李文華

(山東銘遠(yuǎn)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山東 青島 266071)

信息化浪潮席卷工業(yè)社會(huì)已經(jīng)30年，時(shí)至今日，建筑工程行業(yè)的信息化建設(shè)已成業(yè)內(nèi)未來(lái)發(fā)展之共識(shí)。針對(duì)此市場(chǎng)需求，美國(guó)的Autodesk 公司在2002年首度提出了建筑信息模型(Building Information Modeling，即BIM)理念。BIM 是通過(guò)對(duì)建筑實(shí)體的多維真實(shí)模擬，實(shí)現(xiàn)建筑工程全生命周期內(nèi)的宏觀顯示和微觀檢查，達(dá)到建筑行業(yè)上下游各專業(yè)的無(wú)縫銜接和高效配合，從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的共享和共同分析的一系列理念和技術(shù)措施的總稱。建筑業(yè)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是信息化和工業(yè)化的深度融合，其相關(guān)原理框圖見(jiàn)圖1。

圖1 信息化工作在未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展趨勢(shì)中的地位

自北京奧運(yùn)會(huì)以來(lái)，BIM 理念逐漸被國(guó)內(nèi)龍頭建筑企業(yè)所熟知與接受。采用BIM 理念，運(yùn)用Autodesk Revit 系列軟件，可以實(shí)現(xiàn)建筑信息模型海量數(shù)據(jù)的集成化管理，從而在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與交換過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)建筑工程從方案策劃，到設(shè)計(jì)施工，再到管理運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程生命周期(Life Cycle)三維模擬［1］。

在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，BIM 的應(yīng)用已是常態(tài)。2011年5月10日，中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》［2］中已明確提出:“十二五”期間，基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用，加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)各大建筑企業(yè)已紛紛關(guān)注此技術(shù)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和出版等工作也在逐步完善。

1 國(guó)際工程總承包EPC 模式介紹

美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)ASCE 將“工程項(xiàng)目建設(shè)模式”(Project Delivery System)定義如下:工程項(xiàng)目建設(shè)模式指項(xiàng)目參與方為了實(shí)現(xiàn)業(yè)主的目標(biāo)與目的，完成預(yù)定的工程設(shè)施而組織實(shí)施項(xiàng)目的系統(tǒng)方式(Project delivery system describes how the project participants are organized to interact，transforming the owner's goals and objectives into finished facilities)。

在國(guó)際工程建設(shè)領(lǐng)域，工程項(xiàng)目的建設(shè)模式一般劃分為以下四大類型［3］:即傳統(tǒng)建設(shè)模式(Design-Bid-Build，DBB)、管理型建設(shè)模式(Management Contracting Approach)、工程總承包建設(shè)模式(Engineering-Procurement-Construction，EPC)和BOT(Build-Operater-Transfer)建設(shè)模式。其相關(guān)概念解釋見(jiàn)參考文獻(xiàn)［1］，本文僅對(duì)其中的EPC 工程總承包模式進(jìn)行剖析。

EPC 交鑰匙工程總承包建設(shè)模式的參與項(xiàng)目各方組織與合同關(guān)系示意圖如圖2 所示。

圖2 EPC 建設(shè)模式中項(xiàng)目參與方的相對(duì)關(guān)系

對(duì)業(yè)主而言，EPC 模式相比較傳統(tǒng)的DBB 模式，大大減少了業(yè)主多頭管理的負(fù)擔(dān)，業(yè)主不需要再像國(guó)內(nèi)工程一樣去協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方與施工方的各種關(guān)系，同時(shí)有助于業(yè)主在合同談判階段掌握相對(duì)準(zhǔn)確的工程總造價(jià)。但同時(shí)帶來(lái)的缺點(diǎn)是業(yè)主對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的掌控力降低。

對(duì)承包商而言，針對(duì)EPC 合同項(xiàng)目，其合同責(zé)任會(huì)增大，項(xiàng)目前期議標(biāo)費(fèi)用較大，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目的管理水平也有較高的要求。所以當(dāng)前在海外EPC 總承包項(xiàng)目中，國(guó)內(nèi)企業(yè)以央企和國(guó)企居多。

在以上各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)掌控是EPC項(xiàng)目能否成功實(shí)施的關(guān)鍵。針對(duì)海外項(xiàng)目往往路途遙遠(yuǎn)，交通不便，通訊不發(fā)達(dá)的情況，采用BIM 技術(shù)，進(jìn)行三維模型基礎(chǔ)上的項(xiàng)目信息整合與解構(gòu)，并與外方業(yè)主在BIM 平臺(tái)上進(jìn)行充分有效的信息溝通，是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的推進(jìn)項(xiàng)目運(yùn)作的良好方式之一。

2 某海外EPC 項(xiàng)目中的BIM 技術(shù)應(yīng)用

某海外五星級(jí)酒店建筑面積為2.7 萬(wàn)m2，業(yè)主希望在中國(guó)找到EPC 的總包商。項(xiàng)目所在地屬于高震區(qū)，經(jīng)協(xié)調(diào)后業(yè)主同意采用鋼管混凝土柱—型鋼梁的混合結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)建筑較之混凝土結(jié)構(gòu)建筑有著更為優(yōu)異的抗震性能，并且施工周期快，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施地的地材要求不高，可以較好地控制現(xiàn)場(chǎng)施工工期和人力資源成本，對(duì)總承包單位的益處很大。為更好的滿足設(shè)計(jì)和施工一體化的需求，該項(xiàng)目引入了BIM 技術(shù)，圖3 是主體結(jié)構(gòu)在Revit中的模型，該模型完全符合外籍設(shè)計(jì)師提供的建筑方案設(shè)計(jì)效果。

在BIM 平臺(tái)上，建設(shè)方與總包方都可以基于統(tǒng)一且唯一的模型進(jìn)行溝通，相關(guān)問(wèn)題較好得以協(xié)調(diào)。通過(guò)BIM 模型反映出來(lái)的工程問(wèn)題一目了然，相關(guān)技術(shù)人員容易掌握細(xì)節(jié)，這是任何專業(yè)外語(yǔ)翻譯人員都無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。圖4 和圖5 分別是該酒店的全景渲染圖和結(jié)構(gòu)圖。

利用BIM 技術(shù)可以多方位靈活地觀察項(xiàng)目本身，各方的意見(jiàn)都可以在一個(gè)平臺(tái)上得到整合。圖6 是利用Revit 軟件的剖切框功能得到的局部三維視圖，可以直觀地觀察相關(guān)細(xì)節(jié)。

圖3 Revit 建筑模型

圖4 項(xiàng)目渲染圖

圖5 Revit 結(jié)構(gòu)模型視圖

圖6 Revit 模型剖切圖

圖7 某分部分項(xiàng)工程的工程量清單

在設(shè)計(jì)方案得到業(yè)主方認(rèn)可之后，總包方可根據(jù)BIM 模型，迅速獲取用于概算的工程量清單文件(見(jiàn)圖7)，并可根據(jù)國(guó)際工程慣例給出報(bào)價(jià)文件。

在傳統(tǒng)的國(guó)際建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，招投標(biāo)過(guò)程耗時(shí)耗力，現(xiàn)場(chǎng)商務(wù)考察和技術(shù)標(biāo)澄清工作往往由于目的性不明確、前期掌握的資料缺乏而流于形式和效率不高。該項(xiàng)目由于采用了BIM 技術(shù)，國(guó)外項(xiàng)目所在地的現(xiàn)場(chǎng)考察人員與國(guó)內(nèi)工程技術(shù)人員通過(guò)搭建項(xiàng)目服務(wù)器，成功地利用云存貯功能進(jìn)行了頻繁地項(xiàng)目數(shù)據(jù)交互。在投標(biāo)報(bào)價(jià)時(shí)連同施工組織設(shè)計(jì)等一并進(jìn)行了考慮，實(shí)現(xiàn)了包含時(shí)間(TIME)、造價(jià)(COST)信息的5D 動(dòng)態(tài)模擬［4］，得到的工程量清單已考慮了諸如工人宿舍(見(jiàn)圖8)、施工圍擋等費(fèi)用，初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)和施工一體化運(yùn)作，施工組織精細(xì)化設(shè)計(jì)。通過(guò)BIM 軟件所建立的企業(yè)CI 系統(tǒng)模型很好地展示了企業(yè)形象。

圖8 現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工CI 標(biāo)準(zhǔn)模型的建立

3 結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑工程行業(yè)設(shè)計(jì)施工一體化的良好途徑。在傳統(tǒng)的國(guó)際建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，招標(biāo)投標(biāo)過(guò)程耗時(shí)耗力，現(xiàn)場(chǎng)商務(wù)考察和技術(shù)標(biāo)澄清工作往往由于目的性不明確、前期掌握資料缺乏而流于形式和效率不高。

通過(guò)BIM 技術(shù)的多方面運(yùn)用，可以將建設(shè)方、總包方、投資商以及材料供應(yīng)商的多方信息進(jìn)行有效整合和匯總，利用軟件本身提供的包含空間、時(shí)間以及成本5D 信息的虛擬建造功能，擺脫時(shí)間和空間限制，得到令各方滿意的階段性成果。

隨著我國(guó)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的建立和各大城市數(shù)字智慧城市的搭建，BIM 模型將成為一項(xiàng)重要的建筑交付條件。相信隨著國(guó)內(nèi)建筑企業(yè)紛紛試水及開(kāi)拓海外市場(chǎng)，BIM 與EPC 的結(jié)合將會(huì)越來(lái)越普遍，越來(lái)越深入。

［1］劉朝球，李云貴.建筑信息模型的發(fā)展在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.建筑科學(xué)，2009，25(1) ：96-99.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要［Z］.2011.

［3］張水波，陳勇強(qiáng).國(guó)際工程總承包EPC 交鑰匙合同與管理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

［4］劉廣文，牟培超，黃銘豐.BIM 應(yīng)用基礎(chǔ)［M］.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2013.

［5］GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［6］JGJ 99-98，高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.

［7］陳惠發(fā).鋼框架穩(wěn)定設(shè)計(jì)(中譯本) ［M］.周綏平，譯.上海：上海世界圖書(shū)出版公司，1999：264-308.