数据将 revit 模型转化成 midas 计算模型，验证其施工过程的可靠性。通过 Midas 计算软 件分析可得，钢屋架施工过程内力、变形、位移、梁端弯矩等数据均符合规范要求，提高施工安全可靠性。
三维扫描结果与Midas 计算模型
5.BIM 5D 技术应用
（1）信息录入
将 BIM 三维模型导入广联达 BIM5D 软件中，生成构件二维码信息，建立二维码库，通过扫描二维码 即能查看构件详细信息。利用 BIM5D 软件生成项目专项信息查询平台，一键查询建筑构件包括库存、厂 家、规格等所有信息。进行材料精细化管理，大大节约施工成本
（2）BIM 5D 成本管控
在原有 4D 施工模拟的基础上加入成本因素，形成 BIM5D 成本管理体系，根据构件二维码信息对于施 工进度、成本一目了然，实时监控工程成本数据，达到节约成本的目的，为项目精细化管理提供技术支持
（3）绿色施工
哈尔滨站房改造工程采用 Navisworks、5DBIM 等软件对施工场地进行场地分析及绿色建筑三维模拟， 最大限度地节约资源与减少对环境的负面影响，努力实现“四节能一环保”，争取打造三星绿色标准建筑。
节能：利用斯维尔、ANSYS、鸿业BIM等建筑分析软件对声环境、光环境、风环境等进行分析模拟， 科学地根据不同功能、朝向和位置选择最适合的构造形式。
节地：通过施工用地的合理利用，建筑设计前期的场地分析、运营管理中的空间管理，达到节约施工 场地的目的，为项目绿色施工加分。
节水：利用 BIM 技术协助土方量的计算，模拟土地沉降、场地排水设计；分析建筑的消防作业面，设 置最经济合理的消防器材。设计规划每层排水地漏位置雨水等非传统水源收集，循环利用，达到节水目的。
节材：利用 BIM 算量统计技术，通过参数化嵌入及二维码，使设备材料有据可查，施工过程定位管理。在设备材料采购前完成族库构件的参数，使用 5D-BIM 进行限额领料，避免物料的二次运输、以及不必要 的损耗，大大降低物料的消耗，节约成本。