曹洪亮 高 迅

合肥光谷聯(lián)合發(fā)展有限公司 安徽 合肥 230061

當(dāng)前，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的管控已經(jīng)在許多項(xiàng)目中得以實(shí)現(xiàn)，甚至在相當(dāng)多的項(xiàng)目中已經(jīng)出現(xiàn)智慧工地、智慧園區(qū)等先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)。楊建基等[1]認(rèn)為，運(yùn)用BIM技術(shù)可以使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期等方面表現(xiàn)尤為突出。宋小月[2]認(rèn)為在工程建設(shè)過(guò)程中全生命周期運(yùn)用BIM技術(shù)可解決能耗大、污染波及范圍廣、工作效率低等傳統(tǒng)施工難題，為建筑行業(yè)在技術(shù)和管理上提供新的突破口。從海虎等[3]認(rèn)為BIM技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在技術(shù)管理、成本管理、安全管理和進(jìn)度管理上。

眾多學(xué)者在BIM技術(shù)和全生命周期建設(shè)工程研究中給出了他們的思路，并有大量項(xiàng)目證明了其可行性，但如何運(yùn)用BIM技術(shù)致力于大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目全生命周期建設(shè)，仍然缺乏較為細(xì)致的研究和實(shí)踐。

本文依托合肥某大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目（圖1），介紹通過(guò)BIM技術(shù)打造智慧工地、智慧園區(qū)，有效對(duì)園區(qū)項(xiàng)目進(jìn)行管理的應(yīng)用情況。該應(yīng)用成果對(duì)后續(xù)項(xiàng)目全生命周期運(yùn)用BIM技術(shù)建設(shè)和管理運(yùn)營(yíng)大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)具有參考意義。

圖1 合肥某大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目效果圖

1 工程概況

該產(chǎn)業(yè)園區(qū)位于合肥市濱湖新區(qū)徽州大道與南京路交叉口東北角，總規(guī)劃用地114 400 m2（171.6畝），總規(guī)劃建筑面積640 000 m2，是合肥國(guó)際金融后臺(tái)服務(wù)基地的重要組成部分，也是構(gòu)建金融后臺(tái)完整產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)。項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，主要有以下3個(gè)特點(diǎn)：

1）體量較大，建筑設(shè)計(jì)較復(fù)雜。該大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目建設(shè)總樓棟數(shù)達(dá)27棟，相比普通住宅項(xiàng)目，該園區(qū)所有樓棟體型各異，大量采用不規(guī)則幕墻系統(tǒng)、裝飾線條、異形鋼結(jié)構(gòu)等建筑元素，施工難度大，交底理論知識(shí)繁雜。

2）工序搭接類(lèi)型較多。項(xiàng)目總包單位2家，其他專(zhuān)業(yè)分包單位近30家，其中27棟樓在實(shí)際施工過(guò)程中處在不同施工時(shí)期、不同施工階段，工序搭接和項(xiàng)目協(xié)同面臨重大挑戰(zhàn)。

3）施工標(biāo)準(zhǔn)較高。項(xiàng)目容積率高達(dá)4.2，施工場(chǎng)地狹小，合理布置施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面尤為重要。相比普通住宅，項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)依據(jù)商業(yè)樓標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)多樣、形式復(fù)雜。

2 全生命周期管理實(shí)踐

2.1 應(yīng)用目標(biāo)

鑒于大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中可能存在的難題與挑戰(zhàn)，經(jīng)過(guò)不斷探索與實(shí)踐，從設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工、維護(hù)和運(yùn)行這4個(gè)方面入手，借助數(shù)字信息和人工智能等技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化管理，形成了“一系統(tǒng)+三平臺(tái)”（BIM可視化施工管理系統(tǒng)、BIM+VR融合平臺(tái)、調(diào)度指揮平臺(tái)、項(xiàng)目運(yùn)維平臺(tái)）的園區(qū)項(xiàng)目管理模式，使項(xiàng)目成本管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理效率大幅提升，并促使工程向著信息化、精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化方向發(fā)展。

2.2 配置方案

為保證智慧工地的順利搭建和實(shí)施，項(xiàng)目依據(jù)實(shí)際需求及各專(zhuān)業(yè)特性配置了專(zhuān)業(yè)BIM管理團(tuán)隊(duì)和專(zhuān)業(yè)軟硬件設(shè)施設(shè)備[4]。

2.3 應(yīng)用方案

2.3.1 設(shè)計(jì)階段

該大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)在設(shè)計(jì)階段即運(yùn)用BIM技術(shù)將二維平面圖紙深化為三維立面，系統(tǒng)展現(xiàn)園區(qū)總體規(guī)劃布局。同時(shí)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等各專(zhuān)業(yè)協(xié)同深化設(shè)計(jì)，突破專(zhuān)業(yè)獨(dú)立的傳統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了單專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)模式向整體協(xié)同設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變。

運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合布置設(shè)計(jì)，在三維空間上展示建筑管線搭接情形，一方面減少碰撞、避免空間沖突，提高設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性；另一方面優(yōu)化管線排布方式，節(jié)約材料，在提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的同時(shí)提升整體觀感。設(shè)備房是園區(qū)的核心建設(shè)項(xiàng)目之一，合理布置設(shè)備房是工程建設(shè)的關(guān)鍵，項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)備房布置情況進(jìn)行校核，并對(duì)預(yù)留檢修空間進(jìn)行詳細(xì)校驗(yàn)，確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。同時(shí)，加入場(chǎng)地生態(tài)模擬，直觀呈現(xiàn)園區(qū)規(guī)劃布局，為招投標(biāo)和施工提供參考。

2.3.2 招投標(biāo)階段

在招投標(biāo)正式啟動(dòng)前，項(xiàng)目要求參加招標(biāo)的總包單位按照建設(shè)單位要求完成BIM技術(shù)文件編制，并明確BIM組織架構(gòu)、BIM軟硬件配置、BIM實(shí)施計(jì)劃和保障措施等BIM關(guān)鍵實(shí)施內(nèi)容，確保BIM技術(shù)真正地具備實(shí)施條件[5]。

在產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目招標(biāo)階段，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整、項(xiàng)目工期的全方位自動(dòng)校核，同時(shí)自動(dòng)計(jì)算工程量清單，避免因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致招投標(biāo)工程量及報(bào)價(jià)出現(xiàn)偏差。

在項(xiàng)目投標(biāo)階段，尤其是在設(shè)施設(shè)備用房的競(jìng)標(biāo)過(guò)程中，運(yùn)用BIM技術(shù)將復(fù)雜的機(jī)房、電房、泵房進(jìn)行形象展現(xiàn)，可提高評(píng)標(biāo)客觀性。而B(niǎo)IM技術(shù)的成熟運(yùn)用已成為施工單位成功中標(biāo)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，并且在評(píng)標(biāo)過(guò)程中，用BIM技術(shù)進(jìn)行施工工藝模擬，可極大地增強(qiáng)可視化效果。

2.3.3 施工階段

1）BIM可視化施工管理。在大型產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目施工管理過(guò)程中，采取BIM可視化施工交底方式，相對(duì)于傳統(tǒng)交底，極大地提高了交底效率和交底準(zhǔn)確性。如安裝11臺(tái)塔吊時(shí)，若僅通過(guò)繪制二維平面圖來(lái)估算碰撞的可能性，顯然會(huì)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此利用BIM技術(shù)通過(guò)Revit、Navisworks、lumion等工具繪制各階段的場(chǎng)地布置，模擬樓棟高度、塔吊位置、塔吊臂長(zhǎng)度與高度，并進(jìn)行最不利情況分析、碰撞檢測(cè)分析、多因素仿真分析，從而模擬設(shè)計(jì)效果，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。待方案確定后，進(jìn)行塔吊安裝可視化交底，極大地提高了運(yùn)行的安全系數(shù)和施工管理效率。項(xiàng)目在大體積混凝土澆筑交底時(shí)，因混凝土中水泥水化熱產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，造成混凝土開(kāi)裂。為避免此類(lèi)事件的發(fā)生，通過(guò)BIM演示整體斜面分層無(wú)間歇連續(xù)澆筑施工，并采用“一個(gè)坡度、薄層澆筑、依次到頂”的斜面澆筑方法逐步向上澆筑。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過(guò)程中，采用“BIM+無(wú)人機(jī)”技術(shù)對(duì)澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體調(diào)度，防止意外發(fā)生。同時(shí)，在澆筑混凝土前，在鋼筋上設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)超過(guò)規(guī)定溫度時(shí)立即報(bào)警，以便采取技術(shù)措施控制溫差。此外，項(xiàng)目還實(shí)施了高支模施工模擬、防水施工模擬、爬架施工模擬、管線綜合優(yōu)化、施工場(chǎng)布模擬等BIM模擬項(xiàng)目。

2）BIM+VR融合平臺(tái)。通過(guò)建立產(chǎn)業(yè)園區(qū)地下室BIM+VR模型（配置HTC VIVE眼鏡）、各具體專(zhuān)業(yè)模型、fuzor渲染，實(shí)現(xiàn)漫游以及低成本、沉浸式的VR體驗(yàn)（圖2、圖3），為工程實(shí)施提供更多參考依據(jù)，豐富管理手段；同時(shí)支持園區(qū)的運(yùn)維工作，更加直觀地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，合理配置資源。

圖2 地下室工程三維漫游

圖3 地下室工程構(gòu)件測(cè)量

3）調(diào)度指揮平臺(tái)。通過(guò)BIM模型與所有設(shè)備的數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、結(jié)合調(diào)度指揮平臺(tái)和手機(jī)交互平臺(tái)的運(yùn)用，打造信息收集、分析、演示一體化，并實(shí)現(xiàn)日常跟蹤調(diào)查工單任務(wù)、安全文明監(jiān)督等常態(tài)化管理，提高質(zhì)量整改效率。同時(shí)大屏端實(shí)時(shí)顯示揚(yáng)塵/噪聲預(yù)警、天氣預(yù)警、執(zhí)勤狀況預(yù)警、安全預(yù)警，有效提高園區(qū)管理水平[6-7]。同時(shí)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施全天候全方位信息采集，如塔吊動(dòng)態(tài)監(jiān)控、施工升降機(jī)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、能耗監(jiān)控等，通過(guò)一系列監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，使管理者能清晰了解工程現(xiàn)狀，提升遠(yuǎn)程把控和管理指導(dǎo)能力。

4）項(xiàng)目運(yùn)維平臺(tái)。該大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)建成后有10棟高層甲級(jí)商務(wù)辦公、14棟多層獨(dú)棟辦公、1棟國(guó)際服務(wù)公寓、1棟四星級(jí)酒店及員工食堂、沿街商業(yè)等，如此龐大的功能性園區(qū)需要專(zhuān)業(yè)的運(yùn)維系統(tǒng)支撐，而基于BIM技術(shù)搭建的智慧運(yùn)維平臺(tái)，憑借高效聯(lián)動(dòng)、可視化操作等優(yōu)勢(shì)，可為產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分析提供有效支撐；同時(shí)搭建運(yùn)維監(jiān)控?cái)?shù)字平臺(tái)，24 h不間斷處理安防監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和門(mén)禁運(yùn)行數(shù)據(jù)，為園區(qū)安全管控提供有力支撐。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以得出一套行之有效的針對(duì)大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目全生命周期項(xiàng)目管理的模式，即基于BIM技術(shù)的“一系統(tǒng)+三平臺(tái)”模式。該模式是傳統(tǒng)項(xiàng)目管理、運(yùn)維模式上的再創(chuàng)新，可為后續(xù)大型產(chǎn)業(yè)園區(qū)項(xiàng)目的全生命周期建設(shè)運(yùn)維提供有價(jià)值的指導(dǎo)依據(jù)。

[1] 楊建基,賴(lài)偉山,孫宗瑞.基于"智慧工地"管理系統(tǒng)和BIM技術(shù)的 建筑施工安全生產(chǎn)管理深度協(xié)同[J].廣州建筑,2019,47(4):38-44.

[2] 宋小月.基于BIM技術(shù)的建設(shè)工程全生命周期應(yīng)用研究[J].建材與 裝飾,2020(4):131.

[3] 從?；?王旭良,吳紅.基于BIM技術(shù)打造四維一體智慧工地實(shí)踐研 究[J].智能建筑與智慧城市,2018(11):63-64.

[4] 楊曉毅,李立洪,陸建新,等.基于BIM技術(shù)的特大型多方協(xié)作智慧管 理[J].土木建筑工程信息技術(shù),2018,10(5):16-24.

[5] 辛業(yè)洪.BIM在建筑全生命周期中的經(jīng)典應(yīng)用[J].建設(shè)科技,2020 (1):13-21.

[6] 朱賀,張軍,寧文忠,等.智慧工地應(yīng)用探索:智能化建造、智慧型管 理[J].中國(guó)建設(shè)信息化,2017(9):76-78.

[7] 齊寶庫(kù),李長(zhǎng)福.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問(wèn)題研究 [J].施工技術(shù),2014,43(15):25-29.