BIM 技術在EPC 項目管理中的應用探討

范弘燁 盛敏杰 宋晉

(浙江工業(yè)大學工程設計集團有限公司)

當前建筑工程行業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如項目規(guī)模不斷增大、復雜度不斷增加以及信息碎片化的問題。在傳統(tǒng)的EPC 項目管理過程中，常常存在各方信息不對稱、溝通困難以及設計與施工分離的問題。這些問題可能導致項目各個層面的延期、質量問題和成本超支等風險。

BIM 技術作為一種先進的設計信息承載技術，在EPC項目中扮演著重要的角色。通過數(shù)字化的BIM 技術對整個項目過程進行管理和協(xié)作，各個參與方能夠在同一平臺上共享項目信息。這種做法不僅降低了溝通成本和信息差，還極大地提高了項目管理效率和項目質量。通過BIM 技術，各專業(yè)參與者可以在項目的不同階段共同協(xié)作和決策，實現(xiàn)全程信息共享和項目協(xié)同管理。這不僅有助于提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，減少后期的變更和修復，還能夠提高項目的整體質量。

因此，BIM 技術在EPC 項目中具有重要的作用。它能夠有效解決傳統(tǒng)項目管理中的信息不對稱、溝通困難和設計與施工分離的問題。通過數(shù)字化的BIM 技術，項目參與者可以共享信息、協(xié)同工作，提高項目管理效率和質量水平。隨著BIM 技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，它將為建筑工程行業(yè)帶來更多的可能性和改進機會。

1.項目概況

新文服飾有限公司廠房改建項目位于杭州拱墅區(qū)新文路33 號，上園路以南，祥興路以東，祥圓路以西，祥運路以北。項目總建筑面積112481 平方米，地上計容面積74472 平方米，地下建筑面積38009 平方米,可容納車輛800 余輛，非機動車1600 余輛，綠化面積達20%。主要建設內容包括3 棟生產(chǎn)樓和1 棟綜合樓、相應的地下室和地面景觀。項目以經(jīng)濟生產(chǎn)為建設主，以員工辦公、餐廳及產(chǎn)品展示為輔。

該項目建筑設計方案空間布局井然有序，地面景觀與建筑幕墻相互襯托，力求為生產(chǎn)建設提供一個高效且舒適的工作環(huán)境。為滿足工程管理需求，將項目打造為服飾企業(yè)創(chuàng)新標桿，提出將BIM 技術作為工程管理的重要輔助手段，促使EPC 項目的高效管理。

傳統(tǒng)的EPC 項目管理中，設計與施工往往存在信息斷層和協(xié)同不暢的問題，導致溝通困難、效率低下和風險增加。而BIM 技術的應用能夠打通設計與施工之間的壁壘，實現(xiàn)全過程的信息共享與協(xié)同工作。

本文旨在探討B(tài)IM 技術在本次EPC 項目中的應用，重點關注其在串聯(lián)設計與施工的過程中的優(yōu)勢和具體應用。通過對實踐案例的研究，我們將分析BIM 技術對EPC 項目管理的影響，并提出一類適用于EPC 項目的BIM 應用案例，探討B(tài)IM 技術在提高項目質量、優(yōu)化工期管理和減少成本方面的優(yōu)勢。對BIM 技術在幕墻、景觀、裝修等具體應用的結果，我們總結出BIM 技術在EPC 項目管理中的優(yōu)勢和可行性，并提出相應的技術方案和管理建議。

2.項目BIM 技術應用點

2.1 BIM 土建機電綜合調整

本項目利用BIM 技術開展了設計圖紙審查與優(yōu)化、BIM 設計交底、幕墻效果選型分析、機電管線深化、BIM平臺管理、工程量統(tǒng)計等傳統(tǒng)BIM 應用。

圖1 管道綜合及大樣

圖2 BIM管道綜合平面布置圖

項目初期，為確保本項目BIM 技術的順利實施，編制了項目BIM 實施計劃，BIM 技術實施方案及程序，使本項目BIM 方案實施更為程序化、規(guī)范化。在設計階段使用國內BIM 技術平臺，對原設計圖紙中存在的信息缺省、表達不明確或矛盾的圖紙整理并形成問題報告，對設計圖紙進行優(yōu)化。對管道進行綜合調整后，對模型中的復雜節(jié)點位置做出三維節(jié)點圖，制作附有相應尺寸標注的剖面圖，整理成復雜節(jié)點報告。

整合所有專業(yè)設計模型，利用BIM 技術，發(fā)現(xiàn)模型中的沖突和碰撞。整理并出具相應碰撞報告，作為各專業(yè)施工技術員討論優(yōu)化方案的依據(jù)，減少返工和施工質量差的現(xiàn)象，從而節(jié)約成本并保證施工進度。

2.2 幕墻

本項目設計方通過對新文服飾企業(yè)文化的挖掘，在立面設計中提出了“絲綢飄帶”元素，在主樓上通過鋁板、玻璃的變化形成一條縱向的飄帶，既體現(xiàn)了新文服飾服裝設計制造的企業(yè)文化又增加了建筑的縱向感和活潑性，減少了因平面布局方正帶來的厚重感，更加接近創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的建筑氣質。

橫向鋁板的設計則通過粗細紋理的變化來表現(xiàn)服飾生產(chǎn)中絲織工藝紋理元素，進一步增加了建筑立面的文化元素。整體白色線條，打破沉悶。

圖4 BIM模型渲染幕墻飄帶效果

圖5 原有幕墻圖紙橫向表達

圖6 BIM模型渲染幕墻橫向鋁板效果

因此在本項目中，幕墻外觀是一個重點設計的方面。傳統(tǒng)的二維圖紙往往無法準確表達和展現(xiàn)外立面不同高度的過渡效果。特別是對于某些曲面和多色玻璃的實現(xiàn)方案，很難向后續(xù)的施工和監(jiān)理單位交底。效果圖亦只能呈現(xiàn)一些角度的粗略視覺效果，并且通常只在方案階段展示。而在施工圖中，由于需要攜帶更多細節(jié)如豎挺具體方案，實際情況往往與方案效果有一定程度的差異。為了解決這些問題，并確保幕墻外觀的實際效果能夠與設計意圖相符，我們引入BIM 技術有效地將施工圖紙轉化為三維模型，并添加較方案更為詳細的細節(jié)信息。通過使用BIM 軟件，對幕墻外觀進行精確建模，并實現(xiàn)平面到立體的過渡效果。這樣可以更好地展示曲面和多色玻璃的效果。同時，BIM 模型還可以與后續(xù)的施工圖和監(jiān)理單位進行交互，確保設計意圖準確傳達。此外，通過虛擬現(xiàn)實技術，設計團隊和相關單位可以在虛擬環(huán)境中體驗幕墻外觀，從而更好地理解設計意圖，并在設計階段進行必要的調整和優(yōu)化。

為準確表達幕墻橫隱豎顯、橫顯豎隱效果，輔助各方理解圖紙做出決策，保證項目順利進行且達到預期效果，我院利用BIM 技術對兩種幕墻方案進行效果模擬，制作幕墻模型并進行渲染，上傳至全景展示平臺進行在線展示，渲染內容展現(xiàn)了不同豎挺布置情況下呈現(xiàn)的效果。按照設計圖紙要求，飄帶內部應采用高透玻璃，其余位置透明度較低，此類需求于二維圖紙難以真實展現(xiàn)效果，我院同樣利用BIM技術，真實呈現(xiàn)了兩種透明度的效果，以及不同顏色玻璃呈現(xiàn)的效果。

在此應用過程中，飄帶模型利用了BIM 軟件中弧線放樣、空心切割等技術，豎挺采用了參數(shù)化建模，較普通靜態(tài)效果圖，BIM 模型能夠實現(xiàn)不同角度、不同光線、不同顏色的多方案即時呈現(xiàn)，作為設計與甲方及施工方的中間連接點，BIM 技術的方式直觀且表達力強。

最終結果交付甲方并組織相關會議，通過模型的直觀展示，對兩種方案的幕墻選型、可行性及造價進行深入探討，達成一致，避免了后期的返工及材料的損耗，加快了項目的進程。

圖7 原有幕墻圖紙二維表達

圖8 BIM模型渲染幕墻整體效果

圖10 BIM模型渲染幕墻橫顯豎隱

圖11 BIM模型渲染幕墻對比顏色方案

圖12 BIM模型渲染幕墻不同角度效果

2.3 景觀

針對地上園區(qū)景觀設計，常規(guī)項目多采用不同角度效果圖呈現(xiàn)方式，此類方法對于甲方難以了解項目全貌及不同小景間相互的關系。

圖13 原有景觀圖紙二維表達

我院采用BIM 技術來全方位還原景觀設計效果，制作三維漫游視頻和全景漫游，幫助甲方更好地體驗和了解整個園區(qū)的景觀設計方案。甲方可以在虛擬的環(huán)境中實際感受到園區(qū)的氛圍和景觀布局，從而更全面地評估和確認設計方案。通過與甲方進行會議探討，根據(jù)甲方的反饋意見和需求，優(yōu)化景觀與建筑的位置關系，調整部分景觀設計，使整個園區(qū)的行動空間更加整潔和宜人，確保最終的景觀設計能夠達到預期的效果，進一步提升園區(qū)的整體形象和環(huán)境質量。

2.4 交付效果

在這個以生產(chǎn)為主的項目中，室內空間的布局對甲方的決策具有至關重要的作用。為了確保最終的建成效果與設計一致，我們利用BIM 技術對各個區(qū)域進行了真實的模擬。

圖15 原有地下室圖紙管道二維表達

圖16 BIM模型渲染地下室管綜效果

圖17 原有毛坯交付圖紙二維表達

圖18 BIM模型渲染毛坯交付效果

圖19 原有公共空間裝修圖紙二維表達

圖20 BIM模型渲染公共空間裝修效果

對于地下室，我們使用BIM 技術來模擬管道綜合后的效果。通過BIM 模型，可以準確地呈現(xiàn)地下室的管道布局，包括管道的位置、尺寸和連接方式等。對于標準層毛坯部分，利用BIM 技術展示其結構和空間布局，從而讓甲方更好地 了解未經(jīng)裝修和裝飾的初始狀態(tài)。此外，利用BIM 技術模擬展示公共空間的裝修效果，呈現(xiàn)其設計風格、材料選擇和裝飾效果，在設計和裝修階段與設計團隊進行有效的溝通和協(xié)商。通過上述模擬，可幫助甲方了解建成后空間效果以及樓層凈高，保證最終建成效果與設計一致。

2.5 信息化平臺

所有問題報告、模型及最終出具的圖紙，均通過智慧建造管理平臺進行項目大數(shù)據(jù)分析，對管理施工進度、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)進行積累。項目管理人員可實時查看各參與方數(shù)據(jù)，利用BIM 技術實現(xiàn)了項目全過程中各方對建筑信息的共享和無障礙溝通。

該平臺基于項目的實際情況和需求，以數(shù)字化模型為核心，提供多維度協(xié)同管理平臺的增值服務。其能夠實現(xiàn)的功能如下：

數(shù)字化模型輕量化轉化：平臺可以將復雜的數(shù)字化模型進行輕量化處理，使其在網(wǎng)絡環(huán)境下快速加載和瀏覽。

移動/Web/PC 三端同步：平臺支持移動端、Web 端和PC 端的數(shù)據(jù)同步和協(xié)同工作，實時查看和更新項目數(shù)據(jù)，并確保團隊成員之間的協(xié)作和溝通。

移動端查看并采集現(xiàn)場信息：平臺提供移動端應用程序，使用戶可以在現(xiàn)場使用移動設備查看和采集相關信息。包括記錄和上傳現(xiàn)場照片、填寫檢查表和報告、記錄問題和解決方案等。所有信息都可以與平臺上的數(shù)字化模型關聯(lián)起來，方便團隊成員的實時溝通和決策。

圖21 BIM輕量化在線平臺

利用BIM 平臺，我們實現(xiàn)了工作流程的簡化，提供了實時的項目信息和交流渠道，促進了團隊間的協(xié)作和協(xié)同工作。通過移動端的應用和數(shù)據(jù)采集功能，平臺還使現(xiàn)場工作更加便捷和高效。

3.結語

本文以新文服飾廠房的BIM 輔助EPC 項目管理為例，從傳統(tǒng)BIM 應用到創(chuàng)新BIM 應用方面提供了BIM 能夠為EPC 項目管理提供的輔助案例，此研究成果不僅可以為EPC 項目管理者和從業(yè)人員提供可行性建議和實踐案例，也可為相關研究領域的學者提供新的思路和研究方向。我們希望本文能為EPC 行業(yè)的專業(yè)人員提供有價值的參考，促進BIM 技術在EPC 項目管理中的廣泛應用，推動工程行業(yè)管理水平的提升和創(chuàng)新的推動。通過深入理解和應用BIM技術，在EPC 項目中實現(xiàn)更高效、更可持續(xù)、更可控的工程建設，為工程行業(yè)的發(fā)展做出積極的貢獻，推動工程行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。