民航机场场道工程施工阶段BIM技术LOD研究

田家恒

(四川省场道工程有限公司, 四川成都 610036)

1 前言

1.1 LOD来源

LOD是Levels of Detail的简称，由游戏设计行业最先提出，意为多细节层次，旨在按不同距离来显示不同精度的模型，是一种既能提升游戏运行性能又能兼顾近处模型质量的思想。

1.2 BIM技术中的LOD

BIM技术可广泛应用于建筑工程、铁路工程、公路工程、港口工程、水利水电工程等工程建设领域。对某一具体的工程而言，又可在其全生命期内的各阶段(规划、勘察、设计、施工、运维、拆除)应用[1]。

BIM技术中的LOD借鉴了游戏设计行业中的LOD思想，在其基础上进行改良与扩展。其主要目的是根据工程不同阶段来划分施工模型的几何信息与非几何数据。其中，BIM模型深度等级可按需要选择专业BIM模型深度等级进行组合[2]。

1.3 LOD划分的意义

LOD的划分与工程不同阶段的工作内容相关。工程阶段主要分为：立项阶段、设计阶段、施工阶段，运维阶段。本文主要对施工阶段LOD划分进行深入讨论。

LOD划分的意义主要在于明确每个阶段BIM模型的精度和构件的相关信息。其意义好比是施工规范对施工的指导意义。科学合理的LOD划分是进行BIM管理的重中之重。

2 民航机场场道工程

2.1 场道工程简介

民航机场主要包括：航站区、飞行区、附属设施区，其中飞行区主要包括供飞机起飞、着陆、滑行和停放使用的场地，包括跑道、升降带、跑道端安全区、滑行道、机坪以及机场周边对障碍物有限制要求的区域[3]。场道工程主要包括跑道系统、滑行道系统、机坪系统的建设。

2.2 场道工程主要施工内容

民航机场场道工程主要施工内容包括：土石方与地基处理工程、边坡防护及支挡工程、道面工程、路面工程、排水工程、桥梁工程、涵隧工程、消防管网工程、围界工程等[5]。

2.3 场道工程施工特点

2.3.1 作业面大

目前国内小型机场如3C级机场飞行区面积能达到40×104m2以上，而大型机场如4F级机场飞行区面积能达到200×104m2以上。

2.3.2 地下管线多

场区内的排水系统、助航灯光系统、通信系统通常铺设在道面结构层中，供水、供油管道等系统通常埋设于道面结构层下方。

2.3.3 各专业协调难度大

由于场道工程施工过程中涉及的专业较多，且各专业施工插入点各不相同，也就造成了交叉作业区各专业协调难度大的局面。

2.4 场道工程主要施工流程

场道工程按照由下至上的总体思路进行施工，前期以土(石)方及地基处理为主，之后进行深层地下管线施工、道面基层施工、浅层地下管线施工、道面结构层施工、助航灯光及电力设施安装调试以及附属工程施工等。

3 民航机场场道工程LOD划分

根据笔者多年从业经验及对BIM技术的深入探索，将民航机场场道工程施工阶段的LOD按照几何模型及非几何数据进行划分。按照施工阶段，将LOD分为从LOD100到LOD400共4个等级，其中，LOD100对应施工准备阶段、LOD200对应二次深化阶段、LOD300对应施工实施阶段、LOD400对应工程竣工阶段。各阶段工作分工见表1几何模型LOD划分、表2非几何数据LOD划分。

模型单元的几何表达精度宜采用LOD300级或LOD400级，用于加工制造的模型单元应采用LOD400级[4]。

3.1 几何模型LOD划分

几何模型LOD划分见表1。

表1 几何模型LOD划分

3.2 几何模型说明

LOD100中的BIM模型主要包括二维图形的边界、高程、等信息。

LOD200中的BIM模型主要以体量建模为主，其参数主要包括三维模型的形状、位置等信息，通过对体量模型进行分析能够获得初步工程量。

LOD300中的BIM模型主要是对三维模型进行细化，能够获得精确的工程量，并且能够对BIM模型进行深入分析从而指导施工，提高施工效率。

LOD400中的BIM模型主要是对前期施工过程中的三维模型进行整合，从而得到整个场区的BIM模型以便后期进行成本核算、效益分析。

3.3 非几何数据LOD划分

非几何数据LOD划分见表2。

表2 非几何数据LOD划分

3.4 非几何数据说明

LOD100中的BIM非几何数据主要包括设计资料中各施工区域的技术指标信息。

LOD200中的BIM非几何数据主要明确施工所需各项技术指标信息。

LOD300中的BIM非几何数据主要明确施工期间所需的机械、人工进行配置。

LOD400中的BIM非几何数据主要是收集前期数据进行成本核算、效益分析。

3.5 LOD划分示例

排水工程LOD划分见图1～图3。

4 LOD划分效益分析

LOD划分是BIM施工管理的灵魂，它的作用不仅仅是明确各阶段BIM管理的目标，也是BIM施工管理成本控制的关键一环。

好的LOD划分可以提高施工效率、精确控制原材料使用、合理进行施工组织，从而实现节省工期、减少原材浪费、节约人工和机械设备成本的目标。

施工成本主要包括：人工费、材料费、机械使用费、其他直接费、间接费。众所周知，人工、材料、机械费用占施工成本绝大部分，要想控制这部分施工成本就必须依靠科学合理的施工组织设计来实现，而BIM施工管理的核心正是通过科学的数据分析对施工组织进行合理优化。要想做好BIM施工管理，LOD划分又是重中之重，所以，LOD划分对施工成本控制至关重要。

(1)通过BIM施工管理对工程所需劳动力实行动态管理，精确计算出按工程进度划分的各阶段各种工种人员的需求量，提出劳动力计划。同时，可根据现场工程进度以及现场环境情况，动态调整劳动力需求量，最终实现人员精细化管理。根据以往施工经验，实行BIM管理可降低5 %～10 %人工费。

(2)通过BIM施工管理对工程所需原材料实行动态管理，精确计算出按工程进度划分的各阶段各种原材的消耗量，提出原材计划。同时，可根据现场反馈的材料消耗情况对比材料计划，分析出原材料产生偏差的原因，如未按配合比拌和、施工现场浪费等，从而为下次原材料计划提供参考作用，最终实现原材料精细化管理。根据以往施工经验，实行BIM管理可节约5 %～15 %材料费。

(3)通过BIM施工管理对工程所需机械设备实行动态管理，精确计算出按工程进度划分的各阶段各种机械设备的消耗量，提出机械设备计划。同时，可根据施工进度，动态调整机械设备数量，最终实现机械设备精细化管理。根据以往施工经验，实行BIM管理可降低5 %～10 %机械费。

(4)通过对“人、材、机”的BIM动态管理，全面实现精细化管理，从而节省5 %～10 %工期。

5 结束语

由于近两年BIM技术越来越火，各行各业都在探索符合自身行业的BIM发展之路。探索新技术是一件好事情，但不可盲目探索，否则会造成投入了巨大的资金、人力、物力但收效确甚微的情况，这种情况反而会影响BIM技术的发展。因此，探索需要遵循科学的方式方法。就目前BIM发展的经验来看，不管哪个行业，在实行BIM管理前期都需要进行LOD的划分，LOD划分是否科学合理也是后期工作能否够顺利进行的重要保障，从这一点就能看出LOD的重要性。各公司根据自己的实际情况以及施工经验进行LOD划分，千万不能生搬硬套其他公司的LOD，以免出现BIM管理无法落地的情况。

民航机场场道工程BIM施工管理才刚刚开始，还有很多方面需要不断探索进行完善。相信民航机场场道工程BIM施工管理在未来能形成一套成熟的体系。