建設(shè)單位牽頭模式下的BIM應(yīng)用創(chuàng)新

陳長(zhǎng)流

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)甘肅有限公司，蘭州730070）

0 引言

傳統(tǒng)管理模式下的建設(shè)項(xiàng)目普遍存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散、信息交流手段落后等情況，如工程項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等過(guò)程中，相關(guān)工程數(shù)據(jù)主要采用估算、手工報(bào)表、電子文檔等方式，各參與方之間的信息交流存在信息傳遞工作量大、效率低下的情況；同時(shí)以二維圖形表達(dá)的設(shè)計(jì)結(jié)果易造成信息歧義、失真和錯(cuò)誤等情況，工程成本一般只能核算建設(shè)成本及維護(hù)成本，建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期成本得不到有效核算。

本文以某互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心工程為背景，介紹了如何發(fā)揮建設(shè)單位的牽頭作用，充分利用BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，做到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段BIM應(yīng)用創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息共享。

1 BIM特點(diǎn)

BIM技術(shù)能應(yīng)用于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期各個(gè)階段，它的核心特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期各參與方在同一建筑信息模型的基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)及時(shí)更新及共享，它具有以下主要特點(diǎn)[1-7]：

1.1 共享性

實(shí)現(xiàn)信息共享是BIM技術(shù)一個(gè)主要特點(diǎn)。各參建方、各專業(yè)間可以通過(guò)大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享、協(xié)同工作和數(shù)據(jù)交互。嚴(yán)格意義上說(shuō)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)信息共享的技術(shù)就算不上是BIM技術(shù)。

1.2 可視化

可視化即“所見(jiàn)即所得”。BIM技術(shù)提供可視化的解決方案，而建筑設(shè)計(jì)效果圖只體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的表現(xiàn)而不具有真實(shí)建造的意義，BIM技術(shù)可以在三維模式下實(shí)現(xiàn)可視化展示、可視化設(shè)計(jì)、可視化交底、可視化運(yùn)維。

1.3 協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)工作在工程建設(shè)中占用的時(shí)間相當(dāng)大，項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中若遇到相關(guān)問(wèn)題，就需要協(xié)調(diào)各相關(guān)參與方一起查找和解決問(wèn)題。往往時(shí)間成本、人工成本耗費(fèi)很大，BIM技術(shù)可在建筑物建造各階段，用計(jì)算機(jī)模擬建造的手段對(duì)各專業(yè)的設(shè)計(jì)、施工等問(wèn)題進(jìn)行預(yù)判，同時(shí)通過(guò)可視化的手段及時(shí)溝通、協(xié)調(diào)存在的相關(guān)專業(yè)碰撞、凈高控制、工藝要求等各種問(wèn)題。

1.4 模擬性

在建設(shè)項(xiàng)目的不同階段，均能使用BIM技術(shù)的模擬性來(lái)解決問(wèn)題。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析、聲環(huán)境分析、應(yīng)急疏散分析、日照分析、節(jié)能分析等各種模擬分析。在施工階段可以進(jìn)行三維模型垣進(jìn)度控制的4D模擬、三維模型垣進(jìn)度控制垣投資控制的5D模擬。在運(yùn)營(yíng)階段還可以進(jìn)行緊急狀況下人員疏散模擬、模擬項(xiàng)目運(yùn)維狀況等。

1.5 優(yōu)化性

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)化。BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)三維排版、三維交底、方案驗(yàn)算等功能，BIM模型中相關(guān)模型元素可賦予高程、坐標(biāo)、形狀樣式、位置關(guān)系及布局等幾何信息，材質(zhì)、顏色、類型等非幾何信息。基于BIM技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行方案優(yōu)化，把項(xiàng)目方案和建設(shè)投資、投資回報(bào)等各種分析結(jié)合起來(lái)，方案變化對(duì)建設(shè)投資、投資回報(bào)等的影響可以實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)，有利于項(xiàng)目方案的決策及優(yōu)化。

1.6 可出圖

BIM模型通過(guò)協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化后，以三維模型為基礎(chǔ)生成符合要求的各種圖紙，如通過(guò)剖切的方式形成平面、立面、剖面、節(jié)點(diǎn)等二維圖紙及經(jīng)過(guò)碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改的綜合管線排布圖、洞口警示圖、結(jié)構(gòu)留洞圖、安裝施工圖等各類圖紙。

2 BIM技術(shù)路線及應(yīng)用策劃

Building SMART International對(duì)BIM在項(xiàng)目全生命周期中應(yīng)用內(nèi)容如圖1所示。

圖1 BIM在項(xiàng)目全生命周期中的應(yīng)用

結(jié)合BIM的上述優(yōu)勢(shì)及國(guó)際機(jī)構(gòu)BIM應(yīng)用的相關(guān)詮釋，建設(shè)單位牽頭成立了BIM團(tuán)隊(duì)，BIM團(tuán)隊(duì)由相關(guān)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人及專業(yè)人員組成，制定了切合工程實(shí)際的BIM技術(shù)路線及應(yīng)用策劃。

建設(shè)單位作為BIM應(yīng)用總協(xié)調(diào)方，是BIM應(yīng)用過(guò)程和工作質(zhì)量監(jiān)督管理單位，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)了BIM協(xié)同流程、交付時(shí)間和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等，明確了協(xié)同工作方式、協(xié)同工作流程、數(shù)據(jù)交付格式及模型文件命名原則、BIM軟件的類型及版本、各不同階段BIM模型細(xì)度要求等，同時(shí)監(jiān)督各參與方對(duì)交付的模型進(jìn)行質(zhì)量檢查。

BIM應(yīng)用策劃與項(xiàng)目的計(jì)劃、目標(biāo)和資源能力相符合，BIM的實(shí)施過(guò)程嚴(yán)格按照BIM應(yīng)用策劃執(zhí)行。本項(xiàng)目的BIM應(yīng)用策劃包含BIM應(yīng)用目標(biāo)、應(yīng)用范圍、應(yīng)用流程、模型質(zhì)量、應(yīng)用進(jìn)度計(jì)劃及模型交付要求、應(yīng)用之間的信息交換要求、人員組織和相應(yīng)職責(zé)等等，如圖2所示。

圖2 BIM技術(shù)路線及應(yīng)用策劃

3 工程概況及BIM應(yīng)用點(diǎn)

本項(xiàng)目為某互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心工程，位于甘肅蘭州新區(qū)，總占地面積約8萬(wàn)m2，一期總建筑面積約3.3萬(wàn)m2。該項(xiàng)目設(shè)置有約900 m室外綜合管廊、約1 100 m綜合支吊架、約2 000 m2制冷機(jī)房、約5 000多個(gè)信息監(jiān)測(cè)點(diǎn)、約300多臺(tái)設(shè)備。

該項(xiàng)目BIM技術(shù)的應(yīng)用提高了工作效率、避免了重復(fù)浪費(fèi)、做到了一次成優(yōu)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和管理效果。該工程相關(guān)特點(diǎn)及BIM應(yīng)用點(diǎn)如表1所示。

表1 工程相關(guān)特點(diǎn)及BIM應(yīng)用點(diǎn)

4 BIM技術(shù)相關(guān)應(yīng)用效果

4.1 管線綜合BIM應(yīng)用

該項(xiàng)目室外綜合管廊中設(shè)置了室外給水管、消火栓管、供水管、回水管等各種管線及相關(guān)強(qiáng)電、弱電橋架，在數(shù)據(jù)中心走廊區(qū)域設(shè)置有綜合支吊架系統(tǒng)，綜合支吊架系統(tǒng)存在管線占用空間大、涉及管線多、管線尺寸差異大、管線重量大等特點(diǎn)。

BIM團(tuán)隊(duì)對(duì)高差變化處、管線路由變化處、管線交匯處等主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求對(duì)管線進(jìn)行合理布置，基于各專業(yè)模型優(yōu)化各管線排布方案，對(duì)建筑物豎向設(shè)計(jì)空間進(jìn)行檢測(cè)分析，并給出最優(yōu)的凈空高度，對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞進(jìn)行校核，生成結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞圖紙。指導(dǎo)施工單位開展三維技術(shù)交底，依據(jù)BIM模型開展精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)下料，并進(jìn)行模擬施工，綜合管線BIM深化模型如圖3所示，數(shù)據(jù)中心走廊區(qū)域經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)整后的過(guò)道凈高控制圖如圖4所示。

圖3 綜合管線BIM深化模型

圖4 過(guò)道區(qū)域凈高控制

在建設(shè)單位牽頭下，監(jiān)理單位、施工單位嚴(yán)格按照BIM深化模型指導(dǎo)施工，做到精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)施工，管線綜合相關(guān)實(shí)景照片如圖5所示。

圖5 管線綜合相關(guān)實(shí)景照片

通過(guò)利用BIM技術(shù)的可視化功能，對(duì)相關(guān)管線進(jìn)行綜合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)三維交底和工序協(xié)調(diào)，做到了一次成優(yōu)、避免返工。通過(guò)碰撞檢查,共發(fā)現(xiàn)2 700余處碰撞點(diǎn)，通過(guò)提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免了約80萬(wàn)元的變更簽證費(fèi)用，節(jié)約了工期，提高了管理效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 運(yùn)維管理BIM應(yīng)用

本項(xiàng)目針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多、設(shè)備數(shù)量多、安全要求高等特點(diǎn)，制定了BIM運(yùn)維階段應(yīng)用策劃，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)可視化管理、設(shè)備設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控、安全監(jiān)測(cè)、能耗監(jiān)控等。將相關(guān)資產(chǎn)運(yùn)維管理信息納入BIM模型，做到交付的運(yùn)維模型相關(guān)幾何信息和非幾何信息與實(shí)際現(xiàn)狀一致。運(yùn)維模型來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際竣工模型，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核確認(rèn)，做到模型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況一致，保證其可靠性。

圖6是數(shù)據(jù)中心完整BIM模型，圖7是可視化運(yùn)維管理界面，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)收集相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀況的相關(guān)信息，提供監(jiān)測(cè)、報(bào)警、預(yù)警等功能，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息共享。

圖6 數(shù)據(jù)中心完整BIM模型

圖7 可視化運(yùn)維管理界面

5 結(jié)語(yǔ)

建筑業(yè)信息化技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)的快速發(fā)展，使得建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息共享變得可能。本文以某互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心工程為背景，介紹了建設(shè)單位牽頭模式下的BIM在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期各階段的創(chuàng)新應(yīng)用，可以得到以下結(jié)論：

（1）建設(shè)單位牽頭制定BIM應(yīng)用策劃，有利于發(fā)揮各參建方的主觀能動(dòng)性，對(duì)BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用有較好的效果。

（2）建設(shè)單位牽頭模式下的BIM應(yīng)用，有利于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息共享，為運(yùn)維階段BIM應(yīng)用提供支撐。

（3）BIM技術(shù)對(duì)運(yùn)維階段有設(shè)備設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控、資產(chǎn)可視化管理需求的單位有積極的借鑒作用。

（4）BIM技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)管理模式、工作方式方法的重大變革，有利于提升管理效益。

[1] 中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì).第二屆全國(guó)BIM學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2016.

[2] 中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì).第三屆全國(guó)BIM學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

[3] 何關(guān)培.那個(gè)叫BIM的東西究竟是什么[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[4] 何關(guān)培.那個(gè)叫BIM的東西究竟是什么2[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[5] 何關(guān)培.如何讓BIM成為生產(chǎn)力[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

[6] 黃強(qiáng)著.論BIM[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2016.

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