探索與突破上安機電借助BIM開創發展新紀元

◎ 本刊編輯部

上海上安機電設計事務所有限公司（以下簡稱“上安機電”）是上海市安裝工程有限公司下屬的一家集設計、深化設計、機電顧問為一體的專業機電公司。上安機電在2008年開始展開對BIM技術及軟件運用的探索與嘗試，并以此作為推動整個機電業務發展的重要手段，2009年正式成立的BIM工作室標志著公司BIM業務的全面啟動。公司先后在世博漢堡館、“中華牌”卷煙專用生產線項目、東方體育中心、古北國際財富廣場、中山醫院、虹橋能源中心、蘇州星海生活廣場、天津文化中心等多個項目中成功應用了BIM技術。在BIM模型搭建，尤其是利用BIM對深化設計、施工的輔助、綜合管線碰撞等方面積累了豐富的實戰經驗，并將BIM應用延伸到了管道預制加工、設計施工管理模擬、施工效果模擬和演示、施工方案的確定、材料歸類統計、項目成本預測等領域，為提升上安工程品質和管理水平起到了一定的積極作用。

公司BIM團隊匯集了建筑工程師、結構工程師、暖通、電氣、給排水及其他機電專業工程師、后期多媒體制作等20余位專業人才，形成了專業覆蓋面廣、技術結構全面的設計隊伍，加速了BIM的快速全面推進。

初識——獨上高樓，望盡天涯路

現今的中國，建筑施工行業的發展已經步入到需要尋求技術轉型、謀求發展的階段，建筑施工企業不得不思考在傳統技術和流程的基礎上如何與新技術對接等問題。近年來，無論是政府還是業主，都非常重視綠色施工這一概念，對施工企業提出了新的要求。而對于施工企業來說，實現“綠色建造，低碳施工”的目標也是責無旁貸的社會責任；與此同時，在市場競爭日趨激烈的今天，建筑施工企業還要面臨著更為苛刻的成本壓力。如何通過有效地管理來實現降本增效，成為建筑施工企業發展的重要研究課題，企業自身精細化管理需要尋求技術上的突破。

BIM技術正是給企業提供了一個改變現狀的技術手段。2008年初，上安機電首次接觸BIM這一全新的建筑名詞便“登高遠望”地意識到這將是上安機電在市場競爭中謀求突破的利器，因此在這方面一投入就是三年多。上安機電董事長張勤表示，上安機電作為業內技術實力領先的企業，有責任和義務通過技術改革來實現綠色建造的目標，而BIM無疑為整個行業帶來了新的發展模式，幫助企業實現突破創新。從今天BIM事業的發展和未來的前景來看，都驗證了上安機電當初選擇的正確性。

但，在BIM之路上，上安機電還是頗費了一番功夫。上安機電總經理于曉明坦言，“上安機電的BIM之路受到的阻力比預想的要大。業主懷疑BIM只是一種更為絢麗精彩的表現形式，而對于施工時能否發揮作用表示懷疑；同時，由于傳統建筑行業中企業粗放式的管理，也使得企業內部的推廣過程也并非一帆風順；對于投入巨大的財力、物力、人力去推廣一項新技術，企業的主觀意愿也不可忽視。”雖然只是幾句話，就道出了BIM技術在施工企業落地的難處。

推廣——衣帶漸寬終不悔

以實際收益證明BIM的價值是最為直接有效的方法。上安機電在組建BIM小組、擴大BIM知識宣傳之外，更是在項目的實施過程中，充分利用BIM平臺加強與業主的溝通和交流，將BIM協同的優勢發揮到最大化。于曉明介紹說，BIM技術推廣最關鍵的一點，就是如何找準BIM技術與傳統施工的結合點，實現效益的產出，提升傳統深化設計的能力與成效。通過BIM價值點的開發來體現BIM技術的真正價值。

在上安機電的BIM探索之路上有四個里程碑意義的項目，而其中兩個項目尤為耀眼璀璨。

其一是上海中山肝腫瘤及心血管綜合樓項目。這是上安機電將BIM實現產業化的第一個項目，通過這個項目上安機電整合了自身的BIM團隊，完成了系統的升級改造。這一項目工程基地面積40777平方米，總建筑面積178028平方米 ，其中地下66000平方米，地上112028平方米，建筑基底面積15967平方米，由復旦大學附屬中山醫院建設。著名管理學家彼得·杜拉克曾說：“用人不在于如何減少人的短處，而在于如何發揮人的長處。”在這一項目中，上安機電利用Autodesk Revit Architecture軟件進行建筑結構的三維建模，團隊根據自己專業所長重組后分別構建了建筑、結構、暖通、給排水和電氣專業的BIM模型，然后根據統一標準將各個專業的模型鏈接在一起，獲得完整的建筑模型；并選用Autodesk Navisworks軟件，實現管線碰撞檢測，從而較好地解決了傳統二維設計下無法避免的錯、漏、碰、撞現象；在深化設計階段，BIM技術通過將各專業模型匯總到一起之后應用碰撞檢測的功能，快速檢測到并提示空間某一碰撞點，同時高亮顯示，為設計師快速定位和調整管路提供了方便，大大提高了工作效率。

由于這個工程是醫院項目，除了普通的機電系統外，還包含了氧氣系統、真空吸引系統、壓縮空氣系統以及氮氣、二氧化碳、笑氣系統。這些醫用氣體系統的安裝要求與其他系統有很大的區別，例如安裝的高度、與其他管線的間距、安裝的位置都有明確的規定。通過BIM可以直觀的觀察布局效果，及時查找出管線布局的問題，有效地彌補了二維管線綜合設計的不足，確保了此類特殊系統管道的順利安裝。并就管線碰撞解決方案以及機電完成標高方案與業主、設計院進行三方討論，從而獲得了一個既滿足設計施工規范、體現設計意圖、符合業主要求，同時又具備完全施工指導能力的BIM模型。

上安機電在深化設計工作中對BIM技術進行了最大化的應用，分別進行了參數檢測、管線綜合以及碰撞檢測等工作。BIM模型具有參數化的特點，模型本身具有大量的信息，包括構件、設備、管線的材質、型號、安裝高度、安裝方式等，因此在做綜合管線的時候，可以很方便地隨時查閱這些信息，以更加合理的組織局部管線布置，避免因管線過多造成深化設計人員對圖紙中的部件類型做出錯誤判斷，引起設計師意圖被誤解的現象。同時，項目中還利用BIM進行了施工進度管理；上海中山肝腫瘤及心血管綜合樓工程施工體量大、建設時間長，在建造過程中各種變化因素都會對施工進度造成影響，因此，上安機電將利用BIM的4D、5D功能，為管理團隊提供施工方案、物資供應、勞動力調配等工作的決策幫助。

在上海中山肝腫瘤及心血管綜合樓項目中，上安機電通過BIM實現了預制加工設計，以深化設計階段所擁有的BIM模型為基礎，把它導入Autodesk Inventor軟件中，通過必要的數據轉換、機械設計以及歸類標注等工作，將BIM模型轉換為預制加工設計圖紙，指導工廠生產加工。在保證高品質管道制作的前提下，減少現場的管道制作加工。經計算，采用以上預制加工方案將為本項目減少60%現場制作的工作量，減少90%的焊接、膠粘等危險與有毒有害作業，實現70%管道制作預制率。BIM實現了在施工單位進場前完成綜合調整、方案預演等前期準備，在精確施工、精確計劃、提升效益方面發揮了巨大的作用，這為綠色設計和環保施工提供了強大的數據支持，確保了設計和安裝的準確性，提高了安裝一次成功的概率，減少了返工，降低了損耗，并節約了工程造價。既提高了項目的建造品質，又為項目節約了大量的資源。

其二是虹橋商務核心區（一期）區域供能能源中心項目。這個項目是上安機電整合產業鏈資源，實現新材料、新技術整合新工藝的試點項目。通過與產業鏈各環節的戰略合作，促進社會配套的完善，從而改變施工單位的傳統理念，打造全新的施工工藝流程與操作模式。

虹橋商務核心區（一期）區域供能能源中心及配套工程位于嘉閔高架路以東，菘澤高架揚虹路以南的匝道環形繞道區間內。能源站將滿足虹橋商務核心區（一期）內所有用戶的全部空調冷熱負荷、衛生熱水負荷和部分用電負荷的需求。商務核心區為南、北兩個區分別供能，北站基地面積7922平方米 ，總建筑面積9783.30平方米 ，其中地上一層建筑面積4221.87 平方米，地下一層建筑面積4153.5平方米，建筑高度22.25米。

由于場地非常狹窄，各系統大量采用工廠化預制，為提高進度和提高管道的預制精度，上安機電充分運用了BIM模型數據在綜合平衡的基礎上，為各專業提供精確的預制加工圖，以便控制質量，合理控制工程成本，提高施工效率，全面推動“環保經濟、綠色低碳”施工的新理念。通過BIM技術的運用，這一項目實現了在施工單位進場前完成綜合調整、所需管段提前加工完畢、方案預演等前期準備，在精確施工、精確計劃、提升效益方面發揮了巨大的作用。上安機電設計團隊預計通過BIM技術的運用將減少50%～70%的信息請求、縮短5%～10% 的施工工期、減少20%～25%的各專業協調時間。

于曉明認為，勇于采用新技術、新材料是探索新施工工藝的必經之路。但光靠企業造血是遠遠不夠的，要真正形成企業間的合作，還需要社會配套的大力支持，只有整條產業鏈間實現了配合，才能為新工藝帶來推廣的價值和基礎。

憧憬——驀然回首，卻在燈火闌珊處

BIM技術帶給企業的是一個全新的理念。他不僅僅是一套軟件、一項尖端技術，而是在世界范圍內得到驗證的管理思路和操作流程。施工企業利用這個平臺，能夠有效減少傳統工藝耗費的時間和資源，簡化過程的同時達到事半功倍的效果。

“給業主提供更系統、更完善的服務”一直以來都是上安機電的目標。作為建筑施工企業，把傳統運營制造與現代管理理念相結合不僅將有利于提升企業自身的品牌價值，同時也能在經濟全球化的市場環境下為中國建筑企業贏得更高的市場評價與更廣闊的發展空間。而BIM技術則是企業提升品牌價值，落實品牌戰略的一個有效載體，同時也是一個具體的宣傳實例 ，能夠充分展示建筑企業的技術水平，準確表達企業服務的特色，為企業贏得更多的業務和關注客戶。

多年來專注研究BIM應用的于曉明表示，“BIM技術無疑將成為未來建筑領域的主導。盡管目前在我國建筑工程中的運用率還比較低，但參考歐美發達國家項目BIM的使用率，以及我國政府和行業對于BIM技術的推廣和支持力度，我相信BIM在中國的發展前景非常樂觀，它必定會成為建筑行業的主流技術。”