BIM技術在EPC房建項目管理中的應用

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中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 浙江 杭州 310000

引言

當前我國的EPC房建工程呈現(xiàn)數(shù)量增多、規(guī)模擴大的趨勢，由于此模式下的項目更為關注設計、施工與采購的協(xié)同性，在項目管理中傳統(tǒng)的管理理念及方式難以達到預期的管理目標，管理人員需靈活應用BIM技術，發(fā)揮此技術的協(xié)調、模擬優(yōu)勢。

1 BIM技術及 EPC模式概述

1.1 BIM技術優(yōu)勢

BIM技術中融合了現(xiàn)代信息技術，屬于建筑行業(yè)的新技術，其克服了傳統(tǒng)技術的諸多不足，可為工程設計與施工提供便捷，提高工程管理水平。工程建設中引入BIM技術，能整合工程三維空間、四維時間、五維成本信息，構成全過程、全要素管理體系。BIM作為技術集成的產物，具有可視化、模擬化、協(xié)調性特點，在建立了BIM模型后，該模型中可整合全部的工程信息，項目管理的很多工作在軟件內自動完成，人工工作量大大降低，有利于實現(xiàn)工程的質量、安全、進度與成本目標[1]。

1.2 EPC模式特征

EPC總承包模式的項目具有以下特點：①總承包單位必須有極強的項目管理能力，能在項目中完成全過程、全要素協(xié)調，即使在項目現(xiàn)場發(fā)生了異常情況，總承包單位也能快速協(xié)調，制定解決方案，保障問題處理的及時性，使現(xiàn)場作業(yè)按進度計劃實施。②總承包單位承擔較大的風險。EPC總承包模式下，工程總造價、工期在設計階段已基本固定，總承包單位在項目中需加強流程管理，但因為EPC項目的建設周期長，常常面臨諸多不確定因素，總承包單位需承擔這些因素帶來的風險。正是由于EPC模式下總承包單位需承擔更多責任和風險，其在參與項目時必須采用先進的管理理論與技術，應對各種風險。

2 工程概況

以某EPC房建工程為例，該項目為市人民醫(yī)院急診綜合部，總建筑面積55450m2，地上和地下的建筑面積分別為36075m2、19375m2，屬于高層建筑，地下2層，地上9層，樓高42.85m。因為此工程的規(guī)模龐大，綜合管線系統(tǒng)復雜，為協(xié)調各方面因素達到最佳的建設效果，EPC總承包單位引入了BIM技術，在前期整合了地質環(huán)境調查結果，并分析了醫(yī)院的總體規(guī)劃要求，綜合考慮后用BIM技術進行了模擬，效果如圖1所示。

圖1 BIM模擬效果圖

3 BIM技術在EPC房建項目管理中的具體應用

3.1 設計階段

項目的實施涉及了設計、施工、采購等環(huán)節(jié)，結合每一環(huán)節(jié)的工作情況，設計階段的成本占總成本的比重較低，但此階段的工作卻關乎項目質量、安全及效益。如在設計階段缺乏全面管理，將導致設計方案的質量缺陷，后期依據(jù)此方案組織施工作業(yè)時，可能需頻繁變更，或者面臨嚴重的質量、安全問題。為提高設計水平，設計人員需借助BIM技術構建三維模型，以信息為基準優(yōu)化設計方案。比如，整合信息建立BIM模型，在此模型中根據(jù)EPC房建工程的結構施工目標，給每一構件賦予形狀、尺寸等信息，輔助設計，并進行設計模擬與碰撞檢查[2]。

3.1.1 BIM建模。工程設計中建模為首要步驟，由專業(yè)設計人員來完成，他們在確定方案之前，應進入項目所在地進行一系列調研，并就調研結果、項目建設要求與業(yè)主方、總承包方等交流，達成一致性意見后建立BIM模型。在該模型中完成整體設計、局部優(yōu)化，給模型中的各類構件賦予位置、尺寸及數(shù)量、形狀等信息，建立不同構件之間的關聯(lián)關系，完成設計。當確定了基本方案后，設計人員利用軟件的模擬功能模擬設計方案，得到三維效果圖，依據(jù)模擬過程和結果，相關人員可分析設計方案中是否存在問題，再繼續(xù)調整。

3.1.2 碰撞檢查。工程設計中的碰撞檢查同樣十分重要，主要是要檢查各類管線、不同構件等是否有位置沖突，如存在位置沖突等碰撞情況，設計人員需依據(jù)模擬結果，適當調整和優(yōu)化，確保各類管線、構件在結構體系中的數(shù)量符合要求、位置正確，與其他結構部件之間無碰撞。BIM模型內集成了各種構件、管線的信息，在碰撞檢查中可由軟件自動完成，無須人工計算。

3.1.3 施工進度模擬。EPC房建項目中施工進度管理也十分重要，如在工程現(xiàn)場未做好進度管理，將導致項目無法如期竣工，造成的經濟損失較大。但因為BIM技術不同于傳統(tǒng)技術，其具有可視化與模擬性特征，相關人員可操作軟件完成施工作業(yè)的動態(tài)監(jiān)管，掌握現(xiàn)場進度情況。EPC房建項目用BIM技術完成了設計后，施工部門可依據(jù)設計方案，對已完成的設計部分進行施工模擬與采購安排。這一施工設計與現(xiàn)場施工的協(xié)同模式下，施工部門需依據(jù)每一階段的項目流程，確定關鍵時間節(jié)點。另外，EPC模式下總承包單位為項目設計、施工和采購的責任主體，在施工進度模擬階段，有關人員可依據(jù)EPC模式下的工作要求，應用BIM技術完成對現(xiàn)場作業(yè)的施工模擬，實現(xiàn)動態(tài)管理。如專業(yè)人員按照工程建設的進度計劃，整合分析各專業(yè)的施工內容、交叉施工部分，集成已有的各種信息，完成每一作業(yè)步驟的模擬，將模擬中的施工進度與計劃進度相對比，如偏差較大，則需從模型中調取數(shù)據(jù)，完成分析與調整。

3.2 采購管理

EPC總承包模式下，設計、采購與施工的協(xié)同工作十分重要，如要解決項目中的各種問題，管理人員需根據(jù)這一模式的特點，細分設計、采購與施工階段的工作內容，注意不同環(huán)節(jié)工作的銜接。以采購管理為例，實際的工作中管理人員借助BIM的信息集成特性，對采購工作實施全周期管理。在施工設計階段，管理人員需提前了解項目中的材料、設備需求，依據(jù)分析結果、BIM的可視化功能，由軟件自動生成采購計劃，在該計劃中需清晰標注材料、設備的類型、數(shù)量、質量要求、最晚供應時間等[3]。除此之外，管理人員還需分析設計、采購對施工的可行性影響，將反饋結果反饋到采購模塊，使管理人員重視采購工作，考慮這些影響方面，合理制定采購計劃。

3.3 施工管理

3.3.1 協(xié)同管理。在EPC總承包模式下，施工、設計與采購之間具有不可分割的關系，借助BIM進行協(xié)調管理，能促進施工進度、資源計劃的整合分析，完成虛擬化施工，在此條件下管理人員能分析每一階段的成果、進度及成本情況。依據(jù)傳統(tǒng)的EPC項目管理經驗，許多工作都存在多頭管理、重復管理的情況，針對此問題，在項目中應構建BIM協(xié)同平臺，完成協(xié)同化工作，提高管理效率，簡化管理步驟。

3.3.2 工程算量。算量階段BIM技術能提高計算結果的準確性。本EPC房建項目中，施工人員能直接通過Autodesk Revit軟件構成項目的結構模型。當構建了此模型后，還能進一步細化內容，建立項目中的土建、機電、給排水等模型。由于Revit軟件具有多種功能，在有需要的情況下相關人員可從軟件內導出交互文件，再利用算量軟件提取每一構件的關鍵參數(shù)，如抹灰厚度等。當完成這些工作后，專業(yè)人員再將工程的柱梁板等構件信息輸入算量軟件，由軟件以報表的形式完成數(shù)據(jù)匯總并計算結果，這一過程下不再需要人工計算，計算準確性更高，更有利于造價管理[4]。

3.3.3 安全管理。

（1）構造建筑信息安全模型。EPC房建項目中易發(fā)生安全事故，為減少此類事故，項目管理中有關人員需將安全管理作為重點。在BIM技術輔助下可建立三維模型，軟件自帶的分析功能可自動識別及分析項目中的安全隱患，并將分析結果共享，使各部門、各崗位人員都能在這些共享信息下，了解安全隱患的類型、分布情況，綜合實際情況制定最佳的解決策略。建模過程如下：選擇提前準備的工程模板，將此模板的CAD圖像導入系統(tǒng)，在有關部位添加關鍵數(shù)據(jù)，啟動運行過程并生成軸網(wǎng)標高、三維模型。

（2）模擬施工進程。施工作業(yè)過程中模擬施工進程，可幫助管理人員、施工人員及時發(fā)現(xiàn)項目中的安全隱患，提前制定解決措施、應急預案。正式施工之前，利用BIM-4D平臺模擬施工現(xiàn)場情況，此模擬結果下能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的安全問題。借助4D模擬，管理人員可基本掌握施工全過程，發(fā)現(xiàn)安全隱患的情況下還能進行整體評估，綜合諸多情況制定解決措施。本工程項目的規(guī)模龐大，從開工到竣工要消耗較長時間，為方便安全管理，現(xiàn)場的4D模擬十分關鍵。依據(jù)模擬結果，有關人員可細分現(xiàn)場不同場地的安全等級，總共劃分為A、B、C、D幾個等級，D級區(qū)域為最安全區(qū)域，此區(qū)域內基本能保障施工安全，A級區(qū)域的安全隱患大，尤其需加強安全管控，在此區(qū)域內需提前制定安全工作計劃[5]。

（3）更新安全教育模式。工程項目的安全管理中，安全教育與培訓為關鍵部分，此項工作能提高全員安全意識，使各崗位人員都積極參與到安全管理的行動中。原先的安全管理主要為線下理論講解，主要向崗位人員傳授施工安全的基本知識，此方式下難以達到預期的培訓效果，施工人員并不能完全掌握現(xiàn)場安全管理的各項規(guī)定。在當下技術進步的過程中，利用BIM技術進行EPC項目管理時，工程人員可引入漫游技術模擬施工作業(yè)，向施工人員還原不規(guī)范作業(yè)下誘發(fā)的事故，通過真實的模擬與還原，可增強人員的安全意識，使他們能意識到安全管理的重要性，在自身的崗位上嚴格執(zhí)行安全規(guī)定。

4 結束語

EPC房建項目中，為提高項目建設水平，工程企業(yè)必須將項目管理放在關鍵位置，引入BIM技術轉變管理理念及方式，發(fā)揮BIM技術的優(yōu)勢，提高項目管理的便捷性，提高項目的綜合效益。未來的EPC項目中，工程企業(yè)需繼續(xù)推廣BIM技術，保持技術的先進性。