大型綜合工程總承包模式下的BIM實施應(yīng)用

中國建筑第八工程局有限公司上海分公司 上海 200433

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）作為一種全新的理念和技術(shù)，正受到國內(nèi)外學(xué)者和業(yè)界的普遍關(guān)注[1-3]。住建部《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》把BIM技術(shù)定義為支撐建筑行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)。BIM技術(shù)目前在單專業(yè)的施工過程中應(yīng)用較多，如解決機電專業(yè)的碰撞問題，幕墻專業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的預(yù)拼裝工序問題等，大型綜合商辦項目全專業(yè)的BIM實施應(yīng)用尚不多見。中海油大廈（上海）項目是一個典型的大型綜合商辦項目，本項目成功的探索、總結(jié)了一套施工總承包模式下的BIM實施應(yīng)用管理方法，并取得了良好的效果。

1 項目概況與實施難點

中海油大廈（上海）項目是一個集商業(yè)、辦公于一體，多專業(yè)、高要求的綜合項目，位于上海市長寧區(qū)臨空經(jīng)濟園區(qū)9-2、9-3地塊。本項目實施BIM管理模式、實現(xiàn)數(shù)字樓宇模型有以下幾個難點：

1）建筑面積大：本工程總建筑面積158 235 m2。其中地上9 層，建筑面積96 319 m2；地下2 層，建筑面積61 916 m2。建筑限高40 m。

2）涉及專業(yè)多：本工程除基本的土建工程（結(jié)構(gòu)、粗裝修）、機電工程（暖通、給排水、電氣）、市政工程（給排水、燃氣、電力）外，還包含幕墻、精裝修、園林綠化、鋼結(jié)構(gòu)、弱電、太陽能、電梯、景觀照明、高壓細水霧、氣體滅火、VRV等專業(yè)工程。

3）項目工期緊：本項目從主體結(jié)構(gòu)施工到驗收僅13 個月，精裝修施工完成僅6 個月，機電工程安裝完成僅10 個月。

4）業(yè)主要求高：業(yè)主方要求本項目竣工時需交付BIM模型，并在工程初始階段就制定了《中海油數(shù)字樓宇技術(shù)標準》，其中對模型中的各項信息和精度作了詳細的規(guī)定，要求本項目的BIM模型需與實體一致，且實體中所有材料、設(shè)備信息（包括技術(shù)信息、產(chǎn)品信息、建造信息、維保信息等）需錄入完整。

綜上所述，本項目可以作為一個典型的BIM實施應(yīng)用管理實例，施工過程中解決上述難題的方法具有較為普遍的意義。下面將詳細介紹本工程總結(jié)的一套施工總承包模式下的BIM實施應(yīng)用管理方法。

2 BIM實施工作流程

BIM模型的建立過程可分為5 個階段，分別為清圖階段、初模階段、深化階段、施工階段、竣工階段。根據(jù)每一個階段的工作內(nèi)容，可以相應(yīng)的對BIM模型進行應(yīng)用。

2.1 清圖階段

清圖階段是指施工單位接收到設(shè)計院的施工圖或?qū)I(yè)單位的深化圖后，對圖紙進行整理的階段，其主要目的是完成建模前的準備工作，包括檢驗圖紙的完整性、編排建模計劃等工作，具體流程見圖1。

2.2 初模階段

初模階段是指清圖階段后，建模團隊接收到可建模圖紙時建立第1版模型的階段。該版模型是對工程包含的全專業(yè)建立的初步模型，其主要目的是進一步檢查、復(fù)核單專業(yè)圖紙的完整性、準確性。在建模過程中發(fā)現(xiàn)的圖紙問題，如圖紙中的系統(tǒng)不完整、內(nèi)容表述不清楚等，都會匯總在問題清單里集中由總包、業(yè)主的技術(shù)人員及設(shè)計院的設(shè)計人員統(tǒng)一解決，待問題解決后進一步完善并提交第1版初步模型。初步模型提交后，各專業(yè)的技術(shù)及施工人員會集中對本專業(yè)模型進行審核，審核結(jié)果會反饋給建模團隊用于完善模型，最終實現(xiàn)初步模型完成。具體流程見圖2。

圖1 清圖階段流程

圖2 初模階段流程

2.3 深化階段

深化階段是指將初步模型（所有專業(yè)的單專業(yè)模型）整合在一起，發(fā)現(xiàn)、解決各專業(yè)間存在的問題，并修改各專業(yè)深化圖，根據(jù)修改后深化圖再次建立高精度模型的階段。其中該階段的工作內(nèi)容包括3 個部分：第1是整合模型，由各專業(yè)技術(shù)人員共同審核模型，發(fā)現(xiàn)并解決模型存在的問題，如機電專業(yè)與土建專業(yè)的碰撞問題，可通過修改機電專業(yè)深化圖解決碰撞；第2是根據(jù)模型問題的解決方法由各專業(yè)單位修改深化圖；第3是根據(jù)修改后的深化圖建立滿足精度要求的深化模型。具體流程見圖3。

圖3 深化階段流程

2.4 施工階段

施工階段是指深化模型在施工過程中應(yīng)用的階段。BIM模型的應(yīng)用包括三維可視化交流、方案交底、施工模擬等，與此同時模型還需要時時更新，以保證與現(xiàn)場一致。具體流程見圖4。

圖4 施工階段流程

1）三維可視化交流。三維可視化交流主要指模型的瀏覽，模型瀏覽可以以3D漫游、視頻動畫等形式進行，供各需求方查看虛擬施工現(xiàn)場的情況。

2）方案交底。BIM模型可對各項施工方案進行三維可視化交底，對施工過程中使用dwg格式的二維平面圖紙難以理解的節(jié)點進行建模，可以更直觀、更清楚的將施工做法展現(xiàn)在工人眼前。

3）施工模擬。對于施工重點難點區(qū)域以及重要的施工方案，可以進行施工模擬展示。施工模擬包含以下幾個方面：施工進度模擬（如整體施工進度4D模擬）、重要方案的施工模擬（如大型設(shè)備的吊裝模擬、垂直運輸模擬）、重要區(qū)域的施工模擬（如各大機房設(shè)備、管線安裝模擬）、復(fù)雜區(qū)域施工組織模擬（如地下室、辦公區(qū)走道等專業(yè)和工種較多區(qū)域的施工工序模擬）等。

4）模型更新。在施工階段，模型需根據(jù)設(shè)計變更、工程洽商等原因造成的設(shè)計圖紙改變以及現(xiàn)場工程師反饋的施工現(xiàn)場與設(shè)計圖紙的差異進行更新，以保證模型與最新設(shè)計文件、施工的實際情況一致。

2.5 竣工階段

竣工階段是指完善最終模型的階段。該階段的工作內(nèi)容包括根據(jù)各專業(yè)竣工圖修改模型、完善模型信息、編寫模型使用說明、提交模型完整資料等內(nèi)容。具體流程見圖5。

圖5 竣工階段流程

3 BIM實施保障機制

為確保BIM模型的建立和應(yīng)用順利進行，本項目總結(jié)了若干BIM實施保障機制，這些保障機制在本工程的BIM實施過程中取得了良好的效果。

3.1 圖紙與設(shè)計文件管理機制

對圖紙與設(shè)計文件進行系統(tǒng)管理的目的是從設(shè)計的角度管理模型版本，保證模型與最新版本圖紙一致，與此同時也確保審核模型時有圖可依。具體實施方法是：建立各專業(yè)圖紙管理臺賬和設(shè)計文件管理臺賬，臺賬中需詳細記錄各專業(yè)圖紙版本、設(shè)計文件接收日期以及圖紙和設(shè)計文件的下發(fā)日期。新版圖紙或設(shè)計文件下發(fā)后仍按上述BIM實施工作流程中的幾個階段進行模型更新。

3.2 施工現(xiàn)場信息反饋機制

各專業(yè)單位現(xiàn)場施工過程中不可避免會出現(xiàn)誤差或者與設(shè)計圖紙不符等情況，由于BIM模型必須與現(xiàn)場施工保持一致，所以上述情況必須有相應(yīng)的信息反饋。根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)的各類情況更新BIM模型，同時也可以用模型來審核現(xiàn)場施工是否合理可行，若可行則經(jīng)業(yè)主、設(shè)計同意后進行相應(yīng)流程變更，若不可行則施工現(xiàn)場按設(shè)計要求整改。具體實施方法可以安排各專業(yè)單位的現(xiàn)場工程師以日報、周報的形式，在固定的例會中對現(xiàn)場信息進行反饋。

3.3 設(shè)備材料信息提供機制

對于精度要求較高的模型，需要在模型中添加現(xiàn)場施工材料、設(shè)備的各類信息，由于初步模型、深化模型往往在施工前完成，這時就存在設(shè)備材料尚未確定的情況。在竣工模型的完善過程中，需要各專業(yè)單位及時將現(xiàn)場使用的材料信息、安裝的設(shè)備信息提交至建模團隊。由于工程中的專業(yè)多、材料多、設(shè)備多，若不能按工程進度及時提交模型信息資料，會導(dǎo)致后期較大的工作量，因此需建立設(shè)備材料信息提供機制。具體的實施方法可以安排各專業(yè)單位材料工程師在提交設(shè)備、材料進場驗收資料時，一并將各類信息提交至建模團隊。

3.4 BIM模型審核機制

BIM模型的審核是確保最終模型準確性的重要手段。審核的主要目的是保證模型與設(shè)計圖紙、現(xiàn)場施工一致。模型審核的具體實施方法可以由總包主持，安排固定例會及不定期會議，根據(jù)建模進度，召集各專業(yè)技術(shù)負責(zé)人及現(xiàn)場工程師共同審核模型。若模型存在問題，則由建模團隊根據(jù)各專業(yè)單位工程師建議及各專業(yè)圖紙進行模型修改，直至模型審核無誤[4-6]。

4 結(jié)語

BIM作為一項全新的技術(shù)，為施工管理提供了一個全新的平臺，在施工企業(yè)有著廣闊的前景。中海油大廈（上海）項目的BIM實施應(yīng)用取得了良好的效果，得到了業(yè)界的一致認可與好評。