EPC模式下BIM技術在裝配式建筑中的應用分析

顧佳華 王凱旋 時開青 賀寧

【摘要】BIM技術和裝配式建筑的結合，成為我國建筑行業當下的熱點和未來的趨勢，與國外相比，裝配式建筑在我國處于初級階段，發展面臨許多制約因素。將BIM技術和裝配式相結合，可以發揮BIM信息集成的優勢，實現設計、施工和運營維護的一體化。本文通過分析裝配式建筑和BIM技術的特點，將BIM技術于裝配式建筑相結合，重點介紹三維可視化成果分析、構件碰撞檢查分析、圖紙深化與工程量統計，以期為BIM技術推動裝配式建筑的發展提供參考。

【關鍵詞】裝配式建筑;BIM技術應用;深化設計;EPC總承包

1、前言

近年來，隨著BIM技術和EPC模式的應用逐漸深入，國內相關研究熱度不斷提高。但是，由于我國工程建設流程相對固定、單一，導致整個項目存在碎片化問題。EPC模式雖然能夠將項目各方整合為一個整體，但同時也存在總承包風險較大而導致項目進展緩慢的問題[1]。雖然我們已經開始在裝配式建筑應用BIM技術，在培養了一批既懂裝配式又懂BIM技術的人才上花了很大的心血，但總體上BIM技術人員的裝配式施工經驗存在明顯的不足。

2、裝配式建筑工程總承包模式

為解決平行發包造成設計與施工的分離，建設單位在選擇建筑工程項目組織方式時，優先采用EPC（Engineering Procurement Construction）工程總承包模式[2]。它是指總承包受業主委托，按照合同約定對工程建設項目的設計、采購、施工、試運行作為一個整體實行全過程或若干階段的承包，并對工程的質量、安全、費用和進度全面負責。

3、BIM技術在EPC工程總承包模式中的應用優勢

建筑信息模型 building information model （BIM）建筑及其設施的物理和功能特性的數字化表達，在建筑工程全壽命期內提供共享的信息資源，并為各種決策提供基礎信息[3]。BIM技術是一種數據化工具，通過建筑模型整合項目的各類相關信息，在項目策劃、設計、建造、運行和維護的全生命周期中進行信息的共享和傳遞，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。所以，將BIM技術應用于裝配式建筑項目的管理，將大大促進裝配式建筑的發展速度，提高國內建筑中裝配式建筑所占的市場比率。

4、EPC模式下BIM技術在裝配式中的應用

4.1 BIM技術應用實施路徑

預制結構的深化設計是在原EPC單位出具的設計施工圖紙基礎上，結合裝配式結構構件制造及施工工藝的特點，對設計圖紙進行細化、補充和完善，將繁瑣的對圖工作集于一個預制構件深化模型，找出在二維圖紙上不易發現的設計盲點，將設計盲點問題按類別整理成問題報告。通過協調會的形式將設計問題在施工前提前反饋給EPC單位的設計部門予以解決，減少錯誤的發生。基于深化調整完畢的預制構件深化模型，生成預制構件深化技術資料，包含截面圖、平面圖、詳圖等，套用企業模板進行鋼筋及混凝土用量統計分析，生成料單。

4.2基于BIM技術的三維成果表現

應用BIM技術，可以從任意一個方向觀察模型，而不是單從平、立、剖三個方向觀察。選取BIM模型的一部分數據庫，作不同的直觀效果演示。例如查看PC梁構件，可以將構件的混凝土材質去除，觀察內部構成，用色彩體現它不同的構造關系，提供給構件生產單位。

BIM模型里包含豐富的信息，在預制裝配式構件模型中除了3D建筑信息模型的幾何信息描述外，還包含了建筑構件對象之間的邏輯關系。集合單個預制構件的BIM數據庫，就可以產生整個項目的數據庫，相當于把建筑項目所有的信息集成在一個三維信息化模型里，這是對工程項目非常有用的三維信息化模型。

4.3基于BIM技術的預制構件及鋼筋碰撞檢查

常規的碰撞檢測，主要是檢查構件之間的碰撞，深化設計中的碰撞檢查除了發現構件之間是否存在干涉和碰撞外，主要是檢測構件連接節點處的預留鋼筋之間是否有沖突和碰撞，這種基于鋼筋的碰撞檢測，要求更高，也更加精細化，需要達到毫米級別。在對鋼筋進行碰撞檢查時，為防止鋼筋發生連鎖的碰撞沖突增加修改的難度，先對所有的鋼筋節點作碰撞檢查，即在建立參數化配筋節點時進行檢查，保證鋼筋節點鋼筋沒有碰撞，然后再基于整體配筋模型進行全面檢測，直到結果收斂。因此，利用BIM技術可以快速準確的把可能發生在現場的沖突與碰撞在BIM模型中事先消除。

4.4深化圖紙的生成與工程量統計

三維模型和二維圖紙是兩種不同形式的建筑表示方法，三維的BIM模型不能直接用于預制構件的加工生產，需要將包含鋼筋信息的BIM模型轉換成二維的加工圖紙。利用BIM軟件的出圖和自動更新功能，一旦模型數據發生修改，與其關聯的所有圖紙都將自動更新，總體上預制構件自動出圖，圖紙的完成率在80%-90%之間。

在生成加工圖紙時還需要對鋼筋及混凝土的用量進行統計，以便加工生產，基于整體配筋模型，利用BIM軟件中自帶的各類工程量模板進行快速的統計分析，減少人為操作和潛在錯誤，實現工程量信息與設計方案的完全一致。

結語：

EPC項目較為顯著的優勢在于總包方早期介入項目設計，利用BIM技術則能夠更好的實現總包方對設計的參與和管理。利用BIM模型的直觀性、可分析性、可出圖性的特點，高效的進行預制構件的拆分設計。通過碰撞檢查預先排除預制構件之間、預制構件與現澆部分、設備、管線之間的各種問題，出具預制構件詳圖，提高圖紙的準確性和完整性，避免今后的設計變更等，減少不必要的浪費，以降低成本。基于EPC管理體系，預制構件深化設計與生產加工全面融入項目總體技術管理，覆蓋設計、構件加工、現場施工等關鍵環節，解決了以往的設計圖紙控制寬泛，對現場施工指導性差的問題。利用BIM技術能夠更好的提升設計品質，充分發揮EPC模式的優勢，提升工程整體價值。

參考文獻：

[1]高震，畢建靜.BIM技術在裝配式建筑EPC管理模式中的應用[J].四川水泥，2019，（01）：232-232.

[2]王婷，肖麗萍.基于BIM的施工資料管理系統平臺架構研究[J].工程管理學報，2015，（3）：50-54.

[3]GB/T51212-2016，建筑工程信息模型應用統一標準[S].