尤 元 寶
(江蘇師范大學(xué)基建處,江蘇 徐州 221116)
當(dāng)前高?;ㄓ梢?guī)模擴(kuò)張向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,為高水平大學(xué)建設(shè)和內(nèi)涵建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。高?;ü芾砼c投資開(kāi)發(fā)商項(xiàng)目管理不同,具有非營(yíng)利性、部門(mén)協(xié)調(diào)多,專業(yè)人員少,決策程序復(fù)雜等特點(diǎn)。然而當(dāng)前高校基建普遍存在投資控制難、工期不可控、管理效率低、結(jié)算周期長(zhǎng)和后期維保扯皮事項(xiàng)多等現(xiàn)狀。同時(shí)設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,任務(wù)非常重。受控于甲方的工期催促,各專業(yè)按照本行業(yè)規(guī)范獨(dú)立設(shè)計(jì)完成后,基本沒(méi)有時(shí)間再認(rèn)真核對(duì)專業(yè)圖紙間的問(wèn)題。這樣就會(huì)給后期施工帶來(lái)大量的變更。結(jié)合高校內(nèi)控制度建設(shè)、工程項(xiàng)目管理審計(jì)及廉潔要求,高校推廣應(yīng)用BIM信息技術(shù)管理,對(duì)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的高校基建工作起著非常重要的作用,特別是對(duì)大體量群體工程,效果更加明顯,比如新校區(qū)建設(shè)等,同時(shí)也為高?;ń⑿滦图夹g(shù)管理模式。當(dāng)前高?;☉?yīng)用BIM技術(shù)主要意義在于其具有可視化溝通的界面、能夠加強(qiáng)設(shè)計(jì)協(xié)同管理,減少工程變更,優(yōu)化工期進(jìn)度,設(shè)備資產(chǎn)的管理、精準(zhǔn)計(jì)算工程量及工程造價(jià)等現(xiàn)實(shí)意義。應(yīng)用BIM使項(xiàng)目全壽命期內(nèi)的參與方能夠信息共享。協(xié)同工作,解決行業(yè)內(nèi)的信息孤島問(wèn)題,提高建設(shè)工程質(zhì)量與效率。同時(shí),當(dāng)前新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷涌現(xiàn),新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高及使用方的個(gè)性化需求,讓建筑本身集中了更豐富的信息點(diǎn),BIM就因時(shí)而生。
關(guān)于建筑信息模型,相關(guān)部門(mén)及組織有幾種定義:
住建部GB/T 51212—2016建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中術(shù)語(yǔ)建筑信息模型定義表述為:建筑信息模型(Building Information Modeling,Building Information Model,BIM):在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi),對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),并以此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程和結(jié)果的總稱,簡(jiǎn)稱模型。
教育部出臺(tái)的《建筑信息模型(BIM)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》中術(shù)語(yǔ)建筑信息模型定義表述為:建筑信息模型(Building Information Model,Building Information Modeling,Building Information Management,BIM):是指在建設(shè)工程及設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段全壽命周期創(chuàng)建和管理建筑信息的過(guò)程,全過(guò)程應(yīng)用三維、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的模型涵蓋了幾何信息、空間信息、地理信息、各種建筑組件的性質(zhì)信息及工料信息。
國(guó)際智慧建造組織(building SMART Internation,bSI)也是從三個(gè)層次對(duì)BIM進(jìn)行了定義即Building Information Model(建筑信息模型),Building Information Modeling(建筑信息模型應(yīng)用)和Building Information Management(建筑信息管理)。以上三個(gè)層次是逐漸遞進(jìn)的關(guān)系,有了模型和應(yīng)用,建筑信息化管理才會(huì)真正落到實(shí)處。
1.2.1 國(guó)外BIM發(fā)展
美國(guó)的BIM研究與應(yīng)用都走在世界前列,其中美國(guó)總務(wù)署、美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)和智慧建造聯(lián)盟(bSa)等三大機(jī)構(gòu)對(duì)BIM的發(fā)展推廣起到較大的作用[1]。2004年,美國(guó)就開(kāi)始基于IFC編制國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn),2007年,美國(guó)第一部具有指導(dǎo)性和規(guī)范性的BIM標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世——NBIMS(VER1)[2,3]。2009年英國(guó)發(fā)布了《AEC(UK)BIM Standard》這一推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),由項(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)同工作標(biāo)準(zhǔn)、模型標(biāo)準(zhǔn)、出圖標(biāo)準(zhǔn)等五部分組成。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是韓國(guó)的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng),2010年1月由韓國(guó)國(guó)土海洋部發(fā)布BIM應(yīng)用指南——《Architectural BIM Guideline of Korea》,該指南分為業(yè)務(wù)指南、技術(shù)指南、管理指南和應(yīng)用指南。系統(tǒng)說(shuō)明了BIM的業(yè)務(wù)步驟、業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、BIM軟件、BIM數(shù)據(jù)、交付物管理、責(zé)任和權(quán)限、應(yīng)用案例和方法等。2007年芬蘭Senate Properties公布BIM Requirements2007標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)闡述了BIM架構(gòu),共9卷,明確了各階段的建模要求[4,5]。
1.2.2 國(guó)內(nèi)BIM發(fā)展
BIM技術(shù)的發(fā)展,首先政策先行,從國(guó)家層面、部分省市及相關(guān)學(xué)者三個(gè)方面闡述:
1)國(guó)家層面:
2011年,住建部在發(fā)布的《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確指出,在“十二五”期間加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用。2015年6月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確提出了BIM在建筑業(yè)的發(fā)展目標(biāo)和各參與方的重要工作。2017年7月1日實(shí)施的GB/T 51212—2016建筑統(tǒng)一模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),是我國(guó)第一部建筑信息模型應(yīng)用的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),提出了建筑信息模型應(yīng)用的基本要求,是建筑信息模型應(yīng)用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),可作為我國(guó)建筑信息模型應(yīng)用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和編制的依據(jù)。2018年1月1日起實(shí)施的GB/T 51235—2017建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),《標(biāo)準(zhǔn)》是我國(guó)第一部建筑工程施工領(lǐng)域的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)了我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的空白,與行業(yè)BIM技術(shù)政策(《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》(建質(zhì)函[2015]159號(hào))和《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》(建質(zhì)函[2016]183號(hào))等)相呼應(yīng)。2019年1月24日國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于印發(fā)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》的通知,方案中提到從2019年開(kāi)始,在職業(yè)院校、應(yīng)用型本科高校啟動(dòng)“學(xué)歷證書(shū)+若干職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)”制度試點(diǎn)(以下稱1+X證書(shū)制度試點(diǎn))工作。3月25日教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所發(fā)布《關(guān)于參與1+X證書(shū)制度試點(diǎn)的首批職業(yè)教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)組織及職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)公示公告》,確定了首批參與1+X證書(shū)制度試點(diǎn)工作的5家職業(yè) 教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)組織及其開(kāi)發(fā)的職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)和標(biāo)準(zhǔn),其中包含建筑信息模型(BIM)職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)。
2)部分代表省市出臺(tái)建筑信息模型規(guī)范性文件:
北京市:2014年9月1日實(shí)施的北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB 11/1063—2014民用建筑信息模型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)第一部BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
湖南省:2018年11月19日湖南省住建廳發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)我省裝配式建筑發(fā)展有關(guān)工作的通知》,明確高校基建項(xiàng)目應(yīng)采用裝配式建筑,強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)應(yīng)集建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修于一體化的集成設(shè)計(jì),并推廣應(yīng)用BIM正向軟件,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。2019年2月27日,該廳組織了湖南省BIM報(bào)建審批平臺(tái)建設(shè)方案技術(shù)論證會(huì),有利于推動(dòng)BIM技術(shù)在工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的集成應(yīng)用,而且還可為全國(guó)工程建設(shè)項(xiàng)目行政審批制度改革提供有益探索。
3)學(xué)者研究:
國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)BIM的研究在實(shí)踐中的應(yīng)用主要有:劉占省等將BIM技術(shù)應(yīng)用在徐州奧體中心體育場(chǎng)施工項(xiàng)目,為大跨度預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)建模、模擬提供了參考價(jià)值[6];張建平等在邢汾高速公路工程應(yīng)用BIM技術(shù),開(kāi)發(fā)了基于BIM的邢汾高速公路4D建設(shè)管理系統(tǒng)[7];龍騰研究了BIM在武漢某高架橋工程施工中的應(yīng)用[8];鐘煒等研究BIM在高校工程管理教學(xué)中的應(yīng)用[9];張德海等研究了在BIM環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)高效的建筑協(xié)同設(shè)計(jì),指出了參數(shù)化設(shè)計(jì)出圖與傳統(tǒng)出圖效率、視覺(jué)協(xié)同和碰撞協(xié)調(diào)比傳統(tǒng)協(xié)同方式的效率都有極大的提高[10]。同時(shí)在軌道交通、裝配式、綜合管網(wǎng)、建筑節(jié)能、綠色建筑、施工模擬、工程造價(jià)、建筑設(shè)備可視化管理、建筑性能分析、全壽命周期管理等方面都有研究。截至2020年10月初通過(guò)知網(wǎng)平臺(tái),查詢了目前國(guó)內(nèi)對(duì)BIM研究的相關(guān)論文成果已達(dá)44 000余篇。而高校涉及BIM的研究?jī)H有900余篇。主要在課程教學(xué)中,在工程項(xiàng)目中應(yīng)用研究的較少。
綜合上述,BIM的發(fā)展目前也基本在各個(gè)領(lǐng)域都有所涉及,但其推廣應(yīng)用還有很長(zhǎng)一段路要走。這里面涉及政府、設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位、施工方及材料供應(yīng)商等單位,但是回歸項(xiàng)目建設(shè)的目的是使建設(shè)項(xiàng)目增值,應(yīng)用BIM最大的受益者是建設(shè)單位。學(xué)者李恒等就提出建設(shè)單位驅(qū)動(dòng)的BIM應(yīng)用模式的建議。但是目前高校建設(shè)單位自主應(yīng)用BIM技術(shù)在工程實(shí)踐中案例較少,基于此,本文對(duì)高?;窘ㄔO(shè)管理中應(yīng)用BIM進(jìn)行深入研究,以期為高?;ü芾韯?chuàng)新提供新的模式,并為高?;ㄍ刑峁﹨⒖?。
可視化的三維模型及前期施工模擬,給高?;ü芾碚邊R報(bào)工作提出了一個(gè)全新的思路。從主體結(jié)構(gòu)到裝飾裝修,再到后期運(yùn)營(yíng)的設(shè)備家具等。都通過(guò)色彩渲染,實(shí)務(wù)虛擬等提前感受效果。對(duì)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)者宣傳來(lái)說(shuō),也是非常好的途徑。需要多方案比選時(shí),將各種方案分別建立模型,增強(qiáng)可視性,便于匯報(bào)并盡早做出決策,彌補(bǔ)高?;ü芾韴F(tuán)隊(duì)專業(yè)技術(shù)人員不足的缺陷。
項(xiàng)目的施工組織是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵,主要是依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,進(jìn)行施工部署、擬定施工總進(jìn)度計(jì)劃、施工準(zhǔn)備與主要資源配置計(jì)劃、確定主要施工方法及施工方案與現(xiàn)場(chǎng)總平面圖布置。應(yīng)用BIM技術(shù),就是提前對(duì)施工平面布置、施工方案等進(jìn)行模擬,提前預(yù)判項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可能存在的問(wèn)題,做好可視化施工交底,達(dá)到優(yōu)化工程工序、合理調(diào)配資源及優(yōu)化工期的目的。
1)采用BIM技術(shù)的施工總平面布置。
施工總平面布置的好壞,對(duì)項(xiàng)目后期實(shí)施意義深遠(yuǎn)。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形狀況布置總平面圖時(shí),應(yīng)堅(jiān)持以下原則:平面布置科學(xué)合理,場(chǎng)地占用少;合理組織運(yùn)輸,減少二次搬運(yùn);施工區(qū)域的劃分應(yīng)減少相互干擾;臨時(shí)設(shè)施應(yīng)方便生產(chǎn)生活,辦公區(qū)、生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)宜分離設(shè)置;滿足節(jié)能、環(huán)保和消防等要求。BIM技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)平面布置提供了較好的平臺(tái),通過(guò)建立場(chǎng)地模型、建筑模型后,添加現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備、結(jié)合工程周邊環(huán)境實(shí)際情況對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布置模擬,極大地減少因布置不合理造成后期施工困難及成本增加。
2)結(jié)合project軟件,形成4D模型,進(jìn)行施工模擬,優(yōu)化施工。
建設(shè)工程工序較多且復(fù)雜,如何通過(guò)最優(yōu)布置,達(dá)到優(yōu)化施工的目的。同時(shí)對(duì)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理也起到重要的作用,通過(guò)危險(xiǎn)因素識(shí)別、危險(xiǎn)區(qū)域劃分、施工空間沖突管理,制定安全措施,實(shí)時(shí)安全監(jiān)控及基于BIM安全培訓(xùn)。建設(shè)單位可以進(jìn)行有效的進(jìn)度管理,改變傳統(tǒng)以施工方進(jìn)度管理帶來(lái)的信息閉塞、滯后及不合理問(wèn)題。
通過(guò)信息模型,進(jìn)行國(guó)有資產(chǎn)管理工作。將設(shè)備型號(hào)、廠家、采購(gòu)時(shí)間、價(jià)格、設(shè)備存放位置、使用單位及使用人錄用信息系統(tǒng),進(jìn)行國(guó)產(chǎn)資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)與管理工作。利用竣工的BIM模型,物業(yè)可以更加直觀地查看室內(nèi)外綜合管網(wǎng)的布置情況,便于維修處理。
在目前工程量清單計(jì)價(jià)模式下,運(yùn)用BIM技術(shù)可快速準(zhǔn)確計(jì)算工程量,能夠輸出工程量清單,減少清單工程量偏差與漏項(xiàng)。與咨詢單位編制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)一步保證清單的準(zhǔn)確性與完整性,這大大提高了建設(shè)單位在招標(biāo)投標(biāo)階段甲方項(xiàng)目管理的效率與成本。
通過(guò)前期的深化設(shè)計(jì)與復(fù)核,盡可能將問(wèn)題解決在施工前。施工過(guò)程中,如遇功能變更或項(xiàng)目增減,建設(shè)單位將依據(jù)設(shè)計(jì)變更圖紙或工程聯(lián)系單補(bǔ)充完善模型,做到時(shí)刻更新模型。目前建筑行業(yè),普遍存在結(jié)算周期長(zhǎng),扯皮多等事項(xiàng)。原因不外乎在于對(duì)于工程量,隱蔽工程等存在爭(zhēng)議,而算量工作一般耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),投入精力大,造成拖欠工程款問(wèn)題突出,進(jìn)而引發(fā)群體事件及社會(huì)穩(wěn)定。通過(guò)BIM的5D模型,可以有效地解決上述問(wèn)題,給建筑業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)了生機(jī)。
高?;üこ坦芾硎歉咝AL(fēng)險(xiǎn)排查與防控的重點(diǎn)領(lǐng)域。項(xiàng)目決策不夠深入、設(shè)計(jì)深度不足,導(dǎo)致過(guò)程變更頻繁、信息不對(duì)稱、過(guò)程難追溯等是高?;I(lǐng)域廉政風(fēng)險(xiǎn)防控的主要方面。2015年教育部發(fā)布的《教育部直屬高校和直屬單位基本建設(shè)廉政風(fēng)險(xiǎn)防控手冊(cè)》中,按照基本建設(shè)工作流程,列出142個(gè)廉政風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),并提出105條防控措施,促進(jìn)高?;窘ㄔO(shè)高效、安全、廉潔運(yùn)行。應(yīng)用BIM使其信息透明化,決策有痕,可追溯。更加規(guī)范權(quán)力運(yùn)行,按照“投資,建設(shè),監(jiān)管,使用”四權(quán)分離的原則,加強(qiáng)腐敗源頭治理。
應(yīng)用BIM最大受益者是建設(shè)單位。受益于BIM使得項(xiàng)目決策,招標(biāo),施工,驗(yàn)收,結(jié)算,運(yùn)維等各個(gè)階段都清清楚楚。要充分重視前期設(shè)計(jì),給予設(shè)計(jì)合理的工期時(shí)間;在設(shè)計(jì)費(fèi)用方面給予考慮;同時(shí)要同行業(yè)協(xié)會(huì)及政府主管部門(mén)的聯(lián)動(dòng)作用,在項(xiàng)目評(píng)優(yōu)過(guò)程中給予考慮。
通過(guò)Autodesk revit系列軟件進(jìn)行三維建模;結(jié)合microsoft project軟件編制的進(jìn)度計(jì)劃甘特圖,利用navisworks軟件,形成4D模型,并進(jìn)行施工模擬及漫游;再增加費(fèi)用維度,通過(guò)魯班或廣聯(lián)達(dá)軟件,形成5D模型。與建筑工程的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,以工程的建設(shè)過(guò)程為線索,分為事前控制、事中控制、事后控制三大模塊(如圖1所示)。
1)事前控制。
相關(guān)資料表明:設(shè)計(jì)階段的費(fèi)用只占工程全部費(fèi)用不到1%,但在項(xiàng)目決策正確的前提下,它對(duì)工程造價(jià)影響程度高達(dá)75%以上[11]。設(shè)計(jì)過(guò)程中,利用Autodesk revit軟件和navisworks軟件,將建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通、智能化等各專業(yè)圖紙進(jìn)行整合,建立3D模型,檢查管線等碰撞問(wèn)題,優(yōu)化設(shè)計(jì),避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)不必要的變更;清單編制過(guò)程中,在3D模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)廣聯(lián)達(dá)軟件,增加費(fèi)用維度,將工程量清單與施工圖紙對(duì)比,檢查清單漏項(xiàng)或與圖紙不符的內(nèi)容,便于后期施工管理。
2)事中控制。
利用project軟件,進(jìn)行施工模擬,提前計(jì)算各種材料用量與尺寸,優(yōu)化資源配置,節(jié)省造價(jià);通過(guò)Autodesk revit系列軟件三維建模;結(jié)合microsoft project軟件編制的進(jìn)度計(jì)劃甘特圖,對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,對(duì)進(jìn)度計(jì)劃及時(shí)修正,保證工期;實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)解決,保證施工質(zhì)量;精準(zhǔn)計(jì)算已完成工程量,為工程款支付提供依據(jù),控制造價(jià);工程資料數(shù)字化,解決紙質(zhì)版資料易損毀的缺陷。
3)事后控制。
工程竣工后,由于各種管線已經(jīng)隱蔽,在后期維修過(guò)程中容易損壞管線,為防止類似事件發(fā)生,將各專業(yè)竣工圖,利用Autodesk revit系列軟件建立模型,各種管線位置及走向一目了然,防止在維修過(guò)程中損壞管線。
BIM為建筑信息化發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支撐。通過(guò)其可視化的溝通界面、設(shè)計(jì)協(xié)同為項(xiàng)目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù),促進(jìn)建筑業(yè)提質(zhì)增效;通過(guò)三維碰撞檢查、施工模擬,減少過(guò)程中的簽證變更,優(yōu)化了工序及工期;同時(shí)在固定資產(chǎn)管理、工程造價(jià)及后期運(yùn)維等方面也有較大的應(yīng)用價(jià)值。為使高校建設(shè)項(xiàng)目的高質(zhì)量發(fā)展,基建工程精細(xì)化管理更近一步,切實(shí)做到將“三控、三管,一協(xié)調(diào)”落到實(shí)處,推廣應(yīng)用BIM技術(shù)是當(dāng)前的必然選擇。