钢铁项目BIM技术在建设工程全寿命期的应用参考

1、cmc·泓域/bim技术在建设工程全寿命期的应用钢铁项目bim技术在建设工程全寿命期的应用xx集团有限公司目录第一章 行业背景分析3第二章 bim技术在建设工程全寿命期的应用5一、 bim技术在规划设计阶段的应用5二、 bim技术在运营维护阶段的应用15第三章 宏观环境分析20第四章 项目基本情况23一、 项目名称及投资人23二、 结论分析23第五章 公司概况26一、 公司基本信息26二、 公司主要财务数据26第一章 行业背景分析钢铁行业按产业链来看。钢铁行业的上游分为原材料和其他相关，其中原材料占钢铁行业成本的七八成，主要为铁矿石采选及燃料制备，其中铁矿石占到了钢铁(普钢)成本的4

2、0-55%(随矿价成本波动而有变化)。由于铁矿石占据钢铁行业的主要成本，因而钢铁行业的经营受上游价格变动的影响较大。钢铁行业的中游环节包括从生铁制备粗钢再到加工生产各类钢材的全过程，目前来看，我国钢材产品主要包括螺纹钢、线材、冷轧/热轧板卷、涂镀层、中厚板等。钢铁行业的下游为钢铁应用领域。钢铁工业发展水平如何，历来是一个国家综合国力的重要标志。钢铁产品广泛应用于基础设施建设、房屋建设、机械行业、汽车行业、家电行业以及造船行业。在我国种类繁多的钢材产品中，建筑钢材的产量占据着半壁江山。在上游领域，制造钢铁所需原材料主要是铁矿石，目前，全球铁矿石资源主要集中在澳大利亚、巴西等地，我国铁矿石进口需求

3、巨大，从供应商规模来看，巴西淡水河谷、澳大利亚必和必拓、英国力拓集团、澳大利亚fmg等铁矿石巨头优势明显;主要燃料方面，在煤粉供应领域，代表企业有中国神华、中煤能源、山煤国际、阳泉煤业、兖州煤业、西山煤电;在焦炭供应领域，山西焦化、美锦能源、陕西黑猫、宝泰隆、云煤能源、安泰集团。在中游钢铁生产加工领域，从国内市场上来看，我国钢铁市场企业众多，行业集中度较低，代表企业有中国武宝、河钢集团、沙钢集团、鞍钢集团、建龙集团、首钢集团、山东钢铁集团、华菱钢铁、本钢集团、辽宁方大、包钢集团、柳州钢铁、中信泰富、敬业集团、陕西钢铁、三钢集团、萍钢股份、太原钢铁等。从区域分布上看，在区域经济发达、工业发展成熟

4、、钢铁需求较大的华东沿海地区以及华南沿海地区，钢铁制造企业更为集中，资源更为丰富。第二章 bim技术在建设工程全寿命期的应用一、 bim技术在规划设计阶段的应用（一）bim在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定，故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计，采用bim技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段，建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素，因此，创建场地三维模型是采用bim技术进行设计需要完成的重要工作。（1）场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地

5、物建模两个方面。（2）场地设计。其目的是通过设计，使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体，使场地的利用能够达到最佳状态，以充分发挥最大效益，节约土地，减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。（3）匹配规划设计条件。在设计的前期阶段，匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段，很难做到对指标的实时监控，而bim基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。（4）投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中，其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确，在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。bim把传

6、统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主，指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生，而基于bim模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。（5）bim实施规划。bim实施规划为具体项目执行bim应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说，其内容包括项目基本情况、实施组织及bim实施的具体内容和相应技术措施。（二）bim在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要，因此，方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代，但bim工具在方案建模、建筑生态

7、模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模（1）体量建模。方案构思阶段，设计师往往从概念开始建模，体型确定后再通过具体构建去实现造型。（2）参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系，生成可以灵活调控的计算机模型。（3）体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计，bim软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟，并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的，因此，不仅对几何模型有较高要求，

8、同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维cad模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用bim进行建筑生态模拟分析的内容如下。（1）能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论，针对建筑进行全年逐时仿真模拟，以预测建筑的能源消耗量。（2）自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟，以获得更高的使用舒适度，并降低不必要的照明及空调消耗。（3）自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度，从而为进一步优化设计提供坚实依据，同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分析与表现bim技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3d表现的同步性，设计者可以

9、实时检视设计成果，同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此，bim结合虚拟现实技术应用，还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。（三）bim在初步设计阶段的应用bim技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形体设计细节，确认结构系统、机电系统方案细节，协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立bim模型对于整个工程设计策划至关重要，其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划。2、建筑设计消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等物理过程的场

10、所正常运转或出现应急状况的真实再现，对工程设计起到优化参考作用。3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时，除具有常见的建筑机电设备系统外，通常还会配置特殊的工艺设备设施系统，用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率。在初步设计阶段，这些特殊工艺设备设施系统，作为建设工程已形成生产能力的一个组成部分，已成为达成生产服务目标必不可少的支撑系统。4、工程概算近年来随着bim在我国的快速发展，bim在工程概算及工程量计算中的应用得到研究与探索，逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱节甚至流于形式的情况。（四）bim在施工图设计阶段的应用施工图设计是建筑设计的重要阶段，借助bim技术，施工图设

11、计在信息时代发生了深刻变化。以bim建筑信息模型作为设计信息的载体，将设计信息归总为数字化、数据库，以数据库方式部分代替传统的图纸模式传递设计信息，从而使工程建设信息可以快捷、准确地查询、更新、删除和保存。1、专业模型深化建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流程与初步设计阶段并无多大区别，施工图设计bim模型承接初步设计阶段bm模型，以高效保证bm模型在设计周期内流转、传递与深化，为bim模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。（五）基于bim的虚拟建造基于bim的虚拟建造是实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现，以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、虚拟现实、结

12、构仿真、计算机辅助设计等技术，在高性能计算机硬件等设备及相关软件本身发展的基础上协同工作，可对建造中的人、财、物信息流动过程进行全真环境的3d模拟，为工程项目各参与方提供一种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法，可以有效地提高建造水平，消除建造隐患，防止建造事故，减少施工成本与时间，增强施工过程中的决策、控制与优化能力，增强建筑企业核心竞争力。基于bim的虚拟建造包括基于bim的预制构件虚拟拼装和基于bim的施工方案模拟两方面内容。1、基于bim的预制构件虚拟拼装在预制构件生产完成后，其相关的实际数据（如预埋件实际位置、窗框实际位置等参数）需要反馈到bim模型中，对预制构件

13、的bim模型进行修正。在出厂前，需要对修正的预制构件进行虚拟拼装，旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差对安装精度的影响在可控范围内，则可出厂进行现场安装；反之，不合格的预制构件则需要重新加工。构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同，主要体现在：深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度，其预拼装结果反馈到设计中对深化设计进行优化，可提高预制构件生产设计的水平；而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息，其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化，同时对不合格的预制构件进行报废，可提高预制构架生产加工的精度和质量。2、基于bim的施工方案模拟通过

14、bim技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现对施工方案进行实时交互和逼真模拟，进而对已有施工方案进行验证、优化和完善，逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作时，能预知实际施工过程中可能碰到的问题，提前避免和减少返工及资源浪费现象，优化施工方案，合理配置施工资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑施工效率的目的。虚拟施工流程。从图中可以看出，虚拟施工是一个复杂的系统工程，不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优方案判定等不同阶段，同时还涉及建筑、结构、水暖电、

15、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。（六）基于bim的施工现场临时设施规划应用bim技术协调施工现场临时设施规划，主要是为解决多阶段平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息不连续问题。bim作为工具可代替传统的cad直接进行施工现场临时设施规划工作。基于建立的bim三维模型及搭建的各种临时设施，可对施工场地进行布置，合理安排塔吊、库房、加工场地和生活区等位置，解决现场施工场地平面布置问题，解决场地划分问题；通过与业主的可视化沟通协调，对施工场地进行优化，选择最优施工路线。（1）标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理，施工现场临时设施规划模型

16、建立前，要依照企业标准、设计图纸、设备选型建立临时设施族库，族库应包含必要的可调参数。（2）主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆场、机具、临时设施布置情况，因此，可对主体模型进行必要的简化处理以降低模型复杂程度，对周围的主要建筑物、道路、环境等以外轮廓形式予以体现。（3）模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化调整的重要依据，因此，充足、标准的模型信息对平面布置协调具有重要意义。（4）平面布置模拟。在模型及信息完备的基础上，可对使用紧张的堆场、大重物资和大型设备进场、重型材料吊装进行平面布置模拟，对材料运输路径、堆放场地、起重半径进行复核，从而确定最优化方案。（5）

17、模型信息使用。上述各种模型信息均是日后平面管理的重要依据，通过信息整合，可将孤立的施工现场临时设施规划连续化，形成施工现场临时设施规划变化过程，系统地统筹各阶段平面布置，作为平面管理、分包堆场申请、使用、考核的参考指标。（七）基于bim的施工进度管理bim技术应用，有助于提升工程施工进度计划和控制效率。一方面，支持总进度计划和项目实施中分阶段进度计划的编制，同时进行总、分进度计划之间的协调平衡，直观高效地管理施工进度有关信息。另一方面，支持管理者持续跟踪工程实际进度信息，在bim条件下将实际进度与计划进度进行动态跟踪及可视化模拟对比，进行工程进度趋势预测，为项目管理人员采取纠偏措施提供依据，实

18、现工程进度动态控制。1、基于bim的施工进度计划基础信息要求bim模型是bim施工进度管理实现的基础。bim建模软件一般将模型元素分为模型图元、视图图元和标注图元。模型图元是bim模型的核心元素，是对建筑实体最直接的反映。2、基于bim的施工进度计划编制传统的施工进度计划编制，主要包括工作分解结构的建立、工期估算及工作逻辑关系安排等内容。同样，基于bm的施工进度计划编制，第一步是建立工作分解结构（wb）然后将wbs作业进度、资源等信息与bim模型图元信息链接，即可实现4d进度计划，其中的关键是数据接口集成。基于bim的施工进度计划编制流程。（八）基于bim的工程造价管理在正式施工之前，就可通过

19、bim5d模型确定不同时间节点的施工进度与施工成本，可以直观地按月、按周、按日观察工程具体实施情况，并得到各时间节点的造价数据，使造价管理与控制更加有效。1、基于bim的工程造价过程控制利用bimsd技术可以有效地提高施工阶段造价控制能力和精细化管理水平。（1）施工前期阶段。进行基于bim的工程量精确计算、计价工作后，基于bim模型进行施工模拟，不断优化方案，提高计划的合理性，提高资源利用率，这样可减小施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，减小潜在的经济损失。（2）施工阶段。基于bimsd模型，可及时生成材料采购计划、劳动力入场计划和资金需用计划等，借助bim模型中材料数据库信息，严格按照

20、合同控制材料用量，确定合理的材料价格，发挥“限额领料”的真正效用。同时，基于三维模型，自动进行变更工程量计算和计价、工程计量和结算，相应变更和计量记录自动保存，方便查询；并能够实时把握工程成本信息，实现施工成本动态管理，通过成本多算对比提高成本分析能力。二、 bim技术在运营维护阶段的应用（一）面向运营维护的bim技术美国国家标准与技术协会（nist）研究报告显示，每年因计算机辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失高达158亿美元，而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的成本几乎占总成本的213。美国建筑师协会（ai）正在考虑如何修改其合同文件，以规范建筑信息模型的迁

21、出流程；实施一种协议结构，以便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业主/运营商，以便使用更有效的数据管理建筑运营维护。目前，国内外已开始研究bim在建筑运营维护阶段的运用。将bim三维模型与传统运营维护管理系统相结合，可将bim模型中存储的大量建筑相关信息，如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统，克服传统的二维运营维护管理系统过程抽象的缺点，实现对建筑物的三维可视化运营维护管理。基于bim的运营维护管理解决方案，在具体实现技术上往往结合物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等，解决或改善基于bim的运营维护管理平台

22、可能出现的数据采集、空间定位和运行速度问题。例如，对于数据采集及空间定位问题，可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集，以及现实设备与模型自动匹配，实现空间定位功能；对于系统运算能力的高要求问题，可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同设备间的数据共享。将物联网、云技术、rfid、移动终端等结合起来应用于基于三维展示平台的运营维护系统，不但能为建筑物实现三维可视化信息模型管理，使空间信息与实时数据融为一体，而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力，从而将建筑物运营维护提升到智慧建筑的全新高度。（二）基于bim的运营维护管理功能基于bim的运营维护管理通常被理解为：运用bm技

23、术与运营维护管理系统相结合，对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理。基于bim的运营维护管理功能包括以下六个方面。1、运行监控基于bim模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能，可以查阅供应商、使用期限、联系电话、维护情况等信息，可以查询相应设施在建筑中的准确定位，直观展示设施是否正常运行，以及查询设施历史运行数据，从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件，防止事故发生。2、维护计划在建筑物使用寿命期内，建筑物结构及设备需要不断得到维护。bm结合运营维护管理系统，可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制订维护计划，分配专人进行专项维护工作，降低建筑物在使用过程中可能出现的突发状况的概

24、率。对一些重要设施还可以参考跟踪维护工作的历史记录，以便对设施的适用状态提前作出判断。3、资产管理套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平。bim信息能够直接导入资产管理系统，减少系统初始化的数据准备及人力投入。此外，通过bim结合rfid的资产标签芯片，还可使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然，快速查询。4、建筑环境分析基于bim的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、co2浓度、光照度、空气洁净度等信息数据，并通过开发能源管理功能模块，自动统计分析建筑能耗情况。此外，基于bim的专业建筑物系统分析软件，可以分析模拟和验证优化建筑性能。5、空间管理基于bim获取各系统

25、和设备空间位置信息，直观形象且方便查找，提高数据库的准确度，避免数据的重复及错误。基于bm增加建筑设备及空间的管理能力，不仅可以有效管理空间资源，也可以帮助管理团队记录空间使用情况，确保空间资源的最大利用率。6、应急管理基于bm的突发事件应急管理包括预防、警报和处理。利用bim及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程，制定人员疏散、救援支持应急预案。当灾害发生后，通过与楼宇自动化系统结合，及时获取建筑物及设施的紧急状态信息，能清晰地呈现建筑物内部疏散路线，提高应急行动成效。第三章 宏观环境分析（一）突出创新驱动汇聚高端发展新动能创新是引领发展的第一动力，坚持抓创新就是抓发展、

26、谋创新就是谋未来，突出开放创新、全面创新和原始创新，强化创新、创业、创投、创客“四创联动”，促进众创、众包、众扶、众筹“四众发展”，加快建设国际科技、产业创新中心，打造全球领先的创新之城。增强自主创新能力。强化创新基础支撑，提升源头创新能力，重视颠覆性技术创新，加快从应用技术创新向关键技术、核心技术、前沿技术创新转变，实现从跟随创新向自主创新、引领创新迈进。充分发挥企业创新主体作用，支持企业和科研机构、高等院校等建设产业技术创新战略联盟和知识联盟，形成联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的新机制。坚持开放创新，促进国内外创新资源与创新创业环境有机融合，推动更大范围、更广领域、更深层次区域协同

27、创新，提升参与全球创新合作和竞争的能力。提升产业创新发展水平。促进科技创新和产业创新联动，瞄准世界科技前沿和产业高端，打造以战略性新兴产业和未来产业为先导、以现代服务业为支撑、以优势传统产业为重要组成的现代产业体系，提升产业国际竞争力。推动产业创新与商业模式、企业、文化、金融创新融合发展，促进新技术、新产业、新业态和新模式集中涌现，培育壮大新动能、加快发展新经济、打造产业新引擎，构建世界级产业创新发展策源地。构筑创新人才高地。把人才作为创新的第一资源，更加注重发挥企业家、科技人才和高技能人才创新作用，更加注重强化人才激励机制，更加注重优化人才发展环境，营造尊重知识、尊重人才的氛围，全面激发大众

28、创业、万众创新的热情。坚持自主培养和外部引进并举，突出“高精尖缺”导向，加强人才载体建设，海纳天下英才，建设一支规模宏大、富有创新精神、敢于承担风险的创新型人才队伍。营造激励创新环境。推进全面创新改革试验，发挥科技创新的引领作用，完善创新驱动的体制机制，协调推动技术创新、管理创新、组织创新、商业模式创新等领域创新。弘扬特区创新文化，完善鼓励创新、支持创造、激励创业的政策措施，降低创新创业门槛，加强知识产权保护，提升创新服务能力，构建更具活力的综合创新生态体系。（二）突出质量引领构建全面发展新优势把质量作为新常态下第一追求，更加注重企业效益、民生效益、生态效益，全面推进质量、标准、品牌、信誉“四

29、位一体”建设，加快构建大质量大标准体系，推动经济、社会、城市、文化、生态发展率先全面步入质量时代。加快实现质量型发展。坚持质量型增长、内涵式发展，始终保持追求卓越的质量自觉，加快转变经济发展方式，增强经济内生动力，提高供给体系质量效率和全要素生产率。推动消费与创新相互渗透，以新需求牵引新技术、催生新产业，以新技术创造新供给、激发新需求，进一步提升产品价值和技术含量，实现产业结构再优化再升级。创建国际一流质量标准体系。制定和实施与国际先进水平接轨的标准体系，实施更广泛、更先进、更严格的质量和标准控制，鼓励和支持企业参与国际国内标准制定，加快创建一批国内领先、国际先进的标准，在若干重点领域成为国际

30、标准引领者。把标准贯穿经济社会发展和生产生活的全过程，率先在涉及健康、安全、环保等领域制定实施更高标准，以领先的标准抢占发展先机、赢得竞争主动。第四章 项目基本情况一、 项目名称及投资人（一）项目名称钢铁项目（二）项目投资人xx集团有限公司（三）建设地点本期项目选址位于xx（以选址意见书为准）。二、 结论分析（一）项目选址本期项目选址位于xx（以选址意见书为准），占地面积约26.00亩。（二）项目实施进度本期项目建设期限规划12个月。（三）投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资10284.34万元，其中：建设投资8146.59万元，占项目总投资的

31、79.21%；建设期利息114.83万元，占项目总投资的1.12%；流动资金2022.92万元，占项目总投资的19.67%。（四）资金筹措项目总投资10284.34万元，根据资金筹措方案，xx集团有限公司计划自筹资金（资本金）5597.43万元。根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额4686.91万元。（五）经济评价1、项目达产年预期营业收入（sp）：20100.00万元。2、年综合总成本费用（tc）：16097.10万元。3、项目达产年净利润（np）：2927.95万元。4、财务内部收益率（firr）：22.00%。5、全部投资回收期（pt）：5.51年（含建设期12个月）。6、达产年盈亏平衡点（bep）：7683.19万元（产值）。（六）主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积17333.00约26.00亩1.1总建筑面积30090.63容积率1.741.2基