周童禎（江西銅業(yè)建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司， 江西 南昌 330069）

0 引 言

工業(yè)廠房工程是以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)為目標(biāo)的建設(shè)項(xiàng)目，其建成的衡量標(biāo)準(zhǔn)在于能否達(dá)到正常生產(chǎn)的要求。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)廠房具有樓層高、跨度大、單體體積大、專(zhuān)業(yè)類(lèi)別多等特點(diǎn)，在建設(shè)管理上難度大、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)穿插施工多，因此對(duì)建設(shè)管理的要求也高于常見(jiàn)的民用建筑。

傳統(tǒng)的工程建設(shè)管理投入的人力物力的量大且效率低下。隨著社會(huì)的發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目體量越來(lái)越大、要求越來(lái)越復(fù)雜，單純依靠人力物力的建設(shè)管理已難以應(yīng)對(duì)，尤其是設(shè)計(jì)階段與施工階段脫節(jié)的矛盾尤為突出，而 BIM 應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟，為這類(lèi)問(wèn)題的解決提供了一種可能。

BIM 技術(shù)作為工程建設(shè)全過(guò)程管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，能夠較好地將項(xiàng)目各個(gè)階段協(xié)同串聯(lián)在一起，尤其對(duì)工程建設(shè)管理中的四大目標(biāo)，即對(duì)進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、投資控制和安全管理之間關(guān)系的處理起到了重要作用。為此，筆者借用江西省某工業(yè)廠房項(xiàng)目的案例分析，對(duì) BIM 技術(shù)在工業(yè)廠房工程建設(shè)的應(yīng)用效果作進(jìn)一步探究。

1 工程概況

該工業(yè)廠房項(xiàng)目總投資為 83 180 萬(wàn)元，總建筑面積 29 609.26 m2，包含生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)水池、循環(huán)水池、室外工程等。其中，生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)的生產(chǎn)廠房是本項(xiàng)目的主要內(nèi)容。生產(chǎn)廠房共 3 層，其中第一層、第二層層高為 6 m，第三層層高為 5.5 m；結(jié)構(gòu)最大跨度為 27 m；單層建筑面積最大約 1.1 萬(wàn) m2。項(xiàng)目涉及專(zhuān)業(yè)包括結(jié)構(gòu)、建筑、暖通、給排水、電氣、機(jī)械、管道、儀表、消防等，項(xiàng)目總工期為 427 天，質(zhì)量要求為合格。

建設(shè)單位對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度要求較高，工期緊迫且施工內(nèi)容復(fù)雜，因而在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就引入了 BIM 技術(shù)，用于施工階段和運(yùn)行生產(chǎn)階段的管理。該項(xiàng)目 BIM 技術(shù)采用的是“廣聯(lián)達(dá)”全過(guò)程 BIM 5D 管理系統(tǒng)軟件，可在電腦端和手機(jī)端協(xié)同配合使用。

2 工程建模與碰撞

2.1 三維建模

項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段主要運(yùn)用了 BIM 建模功能，在項(xiàng)目各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容完成后同步進(jìn)行相應(yīng)的專(zhuān)業(yè) BIM 建模。該 BIM 系統(tǒng)具有的三維建模功能同時(shí)結(jié)合了 Revit、Magi CAD、廣聯(lián)達(dá)圖形建模等軟件，將圖紙上的二維圖紙轉(zhuǎn)變成三維立體模型；將其呈現(xiàn)出建成后的效果，供業(yè)主判斷是否達(dá)到其所需求的效果。此外，該 BIM 系統(tǒng)三維模型還具有三維可視化功能，可以以第一視角進(jìn)入提前擬建的工程模型內(nèi)，直觀地看到設(shè)備、管道的布置及走向。

2.2 模型碰撞

工業(yè)廠房項(xiàng)目因涉及專(zhuān)業(yè)多，在設(shè)計(jì)階段各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)忽略兼顧其他專(zhuān)業(yè)的技術(shù)要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的匹配性問(wèn)題時(shí)，常常是結(jié)構(gòu)或建筑專(zhuān)業(yè)已經(jīng)施工完成，因而限制了解決這一問(wèn)題方案的制定，造成時(shí)間和資源的浪費(fèi)。應(yīng)用 BIM 技術(shù)三維建模功能，將設(shè)計(jì)階段完成的設(shè)計(jì)圖紙按照專(zhuān)業(yè)類(lèi)別在 BIM 中生成三維建筑模型，并在 BIM 中將各專(zhuān)業(yè)所建模型進(jìn)行合并，就能直觀地反映出各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的匹配性問(wèn)題，如高聳的機(jī)械攪拌桶高度超出樓層結(jié)構(gòu)板、橋架與管道在某處相互碰撞、管道在走向上存在結(jié)構(gòu)梁阻擋、穿墻穿樓板管線遺漏預(yù)留洞口等。此時(shí)，在 BIM 系統(tǒng)中使用“碰撞”功能，可自動(dòng)識(shí)別樓層、部位、構(gòu)件之間的碰撞關(guān)系，設(shè)計(jì)單位即可根據(jù)碰撞結(jié)果對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)修改圖紙加以解決，避免了在施工階段再來(lái)解決這一問(wèn)題。

在實(shí)踐中，該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)用 BIM 創(chuàng)建了三維模型，并運(yùn)用機(jī)電深化軟件集合土建模型整合，完成碰撞檢查。在全專(zhuān)業(yè)整合碰撞中，共檢查出 2 736 個(gè)碰撞點(diǎn)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整，重新整合碰撞后，碰撞點(diǎn)減少為 652 個(gè)。設(shè)計(jì)單位根據(jù)輸出的碰撞報(bào)告提出建議方案，及時(shí)調(diào)整或修改設(shè)計(jì)圖紙。此項(xiàng)預(yù)計(jì)能節(jié)省投資 60 多萬(wàn)元。

3 工程進(jìn)度控制

3.1 計(jì)劃進(jìn)度

工程開(kāi)工前，該廠房項(xiàng)目組根據(jù)施工總工期 427 天的合同要求，編制了工程施工總進(jìn)度計(jì)劃，應(yīng)用 BIM 系統(tǒng)繪制了工程施工進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖并找出了關(guān)鍵線路。BIM 系統(tǒng)能夠依據(jù)繪制的施工進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)合三維建筑模型模擬項(xiàng)目施工過(guò)程。

3.2 實(shí)際進(jìn)度

在工程施工過(guò)程中，收集現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際進(jìn)度信息匯入 BIM 系統(tǒng)內(nèi)。如某號(hào)樁、承臺(tái)的澆筑時(shí)間和拆模時(shí)間、基礎(chǔ)分部驗(yàn)收時(shí)間等，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收集到的實(shí)際施工進(jìn)度信息，即刻形成實(shí)際進(jìn)度圖。未在施工現(xiàn)場(chǎng)的人員也可通過(guò) BIM 來(lái)了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)度狀態(tài)。

3.3 進(jìn)度分析和糾偏

通過(guò)對(duì)比和分析 BIM 管理系統(tǒng)上的計(jì)劃進(jìn)度圖和實(shí)際進(jìn)度圖，能直觀地判斷進(jìn)度是否滯后或超前。BIM 系統(tǒng)進(jìn)度控制的報(bào)警功能提示進(jìn)度滯后或超前的部位和時(shí)間，為進(jìn)度的調(diào)整或糾偏提供了可靠依據(jù)，避免了以往工程建設(shè)管理中各種煩瑣零亂的數(shù)據(jù)分析和不夠直觀的缺點(diǎn)。對(duì)于進(jìn)度滯后部位，根據(jù)該部位的具體類(lèi)別采取針對(duì)性的措施，如：承臺(tái)模板安裝滯后且為關(guān)鍵工作，可采取增加模板施工人員或增加作業(yè)時(shí)間；水池防腐施工為非關(guān)鍵工作，雖滯后但未超過(guò)其總時(shí)差，可不采取措施；等等。

4 工程質(zhì)量控制

4.1 構(gòu)件跟蹤

BIM 系統(tǒng)具有構(gòu)件信息跟蹤功能。在 BIM 系統(tǒng)質(zhì)量控制功能中，可根據(jù)已建成的三維模型，查看構(gòu)件的名稱(chēng)、編號(hào)、尺寸信息、標(biāo)高等；在構(gòu)件施工完畢后，可將構(gòu)件的實(shí)測(cè)實(shí)量信息輸入到與 BIM 系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的構(gòu)件信息中，并可形成構(gòu)件信息二維碼，使每個(gè)構(gòu)件有了自己的“身份證”。

對(duì)于項(xiàng)目管理單位和監(jiān)理單位而言， BIM 系統(tǒng)的應(yīng)用更有利于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的監(jiān)管?，F(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件信息在 BIM 系統(tǒng)中集成后，在施工現(xiàn)場(chǎng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件存在的問(wèn)題，減少了查閱圖紙圖集和規(guī)范等步驟。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及隱患，可通過(guò) BIM 系統(tǒng)發(fā)送至指定責(zé)任人員，明確整改要求并設(shè)定整改期限，從而大大縮短了質(zhì)量管理的流程。對(duì)于已處理完畢的質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)形成閉環(huán)記錄；對(duì)于未處理完畢的質(zhì)量問(wèn)題，將維持未閉環(huán)狀態(tài)，并持續(xù)在 BIM 管理平臺(tái)中顯示。

4.2 后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)

BIM 模型中所有單個(gè)構(gòu)件都可生成二維碼。掃描張貼在構(gòu)件上的二維碼，可查看構(gòu)件的詳細(xì)信息，項(xiàng)目完工后還可將二維碼打印張貼在對(duì)應(yīng)的設(shè)備和管道上。在項(xiàng)目建成后進(jìn)入運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，BIM 系統(tǒng)依然能夠發(fā)揮重要作用。例如，廠房項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的小范圍工藝改造，即可基于 BIM 模型進(jìn)行修改，無(wú)需重復(fù)翻閱竣工圖紙或相關(guān)資料；在實(shí)施管道更換時(shí)，可根據(jù) BIM 模型查找原管道的規(guī)格、型號(hào)、廠家等信息，并可根據(jù)模型計(jì)算出。

5 工程造價(jià)控制

BIM 系統(tǒng)集成了造價(jià)管理和監(jiān)控功能。在造價(jià)管理模塊中，項(xiàng)目的概算值、合同價(jià)、結(jié)算價(jià)，以及施工過(guò)程中合同外的設(shè)計(jì)變更、簽證等費(fèi)用，都可使用此功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤管理和監(jiān)控。在系統(tǒng)中設(shè)定項(xiàng)目已確定的投資概算、合同價(jià)等信息，在工程實(shí)施過(guò)程中根據(jù)工程進(jìn)度實(shí)際發(fā)生的造價(jià)信息不斷匯入系統(tǒng)中，即形成實(shí)際對(duì)應(yīng)的造價(jià)信息。此外，BIM 系統(tǒng)還能將造價(jià)信息分門(mén)別類(lèi)并加以管理，包括查看每月審批的進(jìn)度款數(shù)額及累計(jì)的進(jìn)度款數(shù)額、查看每月支付的簽證費(fèi)用及累計(jì)簽證費(fèi)用等，實(shí)現(xiàn)了造價(jià)控制的精細(xì)化和系統(tǒng)化。

在造價(jià)控制功能中，及時(shí)更新造價(jià)信息是實(shí)行造價(jià)控制的關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目實(shí)施都在 1 年以上，在此期間會(huì)不間斷地發(fā)生各項(xiàng)費(fèi)用，及時(shí)更新費(fèi)用造價(jià)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)費(fèi)用超支問(wèn)題。

6 安全管理

6.1 事前管理

BIM 系統(tǒng)中的事前管理可設(shè)置安全風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)，作為實(shí)施過(guò)程中重點(diǎn)把控的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。各參建方在項(xiàng)目施工前應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析判斷，確定安全管理的重點(diǎn)部位工序，列出本項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)源，制定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估表，并按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)記在安全管理模塊中。例如，本項(xiàng)目的模板支撐體系高度超過(guò) 8 m、跨度超過(guò) 18 m，屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，應(yīng)設(shè)置為安全管理的控制點(diǎn)，具體可以是巡視要求和巡視頻次；還應(yīng)根據(jù)要求指定人員，將巡視情況在 BIM 控制點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行反饋。

6.2 事中管理

在項(xiàng)目實(shí)施階段，事中發(fā)現(xiàn)安全管理問(wèn)題是重點(diǎn)，將現(xiàn)場(chǎng)管理與 BIM 系統(tǒng)相結(jié)合，可以達(dá)到管理目的。應(yīng)用 BIM 系統(tǒng)指出安全問(wèn)題，是施工管理的關(guān)鍵。當(dāng)建設(shè)單位管理人員或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題或安全隱患時(shí)，可在 BIM 系統(tǒng)中發(fā)布安全問(wèn)題隱患警示，向施工單位告知問(wèn)題的內(nèi)容、部位、整改期限、整改責(zé)任人等。施工單位責(zé)任人從 BIM 系統(tǒng)中收到信息，并針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行整改，整改完畢后將相關(guān)資料發(fā)送給 BIM 系統(tǒng)中提出安全問(wèn)題的人員進(jìn)行確認(rèn)。

6.3 事后評(píng)價(jià)管理

利用 BIM 管理系統(tǒng)實(shí)施安全管理，其成效取決于事后安全管理評(píng)價(jià)。事后安全管理評(píng)價(jià)涵蓋兩個(gè)指標(biāo)，即問(wèn)題臺(tái)賬和評(píng)優(yōu)統(tǒng)計(jì)：?jiǎn)栴}臺(tái)賬是指施工管理過(guò)程中對(duì)安全問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)；評(píng)優(yōu)統(tǒng)計(jì)是指對(duì)施工安全管理的規(guī)范符合性統(tǒng)計(jì)。通常，對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)的考核必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的月度安全檢查、重點(diǎn)部位安全巡查和日常安全巡查。

7 合同和資料管理

7.1 合同管理

BIM 管理系統(tǒng)不僅能夠解決項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)遇到的問(wèn)題，而且還能幫助建設(shè)單位處理在大型復(fù)雜項(xiàng)目中所面臨的合同管理問(wèn)題。建設(shè)單位可以應(yīng)用 BIM 系統(tǒng)，對(duì)簽訂的各項(xiàng)費(fèi)用合同按總投資構(gòu)成的各項(xiàng)費(fèi)用類(lèi)別進(jìn)行歸類(lèi)，再根據(jù)合同的具體內(nèi)容及相關(guān)規(guī)定劃分至各類(lèi)別中。BIM 系統(tǒng)的合同管理模塊，能夠顯示簽約方名稱(chēng)、合同簽訂時(shí)間、內(nèi)容和范圍、合同類(lèi)型、合同實(shí)施狀態(tài)、合同金額、合同完成金額等信息，使合同管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、清晰明了。

7.2 資料管理

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，各參建方形成了體量巨大的文件資料，并借助 BIM 系統(tǒng)的資料管理模塊對(duì)項(xiàng)目資料進(jìn)行處理，包括上傳、編輯、下載、存儲(chǔ)等。在資料管理模塊中，系統(tǒng)管理員可根據(jù)需要設(shè)定使用賬號(hào)并賦予賬號(hào)角色，如建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等；對(duì)不同角色賦予不同的管理權(quán)限，以滿足各方需求。

8 結(jié) 語(yǔ)

在本項(xiàng)目中，BIM 技術(shù)解決了大型復(fù)雜工業(yè)廠房項(xiàng)目普遍存在的問(wèn)題，包括不能在事前發(fā)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)碰撞問(wèn)題等，為類(lèi)似項(xiàng)目問(wèn)題的解決提供了參考與借鑒。同時(shí)，運(yùn)用 BIM 手機(jī)端 App 和 BIM 電腦端進(jìn)行協(xié)同配合管理?，F(xiàn)場(chǎng)管理人員安裝了 BIM 手機(jī)端 App 后，可查看工程圖紙、構(gòu)件信息、施工圖片等，并可在手機(jī)端進(jìn)行日常工作處理，如上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度信息、報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量問(wèn)題、提示安全文明施工隱患等。此外，不同參建單位可根據(jù)自身權(quán)限處理 BIM 管理系統(tǒng)中提示的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，這無(wú)疑提高了現(xiàn)場(chǎng)管理效率。

近幾年來(lái)，BIM 管理系統(tǒng)的成功應(yīng)用充分表明，BIM 技術(shù)將改變未來(lái)工程建設(shè)的管理模式，并且形成一種新的發(fā)展趨勢(shì)，其在工程建設(shè)中發(fā)揮的作用和創(chuàng)造的效益也逐步得到體現(xiàn)。在今后的工程建設(shè)管理中，BIM 技術(shù)的功能模塊將更加多樣化，其應(yīng)用范圍也將更加廣泛。