BIM——建筑工程項(xiàng)目管理的利器

BIM技術(shù)不僅是指模型，還是一個(gè)涉及工作流程的管理體系，是創(chuàng)建與管理建筑物物理與功能特性的數(shù)字化表達(dá)過程。BIM技術(shù)包含的信息非常豐富，因此BIM技術(shù)可以支撐起三維（3D）設(shè)計(jì)、四維（4D）進(jìn)度管理、五維（5D）成本管理，以及后續(xù)設(shè)施設(shè)備運(yùn)維管理的展示整個(gè)建筑生命周期的工程技術(shù)解決方案。總之，BIM技術(shù)不僅是在信息全球化時(shí)代的產(chǎn)物，更是一種理念，一種對項(xiàng)目進(jìn)行全生命周期管理的理念。

對于大型復(fù)雜項(xiàng)目的工程建設(shè)管理而言，BIM技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢。首先，BIM技術(shù)可以將復(fù)雜的建筑形體按照其真實(shí)的尺寸和狀態(tài)進(jìn)行立體呈現(xiàn)，讓使用者可以由抽象到直觀，更好地觀察和理解建筑物；其次，通過使用BIM技術(shù)可以集成建筑物中的各個(gè)專業(yè)，形成統(tǒng)一的BIM模型，完成各專業(yè)之間的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)問題；最后，通過協(xié)調(diào)好的BIM模型快速獲得工程項(xiàng)目的實(shí)體工程量，從而對EPC總承包項(xiàng)目的成本預(yù)算有了更加量化的控制指標(biāo)。

項(xiàng)目概況

隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，城市體育及與此相關(guān)的城市社區(qū)體育設(shè)施建設(shè)成為提升社區(qū)環(huán)境、構(gòu)建文明城市的重要建設(shè)內(nèi)容之一。集健身、休閑、娛樂于一體的城市體育設(shè)施，由于其具有較復(fù)雜的功能，較龐大的建設(shè)體量，以及高難度的施工工藝要求等，常常使建設(shè)實(shí)施過程中的項(xiàng)目管理面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，本文結(jié)合我國目前BIM技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀與體育場館建設(shè)過程中的難點(diǎn)進(jìn)行探討并挖掘有關(guān)應(yīng)用的價(jià)值，對我國未來體育場館工程項(xiàng)目的建設(shè)與管理提供有意義的參考與借鑒。

邯鄲體育中心（主體育場）工程項(xiàng)目為2022年河北省運(yùn)動(dòng)會(huì)主場館，位于趙王大街與太極路交叉口東北角，河北工程大學(xué)新校區(qū)內(nèi)，該項(xiàng)目規(guī)劃占地面積約15萬m2，建筑面積7.2萬m2，可容納約30 000人。體育場內(nèi)地上建筑4層，看臺(tái)高度21.4m，罩棚最高點(diǎn)50m，罩棚的天窗布置呈雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。本文主要闡述BIM技術(shù)在邯鄲體育中心工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，不斷探索BIM技術(shù)的發(fā)展。

BIM技術(shù)的應(yīng)用

優(yōu)化施工圖質(zhì)量，深化設(shè)計(jì)內(nèi)容

邯鄲體育中心工程項(xiàng)目的建筑結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，整體造型以太極圖為設(shè)計(jì)靈感，其中鋼結(jié)構(gòu)頂棚造型獨(dú)特，罩棚的天窗布置呈雙螺旋狀的環(huán)繞之勢，結(jié)構(gòu)形式新穎，設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、前衛(wèi)，結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、科技含量高，對施工技術(shù)要求高。

除此之外，邯鄲體育中心工程項(xiàng)目的主體混凝土結(jié)構(gòu)呈橢圓環(huán)形，看臺(tái)坡度為20～24度。因此，機(jī)電系統(tǒng)的管線和管道需要按照橢圓形的安裝平面進(jìn)行走線，依照建筑物的弧形進(jìn)行不同曲率的彎曲，保持整個(gè)線路的順滑美觀。

鑒于邯鄲體育中心工程項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)形式的上述特點(diǎn)，BIM技術(shù)的運(yùn)用能夠很好地補(bǔ)充和強(qiáng)化二維圖紙難以表達(dá)的工程設(shè)計(jì)內(nèi)容，利用BIM模型三維化的技術(shù)優(yōu)勢更加精準(zhǔn)地表達(dá)各種曲面和異形構(gòu)件，方便工程各參與方更深刻、直觀地了解工程內(nèi)容和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。例如，根據(jù)圖紙涉及的管道、閥門和泵體等構(gòu)件的實(shí)際尺寸將它們的所在位置和周圍空間大小進(jìn)行直接顯示，方便項(xiàng)目管理人員在實(shí)際施工開始之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。邯鄲體育中心工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)使樓層結(jié)構(gòu)和建筑做法相結(jié)合，提升圖紙中項(xiàng)目整體性的統(tǒng)一；加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計(jì)，使鋼構(gòu)件的相貫線節(jié)點(diǎn)得到優(yōu)化；完成機(jī)電系統(tǒng)的建模，復(fù)核了各專業(yè)之間的構(gòu)件或系統(tǒng)沖突碰撞的問題；實(shí)現(xiàn)二次結(jié)構(gòu)、門窗等構(gòu)件的三維定位，提高了設(shè)計(jì)內(nèi)容的精細(xì)度。

基于BIM技術(shù)的施工深化技術(shù)能力可以幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建一整套包含大量信息，如構(gòu)件尺寸、技術(shù)參數(shù)、材質(zhì)、施工順序及進(jìn)度要求、價(jià)格信息、供應(yīng)商信息等幾何與非幾何參數(shù)，尤其是針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特殊節(jié)點(diǎn)位置可以創(chuàng)建BIM模型族文件。根據(jù)創(chuàng)建的族文件進(jìn)一步得到更加詳細(xì)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，不僅可以對各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行集成、協(xié)調(diào)、修訂和校核，而且滿足了施工及管理的需要。

在機(jī)電管線的深化設(shè)計(jì)中，不同專業(yè)的、大小不一的各類管道需要相互協(xié)調(diào)地組織在一起。除滿足基本的設(shè)計(jì)坡度、系統(tǒng)性能外，各管道彼此的間距和位置關(guān)系可以通過BIM技術(shù)得到進(jìn)一步明確。在排布管線的同時(shí)，對管道的支吊架也可以進(jìn)行深化，將可公用支架者合理排布在一起，也節(jié)省了支吊架材料及施工。經(jīng)過BIM技術(shù)綜合排布的管道，一經(jīng)設(shè)計(jì)確認(rèn)，施工時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行。利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線排布，能避免施工時(shí)發(fā)現(xiàn)問題而措手不及，也能最大限度地避免各專業(yè)的交叉問題。

結(jié)合施工要求協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容

邯鄲體育中心工程建筑結(jié)構(gòu)龐大，建成后需要經(jīng)常承擔(dān)體育、文化、娛樂等活動(dòng)的開展，因此內(nèi)部所包含的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)也十分復(fù)雜，如包括給水加壓泵房系統(tǒng)、景觀噴泉系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、中水系統(tǒng)、綠化澆灌系統(tǒng)、換熱站機(jī)房、制冷機(jī)房、空調(diào)機(jī)房、高壓環(huán)網(wǎng)柜、高壓發(fā)電機(jī)組、電氣照明系統(tǒng)、LED智能大屏系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、移動(dòng)通信機(jī)房、排煙系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)等，這對機(jī)電安裝施工提出了很高的要求。

機(jī)電管線綜合排布的科學(xué)合理化需要做好三個(gè)方面的工作：將各專業(yè)管線在有限的空間內(nèi)科學(xué)、合理地布置，提高整體布局的觀感質(zhì)量；避免施工階段各專業(yè)管線因相互交叉、銜接不當(dāng)而造成的返工，確保一次“成活”；在排布各專業(yè)管線的同時(shí)考慮運(yùn)行維修和二次施工的需要，對不同的管線，尤其是施工順序不同的管線的相互影響，以及對需要維修和二次施工的管線留出足夠的空間。

除上述技術(shù)要求外，為了解決管線排布還應(yīng)結(jié)合裝修圖紙嚴(yán)格控制管道標(biāo)高，堅(jiān)持有壓讓無壓、小管讓大管、上水讓下水、水管讓風(fēng)管的原則，避免因各種管線交叉碰撞造成返工和浪費(fèi)。

邯鄲體育中心工程項(xiàng)目通過使用BIM技術(shù)完成建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)核，全面檢查結(jié)構(gòu)預(yù)留洞口和管道走向之間、各機(jī)電專業(yè)管道之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過利用BIM技術(shù)完成機(jī)電管線的綜合排布，將以往分布在不同專業(yè)二維圖紙上以線條表示的管線按照其實(shí)際尺寸以三維立體的方式呈現(xiàn)出來，不同系統(tǒng)的相對位置一目了然，極大地提升了后續(xù)施工安裝工作的準(zhǔn)確性。

通過精細(xì)BIM模型進(jìn)行工程量提取和計(jì)量

經(jīng)過施工深化設(shè)計(jì)，BIM模型中所體現(xiàn)的建筑工程實(shí)體內(nèi)容可以更加精確地進(jìn)行有關(guān)實(shí)體工程量計(jì)算。BIM模型成為與未來永久建筑物1：1的虛擬模型，在充分考慮實(shí)體構(gòu)件相互扣減等技術(shù)要求的前提下，通過5D云快速、便捷、準(zhǔn)確地從BIM模型中直接提取有關(guān)工程量，并完成工程量清單。

這種做法減輕了傳統(tǒng)造價(jià)人員的工作量，使成本管理人員可以直接從已做好的BIM模型中獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，大大縮短了工作流程，提高了工作效率。原來需要數(shù)周完成的工作，現(xiàn)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就能完成。這不但可以成為成本管理人員快速復(fù)核傳統(tǒng)工程量計(jì)量成果的依據(jù)，而且在項(xiàng)目實(shí)施過程中成為審核工程形象進(jìn)度及進(jìn)度款的有力手段，減少審核時(shí)間，提高審核精度。另外，云平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢也滿足了項(xiàng)目部與公司本部的多地點(diǎn)辦公管理需要。

此外，針對項(xiàng)目過程中經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更，BIM技術(shù)不僅能對變更內(nèi)容進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，而且可以快速對比出變更前后的差異及工程量變化。這種做法將幫助項(xiàng)目雙方就變更范圍帶來的影響快速達(dá)成一致，在保證項(xiàng)目正常實(shí)施的情況下，減少因反復(fù)談判而導(dǎo)致的資源與時(shí)間的浪費(fèi)。

結(jié)語

通過不斷的探索和應(yīng)用，BIM技術(shù)為正在施工建設(shè)中的邯鄲體育中心工程項(xiàng)目帶來的價(jià)值越來越明顯。其可以將建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等項(xiàng)目參與方聯(lián)系到一個(gè)統(tǒng)一的BIM技術(shù)成果上，在越來越復(fù)雜的體育場館工程項(xiàng)目實(shí)施過程中提供具有可視化、精細(xì)化等諸多優(yōu)點(diǎn)的解決方案，有效地規(guī)避項(xiàng)目中專業(yè)交叉的技術(shù)難題，保證項(xiàng)目全生命周期的數(shù)據(jù)完整性和連續(xù)性，提升工程項(xiàng)目質(zhì)量。

BIM技術(shù)在建設(shè)工程行業(yè)的全面應(yīng)用已經(jīng)成為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級(jí)的必然趨勢。面對體育場館類型的建設(shè)工程項(xiàng)目，以及施工過程中可能出現(xiàn)的各種困難，BIM技術(shù)為解決這些難題提供了更加豐富而有效的處理手段。其所具有的三維可視化、協(xié)同性及信息數(shù)據(jù)化等特點(diǎn)，奠定了建筑業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)，未來一定會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值。

王軍海，邯鄲城市發(fā)展投資集團(tuán)有限公司邯鄲市體育中心工程項(xiàng)目部執(zhí)行經(jīng)理，“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“綠色建筑及建筑工業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目組成員， 農(nóng)工黨邯鄲市委會(huì)環(huán)境保護(hù)專委會(huì)委員，房地產(chǎn)估價(jià)師，高級(jí)項(xiàng)目管理師。