基于EPC模式的建筑工程設(shè)計(jì)、施工一體化BIM應(yīng)用

虞奇，張仁友，何瑞金

（湖南省第六工程有限公司，長(zhǎng)沙 410000）

1 BIM應(yīng)用背景

由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)工程建設(shè)模式仍以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工獨(dú)立運(yùn)作為主導(dǎo)，各單位BIM 應(yīng)用也相互獨(dú)立，在與外部單位就BIM 模型進(jìn)行溝通時(shí)，存在軟件平臺(tái)不一致、人員架構(gòu)不統(tǒng)一、建模標(biāo)準(zhǔn)不一致、模型深度不協(xié)調(diào)、圖紙模型不一致等問(wèn)題，導(dǎo)致模型傳遞存在一定的缺失甚至“兩張皮”現(xiàn)象，造成人力、時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本投入的浪費(fèi)。

針對(duì)如何更好地在設(shè)計(jì)、施工階段應(yīng)用BIM 技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)“一模到底”，減少重復(fù)建模和不必要的成本浪費(fèi)，縮短項(xiàng)目周期，提高工作效率，EPC 項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)、施工一體化BIM應(yīng)用提供了良好的解決方案和條件。通過(guò)BIM 技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)、施工一體化應(yīng)用，既加速建筑行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，也必將BIM 技術(shù)服務(wù)推向更深的應(yīng)用層次。

2 BIM應(yīng)用思路

2.1 工程背景

本課題依托某產(chǎn)業(yè)園一期——4#樓和8#樓工程項(xiàng)目。項(xiàng)目位于湖南省長(zhǎng)沙市，總規(guī)劃用地面積302 256.29 m2，總建筑面積94 588.16 m2。8#樓為綜合辦公樓，地下1 層，地上5 層，高度17.7 m，建筑面積14 549.97 m2；4#樓為鋼結(jié)構(gòu)廠房，建筑高度14.5 m，建筑面積36 155.4 m2。項(xiàng)目建成后將成為立足長(zhǎng)沙、服務(wù)湖南、輻射華中、聯(lián)系國(guó)內(nèi)國(guó)際的大型一體化現(xiàn)代建筑綜合產(chǎn)業(yè)園。

2.2 BIM應(yīng)用思路

通過(guò)前期對(duì)BIM 應(yīng)用現(xiàn)狀的問(wèn)卷調(diào)查進(jìn)行分析，在項(xiàng)目初期進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工全流程BIM 實(shí)施方案策劃，研究制定具體的BIM 軟硬件要求、應(yīng)用流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并從以下5 個(gè)方面入手：（1）組織構(gòu)架一體化；（2）軟件工具一體化；（3）流程標(biāo)準(zhǔn)一體化；（4）數(shù)據(jù)信息一體化；（5）圖紙模型一體化。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)展重難點(diǎn)分析、進(jìn)度計(jì)劃、任務(wù)分工、過(guò)程應(yīng)用和成果匯總等工作。總體研究流程可歸納為圖1 所示思維導(dǎo)圖。

圖1 研究流程思維導(dǎo)圖

3 設(shè)計(jì)、施工一體化BIM應(yīng)用實(shí)施

基于5 個(gè)“一體化”BIM 應(yīng)用目標(biāo)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，通過(guò)建立BIM 模型，對(duì)全專業(yè)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，有效地解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)、漏、碰、缺等問(wèn)題，并在設(shè)計(jì)BIM 模型的基礎(chǔ)上完成施工意見(jiàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證施工圖的合理性、經(jīng)濟(jì)性。隨后，將設(shè)計(jì)的BIM 模型進(jìn)行人工智能審查，大大提高施工圖審查的完整度、精細(xì)度、準(zhǔn)確度。在施工階段，利用BIM 模型進(jìn)行施工深化，形成施工BIM 模型，對(duì)項(xiàng)目的施工組織管理、進(jìn)度管理、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等方面可以起到模擬和優(yōu)化的作用，設(shè)計(jì)方也可以利用BIM 模型進(jìn)行后期服務(wù)跟蹤。最終，在項(xiàng)目建設(shè)完成后交付準(zhǔn)確的數(shù)字化竣工模型。

3.1 組織構(gòu)架一體化

以EPC 項(xiàng)目一體化BIM 應(yīng)用為導(dǎo)向，以該產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目為依托，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工人員為基礎(chǔ)，組建EPC 總承包BIM 工作組，由總包方對(duì)BIM 工作組進(jìn)行協(xié)同、統(tǒng)一管理。設(shè)計(jì)BIM小組按專業(yè)進(jìn)行區(qū)分，施工BIM 小組除按專業(yè)區(qū)分外，主要包含施工BIM 深化和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施2 個(gè)方面。基于平行統(tǒng)一的BIM 管理體系，大幅提升設(shè)計(jì)和施工之間的溝通效率。

3.2 軟件工具一體化

通過(guò)前期對(duì)目前市場(chǎng)上主流BIM 軟件的對(duì)比分析，兼顧設(shè)計(jì)和施工BIM 模型的創(chuàng)建、傳遞、應(yīng)用需求，結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際，設(shè)計(jì)和施工BIM 應(yīng)用方共同確定了以Revit、Tekla 為主的“雙平臺(tái)”軟件應(yīng)用方案，施工過(guò)程采用品茗、廣聯(lián)達(dá)BIM 5D為主的施工深化和平臺(tái)管理軟件（見(jiàn)表1）。統(tǒng)一了BIM 模型在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的模型格式標(biāo)準(zhǔn)，為“一模到底”提供了應(yīng)用基礎(chǔ)。

表1 一體化BIM軟件方案

3.3 流程標(biāo)準(zhǔn)一體化

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工項(xiàng)目的BIM 應(yīng)用方式不同，EPC 項(xiàng)目的模型建立和交付都有著更高協(xié)同水平的要求，對(duì)BIM 工作流程也是如此。因此，項(xiàng)目BIM 工作組在實(shí)施前制定了統(tǒng)一的BIM 實(shí)施工作流程，規(guī)范了各階段、各人員的具體工作要求和責(zé)任分工。同時(shí)，在設(shè)計(jì)和施工模型的建立和交付標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行了研究和確定，統(tǒng)一了由于模型標(biāo)準(zhǔn)不一致帶來(lái)的后續(xù)應(yīng)用問(wèn)題。

3.4 數(shù)據(jù)信息一體化

在項(xiàng)目實(shí)施前，在BIM 工作組制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，從建筑工程項(xiàng)目BIM 全流程應(yīng)用角度，編制了BIM 模型構(gòu)件的6 編碼規(guī)則體系（見(jiàn)圖2）。該信息編碼規(guī)則包含專業(yè)編碼、族編碼、族類別編碼、BIM 審查屬性編碼、施工信息編碼、運(yùn)維實(shí)例編碼，不僅兼顧了設(shè)計(jì)BIM 應(yīng)用要求、施工圖BIM 審查要求，還考慮了施工階段的BIM 應(yīng)用要求、運(yùn)維階段信息管理要求，在充分結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)、施工一體化BIM 模型信息應(yīng)用的同時(shí)，為將來(lái)的運(yùn)維管理拓展了應(yīng)用空間。

圖2 一體化6 級(jí)編碼體系

3.5 圖紙模型一體化

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，二維圖紙和三維模型均為不可或缺的設(shè)計(jì)成果，基于BIM 設(shè)計(jì)的施工圖紙作為BIM 模型的提取物，二者保持高度的一致性。本項(xiàng)目基于“圖模一體化”思路，設(shè)計(jì)BIM 模型和二維圖紙高度統(tǒng)一，模型深度達(dá)施工圖深度，并通過(guò)了湖南省施工圖BIM 審查，符合圖紙、模型一致性要求。同時(shí)，在施工階段的變更等內(nèi)容，均同步反應(yīng)在圖紙和模型當(dāng)中，真正實(shí)現(xiàn)了全流程BIM 應(yīng)用的“圖模一體化”，如圖3 所示。

圖3 圖紙模型一體化

4 總結(jié)與思考

通過(guò)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工一體化BIM 應(yīng)用研究，不但進(jìn)一步完善了BIM 應(yīng)用體系，提升了BIM 應(yīng)用效率，降低了BIM 應(yīng)用成本，還為公司培養(yǎng)、儲(chǔ)備了更高層次的BIM 應(yīng)用人才，進(jìn)一步鞏固和提升了公司在BIM 技術(shù)領(lǐng)域的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。然而，限于研究項(xiàng)目樣本單一，還有待后期更多項(xiàng)目實(shí)踐提供更多參考樣本和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以提升和完善本次研究成果。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM 技術(shù)的不斷提升，建筑工程信息化的不斷深入，建筑工程EPC 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工一體化BIM 應(yīng)用價(jià)值將愈加完善和凸顯，建設(shè)資源投入將進(jìn)一步降低，為創(chuàng)建綠色、節(jié)能減排的友好型社會(huì)貢獻(xiàn)新的力量。