BIM 技術(shù)在集中建設(shè)模式下高校新校區(qū)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用研究

孫 娣 時慶龍

中國分別在2003 年、2011 年以及2016 年相繼發(fā)布了《建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，要求建筑業(yè)需要與BIM等信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全過程智能化技術(shù)集成應(yīng)用。其中，《2016—2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指出，在“十三五”時期要全面提高建筑業(yè)的信息化水平，著力增強(qiáng)BIM 等信息技術(shù)的集成應(yīng)用能力。2022 年，江蘇省南京市入選首批智能建造試點(diǎn)城市，依托智慧工地技術(shù)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)信息化技術(shù)與建筑施工管理的深度融合，推動項(xiàng)目管理水平的穩(wěn)步提升，在智能建造方面取得了積極成效。

目前，BIM 技術(shù)已逐漸應(yīng)用于建筑項(xiàng)目的全生命周期，但其在集中建設(shè)管理模式下應(yīng)用仍處于起步階段[1]。如何體現(xiàn)集中建設(shè)管理模式的優(yōu)勢并解決施工難題，仍然是BIM 技術(shù)在該模式中應(yīng)用發(fā)展面臨的主要問題。本文主要研究BIM 技術(shù)在集中建設(shè)管理模式下高校新校區(qū)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，希望通過BIM 技術(shù)提升項(xiàng)目管理水平，為后續(xù)類似項(xiàng)目的智能化管理提供參考。

1 BIM 技術(shù)的概述及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 BIM技術(shù)的概念

BIM 技術(shù)是以建筑工程項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立模型，并進(jìn)行建筑仿真模擬的現(xiàn)代化技術(shù)。作為當(dāng)今建筑行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，BIM 技術(shù)能夠在建筑工程的各個階段和各個方面有效實(shí)施質(zhì)量、進(jìn)度和成本管理，加強(qiáng)施工過程的管理和監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全過程的實(shí)時動態(tài)管理。

1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2017 年2 月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，指出加快推進(jìn)BIM 技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理，為項(xiàng)目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù)，促進(jìn)建筑業(yè)提質(zhì)增效。2021 年2 月，南京市規(guī)劃和自然資源局發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)我市建筑信息模型（BIM）技術(shù)應(yīng)用的通知》，提出在南京市新建工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用BIM 技術(shù)。

由于建筑行業(yè)不斷增長的改革發(fā)展需求，近年來BIM 技術(shù)逐漸在建筑工程領(lǐng)域得到普及和推廣，進(jìn)一步推動了建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。但是，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展還存在一定的瓶頸。BIM 技術(shù)專項(xiàng)應(yīng)用較多，集成化和協(xié)同化應(yīng)用相對較少[2]。尤其是在集中建設(shè)模式下的大型項(xiàng)目中應(yīng)用較少，參建方為各自利益不愿公開BIM 模型，無法形成有效的數(shù)據(jù)流通[3]。此外，BIM 技術(shù)的應(yīng)用缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致BIM 模型數(shù)據(jù)無法有效配合施工，阻礙了BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣[4]。

基于此，本文針對BIM 技術(shù)在集中建設(shè)模式下高校新校區(qū)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以期提高施工水平，以統(tǒng)一的信息模型貫穿建筑的全生命周期，實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期管理，發(fā)揮BIM 技術(shù)的最大價值。

2 高校新校區(qū)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)

2.1 建設(shè)投資規(guī)模大、隱性成本較高

高校新校區(qū)建設(shè)從征地到投入使用，一般需要數(shù)十億的建設(shè)資金。高校屬于非營利性，建設(shè)資金來源有上級財(cái)政撥款和銀行貸款等，因此資金較為充裕[5]。新校區(qū)建設(shè)項(xiàng)目內(nèi)容廣泛，存在沉沒成本和機(jī)會成本，建設(shè)費(fèi)用涉及面廣，項(xiàng)目成本估算難度大。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)周期長、工期緊

高校新校區(qū)的建設(shè)周期普遍較長，且對工期要求十分嚴(yán)格，施工建設(shè)一般要分期進(jìn)行。高校建筑需要配套使用，新校區(qū)建設(shè)項(xiàng)目中任一單體建筑的延期都會影響整個項(xiàng)目的工期，導(dǎo)致校區(qū)無法按時投入使用。

2.3 建設(shè)項(xiàng)目多樣化

高校新校區(qū)建筑規(guī)模較大，涉及多種建筑單體類型，包括行政辦公樓、專業(yè)教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)樓、學(xué)生宿舍、體育館、圖書館以及多種保障性建筑等，各個單體建筑功能差異較大。

2.4 參建方協(xié)調(diào)難度高

高校新校區(qū)建設(shè)項(xiàng)目是非營利性工程建設(shè)項(xiàng)目，從前期的報批、規(guī)劃設(shè)計(jì)、招投標(biāo)，到后期的開工建設(shè)，受到多個行政管理機(jī)關(guān)的審批和監(jiān)管。項(xiàng)目正式開工后，在規(guī)模大和工期緊的情況下，設(shè)計(jì)單位、施工單位和監(jiān)理單位等參建方管理協(xié)調(diào)難度高。

3 集中建設(shè)管理模式中BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用

本文以江蘇開放大學(xué)新校區(qū)的建設(shè)工程為實(shí)例，具體闡述集中建設(shè)管理模式下BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用。

3.1 BIM技術(shù)在項(xiàng)目前期決策和設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1.1 應(yīng)用BIM分析，輔助前期決策

在項(xiàng)目前期決策階段，可以利用BIM 技術(shù)模擬計(jì)算項(xiàng)目的投資成本和施工成本，找出利益最大化的方案[6]。通過構(gòu)建建筑初步信息模型，參考數(shù)據(jù)庫中的類似模型，借助BIM 可視化分析，得出投資估算依據(jù)，提高項(xiàng)目決策的準(zhǔn)確性和效率。規(guī)劃方案確認(rèn)后，BIM 軟件可以展示完整的BIM 模型，便于在項(xiàng)目開發(fā)決策階段調(diào)整和確認(rèn)方案。

3.1.2 建立BIM模型，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段進(jìn)行三維建模，通過效果圖直觀分析、對比不同的設(shè)計(jì)方案，輔助方案比選。此外，可以利用數(shù)字模型呈現(xiàn)建筑的結(jié)構(gòu)、暖通、給排水布置等，并利用BIM 軟件進(jìn)行碰撞檢查，從而實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少各專業(yè)間的設(shè)計(jì)沖突。依托漫游功能得以全方位觀察設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，模擬并分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)和隱蔽部位，以深化施工節(jié)點(diǎn)。

3.2 BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工管理過程中的應(yīng)用

3.2.1 模擬施工工藝，優(yōu)化施工管理

利用BIM 技術(shù)模擬施工工藝，將BIM 模型與時間軸結(jié)合，對模型進(jìn)行動畫編輯制成視頻，動態(tài)演示施工現(xiàn)場的工程條件、施工工序和施工流程等，減少施工風(fēng)險。

3.2.2 基于BIM平臺，實(shí)時跟蹤工程進(jìn)度

基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度管理，依托BIM 管理平臺，以三維模型為載體，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工進(jìn)度管理的信息化和可視化。在進(jìn)度計(jì)劃階段，建立工程項(xiàng)目和BIM 模型之間的聯(lián)系，利用甘特圖展示進(jìn)度計(jì)劃。在計(jì)劃執(zhí)行過程中，利用平臺中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)度狀態(tài)分析和統(tǒng)計(jì)，確定施工順序、材料供應(yīng)和現(xiàn)場人員調(diào)配，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的進(jìn)度管理，實(shí)時監(jiān)控工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度，保證施工順利進(jìn)行。如果實(shí)際施工進(jìn)度與預(yù)期存在差距，可以通過BIM 模型分析影響工程進(jìn)度的原因，提出解決辦法，加快施工進(jìn)度。

3.2.3 管理數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)全流程質(zhì)量管控

利用BIM 技術(shù)進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)，可以有效保持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性，解決專業(yè)間的沖突問題[7]。在項(xiàng)目實(shí)施前，通過Revit 軟件建立工程模型，可以更深刻地了解施工的重難點(diǎn)。在BIM 模型中導(dǎo)入構(gòu)件相應(yīng)的施工方案、技術(shù)交底、施工方法等內(nèi)容，并生成二維碼，便于施工單位實(shí)時掌握項(xiàng)目動態(tài)。尤其是集中建設(shè)模式下參建單位較多，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠快速且有效地實(shí)現(xiàn)信息共享。

通過移動端BIM 平臺掃描讀取相關(guān)技術(shù)參數(shù)，完成質(zhì)量追溯，從而實(shí)現(xiàn)全流程的質(zhì)量監(jiān)督和管理。在構(gòu)件上粘貼二維碼，現(xiàn)場巡查時，可以通過移動端BIM 平臺上傳發(fā)現(xiàn)問題，便于專業(yè)人員及時處理。

BIM 技術(shù)能夠直觀地表達(dá)復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)關(guān)系，拆分施工節(jié)點(diǎn)。同時，能夠進(jìn)行施工工序模擬，通過工序穿插協(xié)調(diào)各專業(yè)施工。對比移動端的輕量化模型和施工效果，能夠?qū)崟r監(jiān)督現(xiàn)場施工質(zhì)量。此外，利用數(shù)字化模型進(jìn)行施工技術(shù)交底，能夠更直觀、生動地展示各施工流程間的邏輯關(guān)系，從而提高施工質(zhì)量的控制水平。

3.3 BIM技術(shù)在成本管理中的應(yīng)用

3.3.1 利用BIM成本參數(shù)化，實(shí)現(xiàn)成本管控前置

BIM 技術(shù)具有參數(shù)化的特點(diǎn)，即將各類關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)存儲在BIM 模型中，可以實(shí)現(xiàn)成本管控前置。成本參數(shù)化包括構(gòu)件信息參數(shù)化和資源信息參數(shù)化，其中構(gòu)件信息參數(shù)化是通過BIM模型錄入構(gòu)件參數(shù)，資源信息參數(shù)化是指在BIM 平臺中錄入人力、材料、機(jī)械臺班等資源數(shù)據(jù)，以此使構(gòu)件和工序都有詳細(xì)的成本信息[8]。

BIM 技術(shù)將成本與設(shè)計(jì)結(jié)合，在確定目標(biāo)成本時，一同完成限額設(shè)計(jì)和方案比選及優(yōu)化。BIM 平臺中與成本相關(guān)的數(shù)據(jù)對于整個項(xiàng)目的全生命周期至關(guān)重要，借助BIM 模型隨時統(tǒng)計(jì)和分析工程量，通過完整的工程量數(shù)據(jù)和造價分析，能夠精準(zhǔn)測算成本數(shù)據(jù)。

3.3.2 對比系統(tǒng)數(shù)據(jù)與實(shí)際產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)成本動態(tài)控制

利用BIM 技術(shù)分析和評估工程項(xiàng)目的投資情況，包括資金投入、實(shí)際成本等。在招投標(biāo)階段，利用BIM 技術(shù)迅速完成工程量計(jì)算，篩選出最優(yōu)方案，合理分配成本，便于控制成本消耗。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，構(gòu)建數(shù)據(jù)信息交流平臺，能夠有效簡化圖紙繪制流程，提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度和工作效率。借助BIM 軟件進(jìn)行碰撞檢查，可以避免碰撞問題，降低返工成本[9]。根據(jù)施工進(jìn)度編制成本計(jì)劃，在BIM 平臺形成可視化的BIM 成本計(jì)劃，動態(tài)管理施工現(xiàn)場材料，合理布局工程構(gòu)件，有效控制材料支出成本，定期核算成本并及時更新模型中的成本信息，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的成本管理。對比項(xiàng)目造價動態(tài)管控?cái)?shù)值與實(shí)際施工數(shù)據(jù)，確保差值合理。

3.4 BIM技術(shù)在安全管理中的應(yīng)用

3.4.1 分析潛在危險源，實(shí)現(xiàn)可視化的安全管理

在BIM 平臺上錄入危險源信息，并將可能發(fā)生危險的位置與BIM 模型關(guān)聯(lián)。通過可視化模型，提前識別項(xiàng)目現(xiàn)場潛在的危險源并進(jìn)行風(fēng)險預(yù)評估，有針對性地制定安全防控措施[10]。

3.4.2 預(yù)先模擬施工方案，識別安全隱患

具體的施工方案制定完成后，依靠BIM 技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場安全模擬，判斷施工方案是否存在設(shè)計(jì)缺陷。同時，BIM 軟件可以自動識別、定位安全隱患的位置，并給出警告。

3.4.3 利用移動端BIM平臺，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化安全監(jiān)控

在項(xiàng)目實(shí)施過程中存在較多風(fēng)險因素，應(yīng)及時掌握具體施工內(nèi)容并進(jìn)行維護(hù)。利用移動端BIM 管理平臺，及時記錄施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題以及處理狀態(tài)，保證現(xiàn)場閉環(huán)管理和問題全流程可溯源。此外，BIM 技術(shù)可以動態(tài)展示施工現(xiàn)場的施工情況，實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的安全監(jiān)控。

3.4.4 利用BIM的虛擬功能，進(jìn)行施工安全教育

首先，通過BIM 模型模擬工程實(shí)體，利用可視化模型直觀地進(jìn)行安全交底；其次，將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成二維碼并粘貼至有安全隱患的位置，起到警示作用；最后，利用BIM 虛擬應(yīng)急逃生功能搭建虛擬場景，設(shè)置安全合理的逃生通道，開展人員逃生演練，提高突發(fā)事故的處理能力[11]。

3.4.5 BIM模擬動態(tài)布置，優(yōu)化施工場地

結(jié)合現(xiàn)場情況和實(shí)際需求生成模型，合理評估和分析施工現(xiàn)場，優(yōu)化現(xiàn)場布置方案，消除潛在風(fēng)險[12]。利用BIM 技術(shù)在虛擬場景中規(guī)劃施工場地，模擬施工過程，檢驗(yàn)施工方案，及時發(fā)現(xiàn)施工方案中存在的安全問題。

4 集中建設(shè)模式下高校新校區(qū)工程項(xiàng)目管理的建議

集中建設(shè)模式是政府投資工程的一種新型建造組織管理模式，由代建制衍生而來。集中建設(shè)模式具有清晰明確的職責(zé)劃分，可以充分發(fā)揮集中建設(shè)資源優(yōu)勢，主要特點(diǎn)是“投資、建設(shè)、監(jiān)管、使用”四權(quán)分離[13]。2018 年，江蘇省省級政府投資非盈利性工程項(xiàng)目開始推行集中建設(shè)模式，項(xiàng)目由使用單位、實(shí)施單位和政府主管機(jī)構(gòu)共同監(jiān)管，實(shí)施專業(yè)化管理、規(guī)范化運(yùn)作，有利于提升監(jiān)管質(zhì)量與效率，發(fā)揮集中建設(shè)的規(guī)模效應(yīng)[14]。

目前，集中建設(shè)模式尚處于起步階段，建設(shè)規(guī)模大、投資額度高、參建單位多的建設(shè)項(xiàng)目具有管理難度大的問題。因此，建議集中建設(shè)模式下的高校新校區(qū)建設(shè)采用BIM 技術(shù)進(jìn)行全過程管理，有助于精準(zhǔn)測算成本、減少采購成本、縮短施工工期、強(qiáng)化施工現(xiàn)場安全等。

BIM 技術(shù)的應(yīng)用促使參建方協(xié)同高效地推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)，能夠快速、有效地完成工程計(jì)量與復(fù)核，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的成本管理。高校作為使用單位可以通過BIM 平臺對工程建設(shè)項(xiàng)目起到監(jiān)管約束的作用，確保新校區(qū)建設(shè)突出校園特色。

5 結(jié)語

本文以高校新校區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目為研究對象，分析了高校新校區(qū)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)。通過研究集中建設(shè)模式下BIM 技術(shù)在高校新校區(qū)工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)BIM 技術(shù)能夠在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化協(xié)同管理，減少采購和返工成本，提高新校區(qū)建設(shè)項(xiàng)目的綜合管理效能。因此，將BIM 技術(shù)作為高校建設(shè)工程項(xiàng)目管理的重要工具，充分體現(xiàn)集中建設(shè)模式的優(yōu)勢和重要性，為集中建設(shè)模式下非盈利性工程建設(shè)項(xiàng)目的工程管理提供優(yōu)化路徑。