BIM技術(shù)在裝配式建筑EPC管理模式中的應(yīng)用

高 震 畢建靜

（山東科技大學(xué) 土木工程與建筑學(xué)院， 山東 青島 266590）

0 前言

近年來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)和EPC模式的應(yīng)用逐漸深入，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究熱度不斷提高。但是，一方面，由于我國(guó)工程建設(shè)流程相對(duì)固定、單一，導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目存在碎片化問(wèn)題。例如，在工程項(xiàng)目建設(shè)中，通常由建設(shè)單位負(fù)責(zé)采購(gòu)、設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)工程設(shè)計(jì)、施工單位負(fù)責(zé)工程施工。這種模式一方面促進(jìn)了工程建設(shè)各領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化，同時(shí)，也造成了各單位在新技術(shù)研究方面投入較少，致使整個(gè)建筑行業(yè)在新技術(shù)研發(fā)、實(shí)踐方面缺乏積極性。另一方面，這種碎片化的工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)模式?jīng)Q定了各單位合作存在時(shí)效性，以項(xiàng)目為紐帶的各單位會(huì)隨著工程項(xiàng)目的結(jié)束而解散，很少有單位會(huì)長(zhǎng)期保持合作，致使新技術(shù)的研究與實(shí)踐缺乏連續(xù)性，難以通過(guò)新技術(shù)的引入改善現(xiàn)有的項(xiàng)目管理模式，也就談不上培養(yǎng)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工各環(huán)節(jié)之間的合作默契，各單位為了確保工作質(zhì)量、防止因時(shí)間不足而出現(xiàn)問(wèn)題，大多會(huì)以耗時(shí)、陳舊的程序保護(hù)自己，進(jìn)而影響了整個(gè)項(xiàng)目的執(zhí)行效率。即使采用了 BIM這些先進(jìn)技術(shù)，也僅限于在項(xiàng)目某幾個(gè)階段實(shí)施，也就意味著項(xiàng)目實(shí)施面臨更高的成本和時(shí)間，無(wú)法真正發(fā)揮BIM技術(shù)在項(xiàng)目全壽命的優(yōu)勢(shì)。EPC模式雖然能夠?qū)㈨?xiàng)目各方整合為一個(gè)整體，但同時(shí)也存在總承包風(fēng)險(xiǎn)較大而導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)展緩慢的問(wèn)題[1]。

1 BIM 技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是信息技術(shù)在建筑工程中的融合應(yīng)用。基于軟件平臺(tái)構(gòu)建、模擬建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等模型，能夠促進(jìn)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工組織、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置、施工工藝優(yōu)化，同時(shí)，通過(guò)工程設(shè)計(jì)、施工過(guò)程模擬，以信息化手段實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的可視化，能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息共享，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，如管線碰撞檢查等。通過(guò)BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效提高項(xiàng)目實(shí)施效率，因此，BIM技術(shù)是一種基于信息化技術(shù)的工程項(xiàng)目管理技術(shù)[2]。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

BIM信息中心是整個(gè)建筑項(xiàng)目信息資源的共享載體，通過(guò)錄入項(xiàng)目基礎(chǔ)信息，BIM信息中心能夠仿真模擬建筑場(chǎng)景，從而為項(xiàng)目決策、實(shí)施計(jì)劃制定提供數(shù)據(jù)支撐。就BIM技術(shù)應(yīng)用效果來(lái)看，BIM技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)：

2.1 可視化

在建筑行業(yè)中，由于工程設(shè)計(jì)是平面的，難以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施效果的可視化，給項(xiàng)目決策與施工帶來(lái)一定的困難。而通過(guò)BIM技術(shù)能夠?qū)⒑?jiǎn)單、平面的工程設(shè)計(jì)圖紙以三維立體的圖像進(jìn)行展示，從而為項(xiàng)目參與者提供直觀的立體模型。在BIM建筑信息模型中，項(xiàng)目建筑全周期都是可視化的，為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工及竣工驗(yàn)收交流、溝通提供依據(jù)，進(jìn)而有效縮短施工周期，提高項(xiàng)目整體施工效率。

2.2 協(xié)調(diào)性

在傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目管理中，受限于信息傳遞載體的限制，設(shè)計(jì)單位、工程施工單位存在溝通不暢、信息不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題，尤其是在多專(zhuān)業(yè)碰撞問(wèn)題、工期控制等存在局限性，而采用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)功能能夠有效解決這些問(wèn)題。例如，在工程設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)各專(zhuān)業(yè)、階段進(jìn)行碰撞檢查，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題。

2.3 模擬性

基于BIM技術(shù)，不僅能夠?qū)こ添?xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行模擬，而且也可以模擬工程設(shè)計(jì)模型，還能夠?qū)崿F(xiàn)施工進(jìn)度的模擬，并對(duì)真實(shí)世界難以操作、控制的事物進(jìn)行模擬展示，例如，節(jié)能模擬、日照模擬、緊急疏散模擬和熱傳導(dǎo)輸送模擬等。

2.4 優(yōu)化性

隨著相關(guān)理論研究與實(shí)踐的不斷深入，建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工與運(yùn)營(yíng)持續(xù)優(yōu)化，但從整體而言，各專(zhuān)業(yè)相對(duì)分散、獨(dú)立，BIM技術(shù)模型集成了建筑工程項(xiàng)目所有的信息，基于真實(shí)、準(zhǔn)確的信息，能夠促進(jìn)施工過(guò)程安排優(yōu)化、合理，而且BIM模型自帶的優(yōu)化工具為工程設(shè)計(jì)優(yōu)化、工程組織優(yōu)化提供了便利。

2.5 可出圖性

由于BIM集成了多種信息，通過(guò)BIM信息中心出具可視化、模擬、優(yōu)化后的立體模擬圖，也可以出具施工需求的二維施工圖紙，如綜合管線設(shè)計(jì)圖、主體結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞圖等，經(jīng)過(guò)BIM信息中心碰撞檢測(cè)和優(yōu)化，能夠確保出圖的科學(xué)性。

3 EPC總承包模式的概念

EPC（Engineer-Purchase- Construct）模式是建筑項(xiàng)目承包商根據(jù)合同約定對(duì)工程設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工及試運(yùn)行等過(guò)程的整體承包，并全面負(fù)責(zé)工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本的工程建設(shè)模式[3]。與傳統(tǒng)的項(xiàng)目分體承包模式不通過(guò)，EPC總承包模式中工程設(shè)計(jì)、采購(gòu)與施工各環(huán)節(jié)深度交叉，有利于工程整體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了局部設(shè)計(jì)、施工服從整體，階段設(shè)計(jì)、施工服從項(xiàng)目全過(guò)程，從而確保了項(xiàng)目投資收益。在EPC總承包模式下，項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)由承包方承擔(dān)，業(yè)主所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，同時(shí)，有利于承包方基于總體利益與業(yè)主展開(kāi)洽談，提高了承包方利潤(rùn)獲取能力。由于EPC模式在資源配置、組織形式和綜合效益等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，該模式逐漸成為建筑項(xiàng)目業(yè)主優(yōu)先選擇的工程發(fā)包模式之一。

4 BIM技術(shù)在EPC管理模式中的應(yīng)用

從目標(biāo)、功能等方面來(lái)看，EPC模式與BIM技術(shù)核心理念契合，都是在項(xiàng)目全過(guò)程管理模式下，強(qiáng)化各單位、各階段、各環(huán)節(jié)信息整合到信息模型中，在核心模型的指導(dǎo)下開(kāi)展各專(zhuān)業(yè)工作，項(xiàng)目參與方通過(guò)共同的信息模型進(jìn)行信息交流和共享，能夠有效提高信息傳遞的流暢性，提高項(xiàng)目管理效率。從整體來(lái)看，BIM技術(shù)在裝配式項(xiàng)目管理中具有以下應(yīng)用價(jià)值：

4.1 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

借助于BIM技術(shù)，總承包單位能夠?qū)崿F(xiàn)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，避免因設(shè)計(jì)問(wèn)題而造成的返工問(wèn)題。在工程設(shè)計(jì)階段，總承包單位建立信息中心，工程各專(zhuān)業(yè)將設(shè)計(jì)信息共享到信息中心中，實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)信息的集成、整合，從而建立建筑項(xiàng)目信息模型。通過(guò)預(yù)制構(gòu)件尺寸和模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑構(gòu)件的精細(xì)化設(shè)計(jì)，避免因設(shè)計(jì)誤差而造成的生產(chǎn)、施工偏差問(wèn)題[4]。同時(shí)，借助于BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，能夠幫助各專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的沖突，從而提高各專(zhuān)業(yè)協(xié)同性，降低工程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

4.2 改善項(xiàng)目溝通與管理

在EPC管理模式下，借助BIM信息中心信息共享優(yōu)勢(shì)，總承包單位能夠有效提高各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)與溝通效率，促進(jìn)信息交互與共享。例如，在預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，各專(zhuān)業(yè)人員在同一基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確構(gòu)件生產(chǎn)要求，為各專(zhuān)業(yè)溝通、協(xié)調(diào)提供便利，提高項(xiàng)目管理質(zhì)量。

4.3 促進(jìn)工程量統(tǒng)計(jì)與造價(jià)管理優(yōu)化

在裝配式建筑項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)，總承包單位可通過(guò)信息技術(shù)計(jì)算工程施工總量，大大提高工程量計(jì)算效率，提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)算，能夠改善因設(shè)計(jì)問(wèn)題而導(dǎo)致的管線碰撞、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等問(wèn)題，進(jìn)而有效控制工程造價(jià)，提高項(xiàng)目總承包收益[5]。

4.4 輔助實(shí)現(xiàn)裝配式建筑項(xiàng)目全壽命周期管理

在EPC總承包模式下，借助BIM技術(shù)，能夠項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)全壽命周期內(nèi)信息共享與傳遞，從而提高項(xiàng)目承包單位與運(yùn)營(yíng)單位的信息共享，提高信息溝通效率。例如，在項(xiàng)目施工階段，施工專(zhuān)業(yè)可以將實(shí)施進(jìn)度及時(shí)反饋給項(xiàng)目設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)，工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)在得到信息反饋后作出相應(yīng)的調(diào)整并及時(shí)將信息反饋給施工專(zhuān)業(yè)。又如，在項(xiàng)目交付運(yùn)營(yíng)后，總承包單位將BIM信息模型傳遞給運(yùn)營(yíng)單位，便于運(yùn)營(yíng)單位查詢(xún)建筑設(shè)計(jì)、施工各方面內(nèi)容。BIM信息模型實(shí)現(xiàn)了建筑項(xiàng)目全壽命周期信息的集成化管理，突破了專(zhuān)業(yè)、單位、階段的限制，優(yōu)化了建筑項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)資源，為建筑項(xiàng)目全壽命管理奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

隨著信息技術(shù)與建筑項(xiàng)目管理的融合應(yīng)用，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工管理模式發(fā)生了深刻的變化，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化。但是，我們也應(yīng)看到，裝配式建筑項(xiàng)目管理與施工還存在一些問(wèn)題，值得我們深入研究，首先，應(yīng)從項(xiàng)目管理模式入手，積極應(yīng)EPC和BIM技術(shù)，推動(dòng)項(xiàng)目承包與管理向現(xiàn)代化管理的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)各環(huán)節(jié)銜接優(yōu)化，提高各專(zhuān)業(yè)溝通效率，為建筑行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了技術(shù)支持。