段超龍，周曉帆，戴 路

(中國建筑第三工程局有限公司，湖北 武漢 430064)

0 引言

我國建筑業(yè)呈工程量較大、參建單位眾多、時間跨度長、工程數(shù)據(jù)繁雜等特點(diǎn)[1-2]。為此在大型和超大型建筑項(xiàng)目中，國家大力推行工程總承包模式，要求總承包管理方具有更高的項(xiàng)目技術(shù)、管理水平及應(yīng)對承攬項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的能力[3]。在工程總承包模式下，采用BIM技術(shù)協(xié)助建筑工程在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段的實(shí)施，利用BIM技術(shù)可視化、虛擬建造及數(shù)據(jù)共享等特點(diǎn)，解決傳統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施過程中信息化程度低、協(xié)同效率低、資源浪費(fèi)及返工等問題，并在諸多大型項(xiàng)目中取得較大效益[4-5]。同時，國內(nèi)對基于BIM技術(shù)的EPC管理模式、精益建造、綠色建筑、裝配式建筑及復(fù)雜公共建筑施工過程進(jìn)行大量研究[6-11]，在工程中，由于各參建方BIM技術(shù)水平差異較大，同時BIM技術(shù)實(shí)施增加成本，因此導(dǎo)致各參建方推行BIM技術(shù)的意愿有很大差異。

醫(yī)院項(xiàng)目因體量大、專業(yè)性、復(fù)雜性及精度要求高等特點(diǎn)，對總承包項(xiàng)目的整體管理能力有較高要求。因此，本文以泰康同濟(jì)(武漢)醫(yī)院項(xiàng)目BIM技術(shù)全專業(yè)綜合應(yīng)用為基礎(chǔ)，總結(jié)其他工程總承包項(xiàng)目中的BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，分析工程總承包模式下BIM技術(shù)的應(yīng)用策劃及實(shí)施過程，并研究如何將BIM技術(shù)成果應(yīng)用到工程總承包管理中。

1 工程概況

泰康同濟(jì)(武漢)醫(yī)院是泰康保險(xiǎn)集團(tuán)股份有限公司與華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院合作，在武漢市漢陽區(qū)按照三級甲等標(biāo)準(zhǔn)新建的綜合醫(yī)院，占地9萬m2，總建筑面積27.6萬m2，其中，地上建筑面積17.2萬m2，地下建筑面積10.4萬m2， 床位1 500張(見圖1)。停車庫7.6萬m2，設(shè)備用房 1.5萬m2，設(shè)有A，B，C，D，E 5棟樓、裙房及地下室。建筑高度75.6m，地上17層，地下2層。A，B，C樓及其裙房為一類高層，D，E樓為多層。本項(xiàng)目于2017年完成設(shè)計(jì)，并于同年10月正式開工，2019年11月竣工。疫情期間進(jìn)行使用改造，之后正式交付業(yè)主運(yùn)營。建成后，成為華中地區(qū)醫(yī)教研一體化的頂級醫(yī)療中心[12]。

圖1 醫(yī)院效果

2 重難點(diǎn)分析

本項(xiàng)目設(shè)備種類繁多、工藝流程復(fù)雜、綜合性強(qiáng)、各專業(yè)接口繁多。該項(xiàng)目作為服務(wù)醫(yī)護(hù)人員、病患及陪護(hù)等特定人群的公共建筑，需求差異大，使用空間相互交叉，使該項(xiàng)目功能布局豐富、空間流線復(fù)雜。該醫(yī)院專業(yè)系統(tǒng)多、設(shè)備繁雜、涉及專業(yè)與單位眾多，各專業(yè)間穿插施工內(nèi)容多，有土建、機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)、精裝修、幕墻、外電源、弱電智能化、泛光照明、市政園林、電梯設(shè)備、凈化及醫(yī)療專項(xiàng)等20多家單位參與(見圖2)，總承包單位管理困難、協(xié)調(diào)難度大。

圖2 BIM管理架構(gòu)

3 創(chuàng)建管理體系

3.1 組織架構(gòu)

根據(jù)大型和超大型項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，采用合適的總承包管理組織架構(gòu)，通過BIM技術(shù)融合設(shè)計(jì)、施工、采購和驗(yàn)收各環(huán)節(jié)，以協(xié)調(diào)資源、統(tǒng)籌各方需求，從而提前充分解決項(xiàng)目存在的問題，提高工程實(shí)施效率、降低施工成本。該醫(yī)院參建方較多，為提高協(xié)調(diào)管理能力，在項(xiàng)目開始，明確以總承包方為中心的管理體系，確定各參建方的職責(zé)關(guān)系，如圖3所示。同時，根據(jù)項(xiàng)目情況，總承包單位將醫(yī)院BIM工作分為項(xiàng)目接入、施工深化、成果整合、項(xiàng)目歸檔階段：①項(xiàng)目接入階段 先接收設(shè)計(jì)階段BIM模型，并分析項(xiàng)目信息和業(yè)主需求，以確定設(shè)計(jì)階段BIM模型施工情況和總承包方BIM管理流程；②施工深化階段 總承包單位與各專業(yè)分包單位依據(jù)設(shè)計(jì)階段BIM模型、施工圖紙、合同、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)等文件，根據(jù)本單位在項(xiàng)目實(shí)施過程中的需求，對BIM模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)并解決各專業(yè)存在的問題；③成果整合階段 通過總承包BIM管理人員審核的BIM模型進(jìn)行各專業(yè)間整合，發(fā)現(xiàn)并解決各專業(yè)間存在的問題，同時將問題與審核結(jié)果及時反饋到設(shè)計(jì)方進(jìn)行協(xié)商解決；④歸檔階段 將通過設(shè)計(jì)方和業(yè)主方審核的BIM成果提交業(yè)主進(jìn)行資料歸檔，作為正式實(shí)施階段的依據(jù)，如圖4所示。

圖3 BIM總承包管理體系

圖4 BIM實(shí)施流程

3.2 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)建設(shè)特點(diǎn)，業(yè)主方與設(shè)計(jì)方共同組建BIM標(biāo)準(zhǔn)編制小組，并編制醫(yī)院BIM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試運(yùn)行?？偝邪鼏挝灰罁?jù)業(yè)主BIM標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)階段BIM標(biāo)準(zhǔn)和策劃、施工階段的BIM標(biāo)準(zhǔn)和策劃，指導(dǎo)BIM整體實(shí)施，使BIM工作保持連貫性，并為BIM工作實(shí)施提供依據(jù)。施工階段的BIM標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定BIM建模規(guī)則和成果要求，創(chuàng)建模型軟件、審查要求、命名規(guī)則、提交及文件交互與色彩規(guī)則等信息。同時，結(jié)合設(shè)計(jì)階段BIM軟件平臺及新增專業(yè)BIM需求，在項(xiàng)目實(shí)施前統(tǒng)一軟件類型、版本，避免實(shí)施過程中因軟件版本、模型不一致導(dǎo)致成果難以應(yīng)用等問題。

4 深化管理

在大型和超大型項(xiàng)目中應(yīng)用BIM協(xié)助總承包管理，首先需根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)拆分BIM工作內(nèi)容，以降解項(xiàng)目復(fù)雜性，并通過深化工作使BIM模型滿足設(shè)計(jì)、施工、竣工交付及運(yùn)維等不同階段的應(yīng)用要求。根據(jù)模型深度和應(yīng)用階段不同，將BIM模型劃分為初步設(shè)計(jì)模型、施工圖模型、施工模型、竣工模型、運(yùn)維模型。其中，總承包單位為使施工模型滿足施工需求，依據(jù)施工模型管理協(xié)調(diào)各專業(yè)分包單位和指導(dǎo)施工過程，是實(shí)現(xiàn)BIM模型實(shí)施落地和應(yīng)用BIM技術(shù)提升總承包方管理水平、技術(shù)水平和信息化水平的核心。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)將BIM模型深化管理分為專業(yè)模型深化、專業(yè)間模型綜合深化。

4.1 專業(yè)模型深化管理

該項(xiàng)目單專業(yè)模型深化設(shè)計(jì)分為土建模型深化、鋼結(jié)構(gòu)模型深化、機(jī)電模型深化、幕墻模型深化、裝飾模型深化、園林模型深化及醫(yī)療專項(xiàng)系統(tǒng)模型深化。建筑專業(yè)和結(jié)構(gòu)專業(yè)的土建模型一般由總承包單位完成深化，并作為其他專業(yè)模型深化的基礎(chǔ)，在其他專業(yè)模型深化前應(yīng)完成施工階段土建BIM模型的第1版深化和修改工作。開展其他專業(yè)BIM模型深化工作前，由總承包單位與對應(yīng)專業(yè)分包單位共同編制專業(yè)BIM實(shí)施策劃書，在BIM策劃書中規(guī)定人員安排、工作時間計(jì)劃、內(nèi)部控制流程和成果提交要求等內(nèi)容。同時，為實(shí)現(xiàn)BIM深化進(jìn)度計(jì)劃，保證BIM深化成果高質(zhì)量完成，總承包方需進(jìn)行BIM深化工作的過程管控，并通過日報(bào)、周報(bào)及周會的形式掌握BIM深化工作完成情況。通過日報(bào)、周報(bào)，各分包單位向總承包方匯報(bào)當(dāng)前工作節(jié)點(diǎn)完成的工作和下個工作節(jié)點(diǎn)安排的任務(wù)；通過周會總結(jié)本周計(jì)劃完成情況、本周工作中存在的問題及解決方法、下周需完成的工作，以發(fā)揮總承包方的管理協(xié)調(diào)能力，實(shí)現(xiàn)BIM深化工作按計(jì)劃完成。

4.2 專業(yè)間模型深化管理

在完成醫(yī)院單專業(yè)BIM模型深化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，需進(jìn)行各專業(yè)間的深化工作。由于專業(yè)間的深化工作涉及業(yè)主使用功能的深化方案，需專業(yè)分包方、總承包方、設(shè)計(jì)院及業(yè)主共同審定提交的深化方案。同時，各專業(yè)BIM深化設(shè)計(jì)問題按照深化設(shè)計(jì)流程先提交總承包方審核，總承包單位根據(jù)問題情況提交監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主負(fù)責(zé)人對接，并完成有關(guān)變更的確認(rèn)工作，其中各專業(yè)間BIM模型深化設(shè)計(jì)流程如圖5所示，各專業(yè)間相互深化需在成果匯總后進(jìn)行二次深化。以土建專業(yè)為例，檢查土建BIM模型和機(jī)電BIM模型碰撞后，將砌體施工依據(jù)、土建構(gòu)造柱定位圖、機(jī)電留洞圖、消防留洞圖、涉水房間反坎、電梯井道圈梁、過梁深化圖等二次結(jié)構(gòu)信息，通過BIM技術(shù)進(jìn)行全部整合，輸出綜合圖經(jīng)各單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字，報(bào)送監(jiān)理和業(yè)主審核，確認(rèn)無誤后進(jìn)行砌體施工，加強(qiáng)協(xié)調(diào)各專業(yè)施工接口，杜絕返工，以提升總承包管理能力。

圖5 BIM深化設(shè)計(jì)流程

總承包方作為各專業(yè)BIM深化設(shè)計(jì)工作的主導(dǎo)方，除持續(xù)追蹤解決各專業(yè)問題外，還應(yīng)結(jié)合BIM深化工作與現(xiàn)場施工，管理BIM深化進(jìn)度同樣需要通過日報(bào)、周報(bào)及周會形式進(jìn)行過程管控，以掌握BIM深化工作完成情況。該醫(yī)院總承包與分包、各專業(yè)分包及各專業(yè)間存在大量深化設(shè)計(jì)、施工界面、合同權(quán)責(zé)等交叉接口。因此，基于BIM模型的施工現(xiàn)場接口管理是總承包方進(jìn)行專業(yè)間BIM模型深化管理的重點(diǎn)。通過整合各專業(yè)施工計(jì)劃，列出矩陣式表格，形成施工及深化設(shè)計(jì)計(jì)劃接口，以現(xiàn)場進(jìn)度和施工計(jì)劃為主線融合各專業(yè)物理接口，在各專業(yè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行相互提資。以主要專業(yè)為基礎(chǔ)進(jìn)行BIM深化工作，充分考慮現(xiàn)場施工容易發(fā)生專業(yè)碰撞的位置，梳理全面細(xì)化的專業(yè)BIM接口需求清單，按BIM深化接口表在BIM深化過程中優(yōu)先進(jìn)行接口處的碰撞檢查及綜合協(xié)調(diào)，為項(xiàng)目整體開展打下基礎(chǔ)。

5 成果實(shí)施管理

在項(xiàng)目不同階段，對BIM模型有不同精度和深度要求。在BIM模型各應(yīng)用階段存在不同類型的過程成果用于推動項(xiàng)目進(jìn)行，直至項(xiàng)目竣工，將與實(shí)際工程一致的模型交付業(yè)主進(jìn)行輔助運(yùn)維管理。其中，BIM成果包含設(shè)計(jì)醫(yī)療流線分析方案、設(shè)計(jì)優(yōu)化方案、管道綜合排布方案、圖紙問題、凈高分析圖、預(yù)留預(yù)埋、支吊架及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處理等內(nèi)容，總承包方通過應(yīng)用不同階段的BIM成果，提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題、施工重難點(diǎn)及管理薄弱環(huán)節(jié)。通過信息協(xié)同平臺進(jìn)行文檔儲存、圖紙報(bào)審、圖紙版本管理、模型審核、模型在線瀏覽等應(yīng)用，總承包方通過平臺對項(xiàng)目參建方進(jìn)行項(xiàng)目協(xié)調(diào)和信息管理。通過信息協(xié)同平臺進(jìn)行BIM成果管理與信息傳遞，首先設(shè)計(jì)方上傳施工圖與設(shè)計(jì)BIM模型，總承包方及各專業(yè)分包方下載相應(yīng)內(nèi)容，并審核設(shè)計(jì)BIM模型，將模型深化過程中的圖紙問題和審核結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)方，最后由設(shè)計(jì)方回復(fù)后進(jìn)行問題閉合。BIM深化完成后，上傳BIM深化模型交付業(yè)主審核，并歸檔整理所有文件，加強(qiáng)各專業(yè)與設(shè)計(jì)間的溝通效率。

BIM成果實(shí)施運(yùn)行保障體系包括成立BIM小組、設(shè)立周生產(chǎn)BIM例會和建立BIM培訓(xùn)制度。BIM小組工作由項(xiàng)目總工負(fù)責(zé)牽頭，各專業(yè)管理人員全過程參與實(shí)施。項(xiàng)目總工開展每周生產(chǎn)例會匯報(bào)近期工作情況時，應(yīng)專題介紹利用BIM技術(shù)配合各部門推進(jìn)現(xiàn)場進(jìn)度、質(zhì)量和安全管理的情況，記錄各方施工過程所需的BIM成果，并采取措施利用BIM技術(shù)輔助解決現(xiàn)場疑難問題。項(xiàng)目部在BIM成果應(yīng)用過程中，將集中組織BIM軟件操作技能培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)BIM知識成果從BIM專職人員向全體管理人員遷移，主要涉及Revit，Navis works等BIM軟件及項(xiàng)目BIM管理平臺，培訓(xùn)人員涵蓋項(xiàng)目各分包管理人員、勞務(wù)隊(duì)管理人員及其他人員，實(shí)現(xiàn)基層能做、中層能用、高層能懂的目標(biāo)。

在項(xiàng)目圖紙深化期間，需組織BIM專題會議討論深化方案與圖紙疑問，解決重要技術(shù)方案交底、各專業(yè)系統(tǒng)碰撞協(xié)調(diào)、施工圖優(yōu)化等問題。在項(xiàng)目部BIM專題會議上，由BIM專職人員介紹深化方案及圖紙問題，現(xiàn)場各專業(yè)負(fù)責(zé)人評審方案實(shí)施過程中的問題，項(xiàng)目部將會議結(jié)果列入周工作計(jì)劃及部門例會會議紀(jì)要，確保BIM深化成果與現(xiàn)場施工相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)BIM成果順利落地。此外，需利用BIM成果輔助現(xiàn)場施工，借助BIM可視化特點(diǎn)，進(jìn)行BIM審圖、碰撞檢測、深化設(shè)計(jì)和BIM出圖，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。借助三維可視化交底，對復(fù)雜構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模型交底、樣板引路、現(xiàn)場總平面管理、工程量統(tǒng)計(jì)、虛擬漫游、施工進(jìn)度模擬及施工方案模擬，輔助現(xiàn)場進(jìn)行各階段施工進(jìn)度管理和質(zhì)量管理。以VR安全體驗(yàn)等三維動態(tài)形式模擬施工真實(shí)場景和險(xiǎn)情，實(shí)現(xiàn)施工安全教育交底和培訓(xùn)演練。最后，由總承包方、業(yè)主及各參與方共同組成BIM巡檢小組，每月檢查現(xiàn)場BIM應(yīng)用情況，檢查現(xiàn)場與深化成果的一致性，對BIM成果應(yīng)用不佳的情況進(jìn)行分析后形成報(bào)告，對BIM應(yīng)用形成指導(dǎo)性文件。

6 效益核算管理

在大型和超大型項(xiàng)目中，總承包方利用BIM技術(shù)和BIM綜合管理平臺校核設(shè)計(jì)模型及圖紙，優(yōu)化圖紙和各專業(yè)碰撞問題，并利用三維可視化技術(shù)指導(dǎo)現(xiàn)場施工，輔助現(xiàn)場管理施工進(jìn)度和質(zhì)量，以提升總承包方項(xiàng)目信息化管理水平及效益。

通常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和同類項(xiàng)目類比定性得到項(xiàng)目效益分析結(jié)果。但在總承包管理項(xiàng)目中，在項(xiàng)目開始就應(yīng)考慮BIM技術(shù)對項(xiàng)目收益的影響。通過在施工預(yù)算和施工圖預(yù)算的對比基礎(chǔ)上，對比施工圖預(yù)算與BIM圖紙預(yù)算的量價(jià)差異，以統(tǒng)計(jì)應(yīng)用BIM技術(shù)對工期和費(fèi)用的影響。通過統(tǒng)計(jì)采用BIM技術(shù)提前降解的問題數(shù)目，核算BIM技術(shù)對施工工效的影響。當(dāng)項(xiàng)目竣工交付驗(yàn)收后，對比BIM模型效果和實(shí)際效果，以評定BIM模型應(yīng)用情況。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在施工階段通過BIM建模及深化設(shè)計(jì)共發(fā)現(xiàn)圖紙問題1 800多處，項(xiàng)目共節(jié)省1 500多萬元，節(jié)省約1 800個工時，同時還有應(yīng)用BIM技術(shù)降解復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、項(xiàng)目問題及工程重難點(diǎn)，帶來的非直接效益。

7 結(jié)語

在泰康同濟(jì)(武漢)醫(yī)院項(xiàng)目中，為融合總承包管理模式與BIM技術(shù)，總承包單位需在介入項(xiàng)目伊始就制定BIM技術(shù)實(shí)施策劃。在BIM工作正式展開前，通過BIM運(yùn)行組織架構(gòu)、實(shí)施流程、進(jìn)度計(jì)劃和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)等框架結(jié)構(gòu)，為BIM工作提供依據(jù)。

在BIM模型創(chuàng)建和深化階段，通過模型標(biāo)準(zhǔn)、過程管理、進(jìn)度計(jì)劃和問題協(xié)調(diào)流程等措施，保障實(shí)際開工前，消解圖紙問題、降解項(xiàng)目復(fù)雜性和提供滿足施工使用的模型。在BIM成果應(yīng)用階段，借助信息協(xié)同平臺進(jìn)行BIM成果管理、信息傳遞和可視化技術(shù)，輔助現(xiàn)場進(jìn)行培訓(xùn)交底及各階段施工進(jìn)度管理與質(zhì)量管理。

實(shí)踐表明，大型和超大型項(xiàng)目采用BIM技術(shù)輔助總承包融合設(shè)計(jì)、施工、采購和驗(yàn)收各環(huán)節(jié)，提前充分解決項(xiàng)目存在的問題，最大限度發(fā)揮總承包方集中資源組織協(xié)調(diào)管理實(shí)施的能力，帶來可觀的效益。