BIM技術在裝配式建筑全過程工程咨詢的研究

許珊 XU Shan

（北京建筑大學，北京 100044）

0 引言

當前，隨著BIM，物聯網，移動互聯網、云計算、大數據等信息技術的發展與普及，我國工程建設領域正面臨著新的發展機遇與挑戰。在構建“數字城市”和智慧城市的進程中，亟需采用新的工程建造模式——“智慧建造”來支撐建筑行業的產業升級。通過研究BIM技術，形成4D、5D模型，進行施工進度管理，這樣一來，施工管理者就可以隨著施工過程更加方便地掌握包括資金在內的施工資源的動態需求，從而可以更好地進行資金計劃，分包管理等工作。此外，項目建設過程中，由于項目參建方多，溝通困難，全過程咨詢缺乏統一的平臺管理，各專業如土建和安裝專業；各個項目參建方如設計單位和施工單位各自形成的文件難以整合，或者整合起來費時費力。通過運用BIM建立統一的信息平臺，把項目實施過程中各參加方整合起來，組建利益一致，資料及知識集成的項目團隊，減少項目運行中不必要的資源浪費，從而降低成本，提高效率。同時，結合裝配式建筑目前的發展現狀和存在的問題，探索一種節約勞動力，提高效率的新型建造模式。

1 相關理論綜述

1.1 裝配式建筑的發展現狀及問題分析

裝配式混凝土結構，是對預制混凝土構件進行裝配、整合而形成的混凝土結構。預制裝配式的主要特點是生產工業化，工業化帶來的優勢是成本低廉，裝配式建筑的成本要比混凝土澆筑模式價格低廉，但是我國國內裝配式建筑卻還未得到大面積應用。究其原因，首先，社會對裝配式建筑的普遍認可度較低，沒有打開銷售市場。其次，裝配式建筑尚未形成規模，而且前期投資成本高，造成成本優勢不明顯。最后，裝配式建筑的項目人員還缺乏裝配式建筑的施工經驗，現有的人員缺乏相關的知識儲備，進而對裝配式建筑行業的發展造成阻礙。

1.2 BIM技術的發展現狀及問題分析

BIM技術是通過建立“三維信息化模型”，BIM建模軟件可自動生成相應的平、立、剖面圖以及各節點詳圖，相比過去常用的紙質平面圖，這種技術方法可以使建筑的空間特征表達得更為清晰直觀。但是，BIM技術目前在建筑業的發展也受到了限制。究其原因，首先，BIM軟件購買費用高昂，且缺少相關操作人員，對于BIM是否能夠給施工帶來方便和利潤也尚未明確。其次，項目的各個階段所使用的軟件也不盡相同，不能有效進行相互之間的信息整合。最后，國家尚未制定相關BIM的行業標準，基于BIM技術的信息化標準需要統一。

1.3 全過程工程咨詢的定義、現狀以及與傳統咨詢的對比

1.3.1 全過程工程咨詢模式的定義

全過程工程咨詢是指整合前期策劃、投融資、規劃、設計、項目管理、監理、造價、招投標、BIM、審計、法務、稅務、咨詢管理等建設工程全過程的技術咨詢服務。《全過程工程咨詢實踐指南》書中提出集約化、專業化“1+X"服務模式，其中“1”所指全過程工程項目管理，是貫穿項目全過程集成化管理：“X"是指全過程工程咨詢管理服務中單項工程咨詢管理服務，咨詢方可以根據委托方的需求承擔其中的一項或多項專業性的工程咨詢服務。全過程工程咨詢服務可以將各專業企業有機結合起來，發揮各自專長，實現利益、服務、目標一致的共同體，簡化責任主體，提高服務質量，決策更加合理，項目各方可以整體目標為出發點，服務貫穿項目全過程[1]。

圖1 BIM應用于某地鐵項目

1.3.2 全過程工程咨詢的現狀

近年來，國家相繼出臺一系列有關全過程工程咨詢指導文件推進全過程咨詢服務，此外，國家正推動一批試點企業進行了不同層面的探索與嘗試，由于剛開始試行，全過程咨詢目前無統一行業標準。

1.3.3 與傳統咨詢的對比

傳統的咨詢模式，如單項式工程咨詢模式、分段式工程咨詢模式、總承包工程咨詢模式[2]中項目建設方與咨詢單位存在碎片化、斷代式的管理缺陷，業主單位與各階段咨詢單位容易導致權責不清，項目業主單位難以找到責任主體，業主單位也需要花費大量的時間和精力去管理各咨詢單位。（圖2）

1.4 全過程工程咨詢的必要性

1.4.1 符合國家近年來的政策文件

2017年2月21日《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》國辦發【2017】19號文，標志著全過程咨詢從探索到踐行的轉變；2017年5月2日《關于開展全過程工程咨詢試點工作的通知》建市【2017】101號文；2018年3月15日《關于征求推進全過程工程咨詢服務發展的指導意見（征求意見稿）和建設工程咨詢服務合同示范文本（征求意見稿）意見的函》建市監〔2018〕9號文；2019年3月15日《關于推進全過程工程咨詢服務發展的指導意見》發改投資規【2019】515號文[2]。

1.4.2 社會專業化分工發展的必然結果[3]

隨著社會的發展，建設項目也越來越多，這就導致建設項目的專業化服務需求變得更細致，層次越來越深，建設單位需要支出更多的成本去協調各個工程階段的任務。因此，出現對所有專業咨詢單位進行共同協調的全過程工程咨詢公司正好可以滿足建設單位此類需求。

1.5 全過程工程咨詢的優勢

1.5.1 有利于解決工程咨詢服務“碎片化”問題

傳統工程咨詢行業分別與業主簽訂合同，專業之間的信息傳遞均靠業主傳遞，而全過程工程咨詢則可以將這些專業“外部溝通”轉化為全過程工程項目咨詢之間的“內部溝通”，使溝通更加方便有效，提高工作效率。此外，由于傳統工程咨詢行業分別與業主簽訂合同，專業承包人也只對合同規定的成果負責，專業承包人缺乏對本專業后續的工作的關注和了解。而全過程工程咨詢由于對整個階段的專業咨詢工作負責，因此各專業的工作完成后，還需要保證該項工作成果能夠有效指導后續專業工作。通過這樣的全過程咨詢，使工程咨詢行業服務“碎片化”的問題能夠得到有效解決，并能提高工作效率，減少溝通成本。

1.5.2 能夠對工程質量、進度進行有效控制

全過程工程咨詢單位對各階段專業咨詢工作責任明確，全過程咨詢單位可自行協調解決相鄰專業間的矛盾，不需業主出面協調，這給全過程咨詢單位帶來了極大的挑戰，從而能夠篩選出能夠勝任該工作的單位。

此外，由于全過程工程咨詢單位對各階段咨詢工作均可以緊密銜接，后續專業可以根據前期專業的部分成果內容提前準備，同時，各專業在統一領導下，大大縮減溝通時間，提高咨詢效率，有效縮減建設工期。

2 BIM技術在裝配式建筑中全過程階段的應用

2.1 BIM技術在裝配式建筑中設計階段的應用

裝配式建筑的特點是以預制混凝土進行整合施工，設計師調取已經設計好的預制構件庫（如圖3所示）進行設計，通過BIM的三維可視功能對后期施工階段的構件組裝進行模擬施工，從設計階段避免構件間設計的不合理的問題（如圖4所示），再基于BIM軟件的協同設計功能，從而減少項目建設各階段各專業轉移項目時帶來的失誤[4]。

圖3 裝配式建筑預制構件庫

圖4 BIM管線綜合設計及安裝模擬

2.2 BIM技術在裝配式建筑中成本控制中的應用

BIM軟件可以針對所構建的模型，可以對每個預制構件所需的各類材料進行統計，以便給制造廠商提供所需的材料清單，同時也使項目在設計階段能夠有初步的概預算，實現對項目的把控。此外，前期設計階段通過利用BIM軟件采取事前預防等措施縮短了施工工期，合理安排了施工進度，從而在一定程度上降低項目造價，達到成本控制的目的。

2.3 BIM技術在裝配式建筑中在項目管理中的應用

首先，能夠利用BIM模型分階段統計工程量的功能，按照施工進度分階段統計工程量[4]。其次，對于工程施工中的關鍵部位，通過建立完畢的三維動態模型，能夠對關鍵部位的更形象的觀察，如某產業園運用BIM進行自動碰撞檢測，解決300多個碰撞問題（如圖5所示），從而更準確地確定施工方案。最后，BIM的4D虛擬施工技術能夠動態地模擬整個施工過程，能夠進行疏散模擬，有利于勞務人員進行疏散[4]，保證了現場工作人員的安全。

圖5 某產業園三維綜合設計自動碰撞檢測

3 構建基于BIM的裝配式建筑全過程咨詢中的體系

3.1 基于BIM的裝配式建筑應用發展策略

首先，應設計階段對建筑構件進行適用優化和結構調整。其次，建筑單位還應聘請專業的技術人員來操作吊裝和拼接，將預制構件放到施工現場的指定位置上。此外，要把與裝配式建筑有關的企業變成信息數據聯通的連貫整體，以減少交接時不必要的資源的浪費。最后，應基于BIM軟件對預制構件進行分類編碼，對預制構件的名稱型號進行入庫管理。在信息化的大時代下，裝配式建筑就要充分使用BIM技術等信息化技術，把信息化變成企業和項目運作的助力，從而促進整個建筑業的發展。

3.2 全過程工程咨詢的實施策略

目前，企業可以通過兼并擴大綜合業務能力來承接全過程工程咨詢項目，也可以由多家企業組成聯合體共同承接項目，合并和拓展企業的業務能力是企業向全過程工程咨詢轉型的一種趨勢，現階段采用聯合體形式較多。前期咨詢單位、設計單位、監理單位、工程造價單位或者項目管理單位都可以為全過程工程咨詢的牽頭單位。由多家咨詢單位組成的聯合體，也應當事先明確好各組成單位的權利、義務、責任，避免合同權利、義務不明確帶來的糾紛。

4 結束語

本文從BIM技術、裝配式建筑、全過程工程咨詢的概念和定義出發，對工程前沿的有關建筑信息化，智能化，工業化進行詳細的分析論證和評價，指出BIM技術在裝配式建筑全過程工程咨詢過程中的諸多應用，并力求準確地將國家推行的相關政策和相關前沿資料，真實地呈現于讀者面前，相信我國的建筑業會朝著智能化和信息化方向高速發展。