上海瑞博置業(yè)有限公司 上海 200120

0 引言

近年來，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）被引入中國。作為創(chuàng)建并利用數字模型對建設工程項目進行設計、建造以及運營管理的過程，BIM倡導一種利用數字模型技術實現項目全壽命周期管理的新理念，并以其智能化、數字化及模型信息關聯性的特點，為項目參與各方創(chuàng)建了一個便于交流的信息平臺，從而提高建筑業(yè)的生產效率。

但是，項目參與各方介入項目建設的時間各不相同，即使同一參與方在項目的不同階段其關注點亦有所不同，誰來主導項目BIM實施？此外，項目要實施BIM的哪些部分？這些都是困擾項目決策者的問題。本文以上海船廠2E7-1地塊項目為例，介紹了BIM應用的一些思路及做法。

1 工程概況

上海船廠（浦東）區(qū)域 2E7-1地塊位于浦東陸家嘴，占地面積12 543 m2。本項目地下1層，地上裙房2層、塔樓18層，建筑總高93.5 m，總建筑面積36 401 m2，用于商業(yè)、辦公。本項目設計、施工、竣工階段中全面應用BIM技術，工程效果見圖1。

2 BIM應用模式分析與實施

2.1 BIM應用模式分析

圖1 工程效果圖

目前國內BIM應用模式主要包括：設計方主導模式、施工方主導模式、業(yè)主方主導模式。根據國內建筑市場現狀，無論是設計方還是施工方主導，都很難達到BIM對于建筑全壽命周期管理的目標。而由業(yè)主方主導，由于其角色定位及具備的掌控能力，則有條件實現BIM對建筑的全壽命周期管理[1-4]。

業(yè)主方主導的BIM應用模式，最符合BIM全壽命周期管理理念。在設計階段，BIM模型作為業(yè)主方與設計方的溝通平臺，一方面業(yè)主可以及時了解項目設計情況，控制設計進度，另一方面業(yè)主可以直觀了解項目建成后的幾何形狀及周邊布局情況，通過變換各種不確定因素來預測項目在不同環(huán)境下的成本、工期等變化，從而對項目方案進行優(yōu)化至最佳。施工階段，BIM模型作為參建各方的信息交流平臺，業(yè)主可以有效控制施工進度，合理安排進度款支付，起到監(jiān)督施工之作用，保證項目的工期、質量、安全。運營維護階段，BIM模型經參建各方完善，已包含項目運營所需的所有相關信息，利用BIM模型中的信息對建筑物進行空間及設施運營管理，全面提升BIM的應用價值。

2.2 本項目BIM應用模式及構架

本項目不僅各類專業(yè)系統(tǒng)眾多，且每一系統(tǒng)自身在技術要求上都相當復雜。這些系統(tǒng)還需要在建筑中互相交叉，更加劇了技術要求的難度和復雜性。如果在設計階段不能得到有效的解決，在施工階段，以如此超復雜的建筑設計，會給工期、造價等帶來巨大影響，對業(yè)主來說將是極大的項目風險。因此，在設計階段設計與施工相互分離的情況下，單純依靠設計方或施工方主導來化解這一風險是遠遠不夠的，業(yè)主需要一個第三方，站在業(yè)主的角度，為項目在施工和運營維護階段，搭建一個有效的溝通平臺，發(fā)現并解決各專業(yè)系統(tǒng)之間交叉矛盾等問題，從而支持項目順利有序地進行。

本項目業(yè)主聘請了專業(yè)咨詢公司組建BIM團隊，團隊設建筑、結構及機電小組，與設計方、施工方BIM人員對接，項目BIM實施組織架構見圖2。

圖2 項目BIM組織構架

3 BIM技術在本項目中的應用

3.1 設計階段

3.1.1 三維設計

現實世界的實體都是以三維空間狀態(tài)存在的，在過去很長一段時間由于受到設計工具的限制，二維圖紙成為主流的表達方式。隨著基于BIM的設計可視化技術的出現，空間設計有了強有力的技術支撐，進而變得簡單易行。在施工圖設計過程中，正是由于Revit對于多種其他數據格式的支持，通過第三方的SAT格式，Rhino等模型被導入到Revit中進行詳細的模型創(chuàng)建。在被準確創(chuàng)建的前提下，模型上任意的剖切使得復雜空間的定位成為可能[5-8]。

3.1.2 三維管線偵錯

建筑、結構、機電等專業(yè)通常平行進行設計，到施工時常常發(fā)生無法合攏的矛盾。通過各專業(yè)BIM模型的創(chuàng)建，進而進行合模、碰撞檢查，可以直觀地看到錯漏碰缺問題，及早采取解決方案。通過此技術，真正地將以往在二維平面做管線碰撞的方式提升為三維空間的碰撞檢查，為設計方提供了之前無法想象的三維碰撞檢查報告，并且通過在可視化的模型中實時修改、更新，使得模型的調整和優(yōu)化變得異?？旖菖c便利。這一事前控制手段，有效地避免了施工階段發(fā)生返工和產生額外變更的代價。

3.1.3 建筑凈空分析

無論是商業(yè)還是辦公，凈空對于衡量整個項目的品質來說是個重要的指標。在項目施工前就能準確知道項目凈空，對將來的裝修和招商都是一個強有力的保證。

3.1.4 機房布置與深化

機房工程是整個項目的重中之重，利用BIM技術進行機房設備和管線的模擬排布，既可以及早發(fā)現問題，避免出現實際建筑空間不能滿足設計要求的情況，也可以根據實際需要，在滿足規(guī)范要求和使用空間要求的前提下，對機房工程進行優(yōu)化，使設備的擺放和管線的布置更加合理，節(jié)省建筑空間的占用（圖3）。

圖3 機房布置模擬

3.2 施工階段

3.2.1 施工進度模擬

根據施工方提供的施工組織設計及進度計劃，通過將BIM與施工進度計劃相連接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的 4D（3D+Time）模型中，從而直觀、精確地反映整個建筑的施工過程，進度模擬所依據的WBS編號，與進度計劃的WBS編號一致，并反映在模型規(guī)劃的編制中。BIM施工進度模擬可以準確顯示項目施工中各個時間點的計劃形象進度以及各交叉施工專業(yè)進度計劃的內在聯系。項目參建各方將BIM施工進度模擬作為可視化交流平臺對整體施工計劃進行優(yōu)化，在總控時間節(jié)點要求下，以直觀的方式表達、推敲、驗證進度計劃的合理性并及時進行調整，結合對項目實際施工進度的追蹤，使項目施工進度得到有效控制。

3.2.2 設備安裝及吊裝模擬

根據施工方提供的設備安裝方案，使用DS平臺DELMIA軟件結合BIM模型對施工方案進行模擬，模擬的內容包括：設備行走路徑障礙點檢測、設備吊裝過程中的障礙點檢查、設備安裝過程工序及安裝作業(yè)工藝等。通過模擬幫助施工方驗證方案的可行性，為施工方優(yōu)化施工方案提供三維可視化平臺，并幫助施工人員充分理解和執(zhí)行施工方案，降低施工風險。

3.2.3 可視化施工指導

項目BIM團隊向施工方提供現場使用移動終端（iPad）進行施工標段模型瀏覽及距離測量的培訓，提高整個項目BIM模型的使用率，有效地將BIM模型價值發(fā)揮到最大，如現場出現二維圖紙表達不明的地方，可隨時通過移動終端進行BIM模型的查看，減少錯誤施工，提高施工質量。

3.2.4 重點部位質量控制

項目BIM團隊利用模型針對重點部位向施工方交底，進行質量預控。同時通過三維掃描儀對已完成部位進行掃描，將搜集到的數據傳回BIM模型比對，對施工中產生的誤差在模型中進行調整（圖4），避免因施工誤差對將來其他專業(yè)施工造成影響，使實體工程施工質量更加完善。

圖4 模型與實體比對、調整

3.2.5 工程量統(tǒng)計

施工階段項目BIM團隊主要進行兩方面的工程量統(tǒng)計：一是針對項目重要材料和設備的工程量進行統(tǒng)計，在結算階段提供工程量清單，主要包括混凝土、設備、儀表、閥門、管道、接頭等；二是配合施工方造價部門對項目的關鍵節(jié)點進行工程量統(tǒng)計，通過多方計算，提高整個項目工程量統(tǒng)計的準確性和及時性。

3.2.6 BIM竣工模型信息錄入

竣工階段，項目BIM團隊將項目中重要設備信息（包括設備廠家信息、各類技術參數信息等）錄入到模型內，使其與最終竣工的工程實體一致，成為一個完整、直觀的三維數字化BIM竣工模型，并根據各類設備設施的使用信息，預留與各類外部信息相關聯的接口。BIM竣工模型既有利于施工方在項目竣工后的歸檔工作，使施工方只需查詢竣工模型，就能得到需要的資料；又是未來運營維護平臺的基礎，為將來的運營部門提供直觀可視化的三維平臺，方便其進行運營維護管理[9-12]。

4 本項目BIM應用的效果

1）本項目采用業(yè)主方主導的BIM應用模式，避免了設計方或施工方主導BIM應用的局限性，最大程度地實現了BIM的理念及價值。

2）設計階段，通過三維設計、三維管線偵錯、凈空分析等BIM技術的應用，既優(yōu)化了設計方案，又減少了施工圖錯漏，使設計問題在施工前得到解決，避免施工時產生返工和額外的變更。

3）施工階段，通過施工進度模擬、施工方案模擬及可視化施工指導等BIM技術的應用，既使項目工期得到有效控制，又確保了工程質量、安全。

4）竣工階段，通過信息錄入，形成準確、完整的BIM竣工模型，為未來的運營維護管理打下基礎。

5 結語

BIM技術是一種全新的理念，是建筑業(yè)信息化的發(fā)展趨勢，對于實現建筑全壽命周期管理，提高建筑行業(yè)設計、施工、運營的科學技術水平，促進建筑業(yè)全面信息化和現代化，具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。作為建設項目的參與者，必須對BIM有正確和全面的認識，既不能消極抗拒、裹足不前，也不宜貪大求全、輕率冒進，而是要客觀地評判自身條件、能力和需求，考慮清楚怎么用、誰來用、用到什么程度等具體問題，走適合自己的BIM應用之路，進而實現項目效益的最大化。