[分享]科隆尼佩斯动车段BIM应用

德铁国际公司作为项目总包，承接了德铁长途客运公司的新建科隆尼佩斯ICE动车段的设计项目。该动车段将承担全部新购ICE高速列车以及用于长途客运的新一代城际特快列车ICx的养护维修任务。项目设计组应用BIM技术完成这一艰巨任务。

• 投资2.2亿欧元，其中设计目标建设成本6000万欧元
• 主体功能分布在长443m维修车间，铺设4条维修股道、6个不同作业面
• 动车段配备最先进的机械设备

设计阶段

在本阶段，具体铺设几条维修股道，车间多大规模等问题还未确定。讨论中曾提出铺设3、4或6条维修股道的方案，因此必须进行3种方案设计。在设计模型中将设计与大致数量和估算成本建立逻辑联系也非常重要，若没有这种逻辑联系，在相互关联的设计方法中就必须人工补充数量和质量，可能导致错误。计划采用一种高效方法通过以后的修改对设计进行调整，尽量缩短设计时间并能迅速实现可视化，从而能方便地向委托方和项目的合作方介绍建议设计方案。

房屋结构设计：数据结构和项目处理

为处理设计工作，制作一个中央房屋结构模型，建筑师在模型内贯彻落实设计工作。由8名建筑师组成的小组同时在模型上工作，综合集成了对房屋结构最重要的3个专业设计师，即承重结构设计、机械设备和建筑技术设备设计师的设计方案。

预先共同商定对合作设计工作流程的规定。包括需要交换的细节深度、对统一的计算处理参数和命名习惯的规定。建议使用统一的软件。若使用不同软件，必须确定交换格式。建议通过IFC接口来进行数据交换，所使用的设计软件要经IFC认证。

在采用传统设计方法时，建筑师必须在2D系统中追补其他建筑物的设计，而采用BIM方法后在已明确规定的责任范围内只需控制3D设计数据的输入。

许多设计内容不属于房屋结构设计

但对房屋结构设计有重大关联

跨专业3D设计的另一个优点是，可在3D模型的任意位置生成传统2D的平面布置图、剖面图和正视图，因此在设计过程中可省去大量的绘图工作。所插入的其他建筑物的设计也会同时显示出来。此外，在3D设计范围很容易看出结构物之间的冲突，并能予以消除。

与传统的2D设计相比，利用3D设计模型能够高质量实现可视化，向客户形象化介绍设计团队的设计建议和方案，或者由客户向公众演示介绍。此外，可计算表册内的所有参数和构件，如对房屋建筑内部布局明细表册内的参数和构件或者质量和数量进行计算。采用这些措施还能提高设计质量。

目前，德铁国际公司正在努力达到以下目标，不仅在一个数据模型中按数据交换间隔时间将主要的房屋建筑物在一个数据模型中拼接起来，还要在一个模型中同时开展设计工作。这样整个设计过程就与可视的BIM设计很相似。

“5D”设计

在初步设计阶段，项目组可对进入5D设计的连接关系进行详细测试。与市场领先的AVA软件（招标、标的分配和工程建设成本核算）开发公司合作的目的在于，可在所设计的3D构件以及对施工流程进行模拟的基础上进行可靠的成本核算。

成本核算

为了能够进行计算，对所有3D构件进行编码，并执行同一命名规则。在设计流程中，把设计数据输到特别生成的文件中，载入AVA。在AVA环境中把不同构件分为报表，并安排在相应项目，进行成本核算。初步看这一步骤非常耗时，但能使以后的设计阶段更有效率。设计中若每天都有变更，上述方法能降低成本。从3D模型中生成的设计工作明细表各项目的重量和数量特别有用，表格可根据当时所需参数迅速改变分类。

施工流程模型

制作施工流程模型，即将第5维“时间”与成本和构件联系起来，是实现建筑工地施工流程的可视化非常有说服力的工具。在早期设计阶段就可实现施工流程的可视化，而在设计工作比较繁重的大型项目中此前一直是以进度表反映施工流程的。但是，这并不意味着传统的工期进度没有用处，工期进度表依然是项目控制中的重要工具，是5D设计的依据。

5D设计，即与成本和时间要素建立逻辑关系的作用更多体现于输出“流程影片”。AVA软件在仿真过程中能播放施工进展、传统的进度表、与施工进度模型相似显示施工项目进展最新状况，同时还显示目前所花费的成本。因此在设计阶段就能改进施工流程计划质量，对施工监理而言能更迅速地监控整体进度。

德铁公司认为，在5D工作流程内的3D模型对于撰写投标书和给施工企业分配标的特别有用。通过将3D构件记录在设计工作明细表的各分项目中，就能使这些项目实现可视化，这样可使各个分项目内容更加明晰。与设计工作明细表的分项目建立逻辑关系可对各施工企业的报价进行比较，避免编制投标书出现错误。所有参与方都能从中获益，并能在持续投入的时间内进一步提高质量。

为新建“科隆尼佩斯动车段”项目选择上述创新设计方法是一个正确的决定。正确运用3D/5D技术尽管在准备阶段花费较高，但能大大降低整体设计费用。德铁公司正进一步扩展BIM工具用途，最终建筑设计部门从最初的项目建议书、拆除目标物到项目实施都可使用该工具实现可视化目标。