鄒 帥

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200125)

引言

近年來(lái)，各行各業(yè)都注重于將本行業(yè)的發(fā)展與信息化技術(shù)相結(jié)合，建筑信息模型(BIM)技術(shù)在建設(shè)工程領(lǐng)域的運(yùn)用也開(kāi)展的如火如荼[1]。BIM技術(shù)的核心價(jià)值在于，采用三維模型承載建筑所有階段的各類信息，信息與模型直接關(guān)聯(lián)，通過(guò)對(duì)模型以及信息進(jìn)行整合，可滿足項(xiàng)目不同階段的應(yīng)用需求[2]。因此，針對(duì)不同的使用需求，研發(fā)相關(guān)的應(yīng)用平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)價(jià)值的必由之路[3]。

目前，許多工程建設(shè)參與方在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，都積極探索搭建基于BIM的設(shè)計(jì)平臺(tái)、施工平臺(tái)、運(yùn)維管理平臺(tái)甚至是項(xiàng)目全生命期管理平臺(tái)[4-5]。協(xié)同平臺(tái)的應(yīng)用在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中也取得了一定的成效，但目前大多數(shù)平臺(tái)所采用的數(shù)據(jù)格式往往都是基于某一軟件平臺(tái)、或是平臺(tái)開(kāi)發(fā)商自己提供的數(shù)據(jù)格式，并非采用統(tǒng)一的通用標(biāo)準(zhǔn)格式，復(fù)雜繁多的數(shù)據(jù)格式并不利于信息的流轉(zhuǎn)傳遞與統(tǒng)一管理[6]。因此，基于國(guó)際公認(rèn)的通用BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC的數(shù)字化交付平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯[7]。

當(dāng)前，有總結(jié)基于BIM開(kāi)展審批報(bào)建的難點(diǎn)問(wèn)題研究，并給出實(shí)施階段的應(yīng)對(duì)建議[8]； 有從三維模型中提取與“消防”等某一專業(yè)相關(guān)的信息，進(jìn)行專業(yè)審查的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[9]；也有關(guān)于優(yōu)化現(xiàn)有工程審批平臺(tái)，從模型中提取數(shù)據(jù)，輔助建設(shè)項(xiàng)目審批的技術(shù)研究[10]。但是針對(duì)項(xiàng)目可行性研究階段審批的BIM交付平臺(tái)研發(fā)工作還相對(duì)較少。對(duì)于很多政府投資項(xiàng)目，可行性研究階段是項(xiàng)目的前期階段，政府委辦部門需對(duì)項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)格把控，通過(guò)專家評(píng)審等評(píng)估過(guò)程確定項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，目前的評(píng)審手段仍局限于傳統(tǒng)的紙質(zhì)報(bào)告以及二維圖紙。因此本文探索研究基于BIM通用數(shù)據(jù)格式(IFC標(biāo)準(zhǔn))的三維數(shù)字化交付平臺(tái)，應(yīng)用于項(xiàng)目工程可行性研究階段。

1 項(xiàng)目前期階段的特點(diǎn)

在項(xiàng)目可行性研究階段，有關(guān)部門的審查工作著重于控制項(xiàng)目的選址、規(guī)模、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)設(shè)計(jì)方案以及項(xiàng)目成本等內(nèi)容，傳統(tǒng)的審查方式以編制紙質(zhì)的可行性研究報(bào)告為主，并附上項(xiàng)目的方案圖紙以及必備的審批文件。傳統(tǒng)審批過(guò)程主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)審批文件種類繁多。基于項(xiàng)目的特點(diǎn)建設(shè)單位需提供各類政府審批文件，項(xiàng)目必備的部分審批文件較為一致，但由于項(xiàng)目的功能特點(diǎn)不同，以及建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境影響、方案需要、客觀條件制約等，引起的與相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或控規(guī)等不符的情況，也需提供有關(guān)部門出具的各類審批文件，因此需要做好項(xiàng)目的審批文件管理，確保項(xiàng)目的建設(shè)依據(jù)充分且合理。

(2)關(guān)注的控制指標(biāo)多?？尚行匝芯侩A段，項(xiàng)目方案主要注重于總平面布局、建筑功能劃分、以及各專業(yè)初步方案等設(shè)計(jì)內(nèi)容，此類設(shè)計(jì)內(nèi)容主要關(guān)系到項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模，與控制性詳細(xì)規(guī)劃符合程度，建筑外觀是否滿足業(yè)主需求，功能布局以及各專業(yè)的總體方案是否滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，在滿足控制指標(biāo)的前提下獲得項(xiàng)目的投資估算。因此對(duì)項(xiàng)目的各項(xiàng)控制指標(biāo)的審查是工程可行性研究階段的核心工作。

(3)評(píng)審參與方多。參與項(xiàng)目評(píng)審的主要部門包括政府委辦部門、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、編制單位、評(píng)審單位等，其中參與項(xiàng)目審批、設(shè)計(jì)以及審查的專業(yè)人員也較多。因此，參與人員眾多拉高了各方溝通協(xié)調(diào)的成本，延緩了項(xiàng)目審批的進(jìn)度。因此項(xiàng)目各參與方之間的協(xié)同工作可以加快項(xiàng)目審批進(jìn)度。

(4)評(píng)審方式較為傳統(tǒng)。評(píng)審方式以編制單位提供工程可行性研究文本、方案二維CAD圖紙以及必備審批文件等紙質(zhì)文檔； 評(píng)估單位邀請(qǐng)行業(yè)專家對(duì)相關(guān)文檔進(jìn)行審查并出具整改意見(jiàn)； 編制單位按照審查意見(jiàn)調(diào)整優(yōu)化方案形成最終方案，評(píng)審單位出具評(píng)估報(bào)告。綜上審查過(guò)程缺乏數(shù)字化手段運(yùn)用，過(guò)程較為傳統(tǒng)。

基于以上特點(diǎn)，傳統(tǒng)的工程可行性階段項(xiàng)目審查主要依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)審查人員從二維 CAD 圖紙等設(shè)計(jì)文件獲取設(shè)計(jì)信息，輔以計(jì)算、推理等，對(duì)照審查規(guī)范進(jìn)行合規(guī)性審查。這一審查過(guò)程的工作量較大、門檻要求高，同時(shí)由于自動(dòng)化程度低、以評(píng)審人員的主觀判斷為主，導(dǎo)致易產(chǎn)生漏審、錯(cuò)審和效率低等問(wèn)題，而數(shù)字化交付是數(shù)字化審查的基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)字化交付平臺(tái)進(jìn)行審批文件管理、控制指標(biāo)核查、項(xiàng)目方案展示、人員協(xié)同管理可以顯著提高項(xiàng)目審批的效率。

2 基于IFC的工程可行性研究階段的數(shù)字化交付平臺(tái)

2.1 平臺(tái)的組織及功能

本項(xiàng)目研發(fā)的數(shù)字化交付平臺(tái)是基于開(kāi)源開(kāi)源XBIM工具集的WeBIM平臺(tái)，平臺(tái)支持對(duì)IFC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件的解析，平臺(tái)通過(guò)讀取工程可行性研究階段交付的IFC數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行工程可行性研究階段項(xiàng)目審批應(yīng)用。平臺(tái)的組織包括：角色與功能劃分、項(xiàng)目審閱流程管理以及各類評(píng)審功能模塊。

(1)平臺(tái)根據(jù)審批參與方的職責(zé)與文件管理流程制定的主要架構(gòu)如圖1；

圖1 平臺(tái)角色與功能劃分

(2)依據(jù)工程可行性研究階段項(xiàng)目的評(píng)審流程，組織平臺(tái)的審批流程如圖2。

圖2 平臺(tái)審批流程組織

(3)根據(jù)工程可行性研究階段項(xiàng)目評(píng)審的特點(diǎn)及需求，本項(xiàng)目平臺(tái)的主要功能模塊包括：

模型展示：模型的三維瀏覽、剖切、漫游、模型信息查看等；

項(xiàng)目信息查詢：項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)查詢、控制性指標(biāo)審查；

專項(xiàng)分析：包括房間功能分析，停車位分析，能耗分析，造價(jià)分析等；

三維評(píng)審：進(jìn)行項(xiàng)目方案模型審閱，結(jié)合三維視點(diǎn)提出審閱意見(jiàn)。

2.2 平臺(tái)的數(shù)據(jù)需求

交付數(shù)據(jù)必須附著在模型當(dāng)中，并通過(guò)模型形成的IFC文件傳輸至交付平臺(tái)上，項(xiàng)目前期階段模型中構(gòu)件的細(xì)部信息并不完善，且此類信息并非評(píng)估階段關(guān)注的重點(diǎn)，而項(xiàng)目部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與模型實(shí)體的關(guān)聯(lián)并不緊密，因此，為了使模型中能夠表達(dá)足夠的數(shù)據(jù)提供評(píng)審使用，需要確定一些模型信息輸入方式及建模規(guī)則，明確需要輸入的項(xiàng)目信息。

本項(xiàng)目采用AutodeskRevit作為三維建模軟件平臺(tái)，工程可行性研究階段BIM模型的深度達(dá)到LOD200級(jí)深度，模型中需包含，主要建筑構(gòu)件、建筑面積、高度、房間劃分等基本信息。針對(duì)Revit軟件的建模特點(diǎn)，確定的建模規(guī)則主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)模型設(shè)置要求

按照評(píng)審階段的特性，控制指標(biāo)大多針對(duì)地塊，而地塊可能存在多個(gè)建筑單體，因此，需要將地塊模型與單體模型分開(kāi)建模。

(2)項(xiàng)目信息輸入

在場(chǎng)地模型中錄入地塊的基本規(guī)劃控制指標(biāo)信息，單體模型中錄入單體的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)信息。因?yàn)榭刂浦笜?biāo)等參數(shù)并不依賴于某一特定的模型實(shí)體，無(wú)法通過(guò)構(gòu)件屬性的方式表達(dá)，因此需要通過(guò)添加項(xiàng)目參數(shù)的方法將各類指標(biāo)添加到模型中，并在項(xiàng)目信息中加入對(duì)應(yīng)的參數(shù)值(如圖3)。

圖3 項(xiàng)目信息輸入

(3)專項(xiàng)分析信息

平臺(tái)進(jìn)行專項(xiàng)分析時(shí)，所用的數(shù)據(jù)根據(jù)來(lái)源可分為三部分：儲(chǔ)存在模型中的指標(biāo)、內(nèi)置在平臺(tái)中的相關(guān)規(guī)范限值、其他需要使用者手動(dòng)輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)。

對(duì)于項(xiàng)目建筑密度、容積率等指標(biāo)合規(guī)性分析，可直接讀取模型所儲(chǔ)存的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)或經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算獲得，并與平臺(tái)內(nèi)置的規(guī)范限值相比較，進(jìn)行分析； 對(duì)于建筑功能用房分析，可讀取模型中的房間信息，通過(guò)對(duì)各類功能用房進(jìn)行分類并給予指定的房間功能編碼，便于后續(xù)在平臺(tái)上進(jìn)行房間的面積統(tǒng)計(jì)及功能面積占比等分析； 對(duì)于能耗、造價(jià)、停車位等分析功能，根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，各類指標(biāo)存在較大的差異性，因此這類指標(biāo)信息可以通過(guò)手動(dòng)的方式輸入，并結(jié)合模型中讀取的部分信息開(kāi)展分析。

(4)其他構(gòu)件信息

具體的構(gòu)件信息包括尺寸、材料等其他構(gòu)件級(jí)別的信息，可以按照項(xiàng)目的需求在建模過(guò)程中添加到構(gòu)件對(duì)象上，并在平臺(tái)中按需提取使用。

3 項(xiàng)目案例

廣富林街道東片社區(qū)配套服務(wù)用房新建工程，位于松江新城主城B單元B14-06地塊，屬于政府投資項(xiàng)目。本項(xiàng)目建立了適用于項(xiàng)目工程可行性研究評(píng)審深度的BIM模型，采用了數(shù)字化交付平臺(tái)輔助項(xiàng)目評(píng)審工作的開(kāi)展，項(xiàng)目在可行性研究評(píng)審過(guò)程利用平臺(tái)開(kāi)展了以下方面的應(yīng)用。

3.1 工程可行性研究階段方案模型

在Autodesk Revit軟件中按照指定的建模規(guī)則，建立項(xiàng)目的地塊及主體方案模型，并在Revit中對(duì)IFC輸出模塊做相應(yīng)設(shè)置，確保屬性信息輸出完整，將導(dǎo)出的IFC文件加載到平臺(tái)中，可以在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)模型的瀏覽與應(yīng)用。模型的查看方式包括室外瀏覽、室內(nèi)漫游、剖切盒剖切、按樓層查看建筑平面等(如圖4)。

圖4 方案模型

3.2 權(quán)限管理

平臺(tái)按照參與方的職責(zé)及任務(wù)不同，將主要參與方劃分為：建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、評(píng)審單位、管理單位等。針對(duì)不同的單位，平臺(tái)開(kāi)放了新建地塊、上傳與修改模型、添加與回復(fù)審閱意見(jiàn)等不同的權(quán)限(如圖5)。

圖5 權(quán)限管理

3.3 模型的規(guī)劃指標(biāo)審查

登錄平臺(tái)后，在信息列表界面，通過(guò)對(duì)比地塊模型中錄入的地塊控制性詳細(xì)規(guī)劃信息，以及方案中的建筑面積、建筑密度等指標(biāo)，并結(jié)合平臺(tái)內(nèi)置的相關(guān)規(guī)范限值，分析項(xiàng)目的建設(shè)指標(biāo)合規(guī)性(如圖6)。

地塊控制指標(biāo) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 合規(guī)性判別圖6 指標(biāo)審查

3.4 功能用房面積分析

政府投資項(xiàng)目對(duì)辦公用房的面積控制指標(biāo)比較嚴(yán)格，項(xiàng)目評(píng)估階段辦公用房的建設(shè)規(guī)模需嚴(yán)格按照黨政機(jī)關(guān)辦公用房標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。針對(duì)不同的項(xiàng)目功能如社區(qū)活動(dòng)中心，對(duì)活動(dòng)用房比例有相關(guān)控制指標(biāo)，社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心對(duì)醫(yī)療用房面積占比有控制指標(biāo)等。

平臺(tái)整合了多類項(xiàng)目的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，將功能面積的控制比例整合到平臺(tái)當(dāng)中，通過(guò)讀取模型設(shè)定好的房間信息開(kāi)展房間設(shè)置的合理性分析，輔助項(xiàng)目評(píng)審。

圖7 辦公用房分析窗口

圖8 停車位分析窗口

3.5 能耗分析

依據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模，包括建筑面積、設(shè)備數(shù)量、使用人數(shù)等，自動(dòng)讀取或手動(dòng)填入對(duì)應(yīng)的能耗指標(biāo)，估算項(xiàng)目的電力、燃?xì)?、水等耗能介質(zhì)的使用量，統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目能耗，折合相應(yīng)的指標(biāo)對(duì)項(xiàng)目能耗進(jìn)行評(píng)估。

3.6 造價(jià)分析

結(jié)合項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及工程量，靈活配置開(kāi)項(xiàng)清單，通過(guò)自動(dòng)讀取或手動(dòng)輸入項(xiàng)目的計(jì)價(jià)信息獲得項(xiàng)目的投資估算。

3.7 三維評(píng)審

評(píng)審單位及評(píng)審專家可直接在平臺(tái)上提出專業(yè)的審閱意見(jiàn)，并保存對(duì)應(yīng)的問(wèn)題視點(diǎn)。設(shè)計(jì)單位可按照審閱意見(jiàn)修改回復(fù)，加快項(xiàng)目評(píng)審進(jìn)程。

圖9 能耗分析窗口

圖10 投資估算窗口

圖11 審閱意見(jiàn)窗口

4 小結(jié)

本文就項(xiàng)目在工程可行性研究階段的特點(diǎn)進(jìn)行了論述，并探索BIM技術(shù)在項(xiàng)目可行性研究評(píng)審階段的應(yīng)用思路。通過(guò)搭建數(shù)字化交付平臺(tái)，建立深度適用于工程可行性研究階段的BIM模型，并在模型中錄入工程可行性研究評(píng)審需要的信息，通過(guò)IFC數(shù)據(jù)格式將模型導(dǎo)入到交付平臺(tái)上，可以直觀的了解項(xiàng)目方案，再通過(guò)分析功能協(xié)助項(xiàng)目合規(guī)性審查，三維審閱快速推送項(xiàng)目整改意見(jiàn)，可加快推進(jìn)項(xiàng)目審批進(jìn)度。

為確保平臺(tái)在項(xiàng)目可行性研究階段發(fā)揮更大的作用，后期可繼續(xù)推進(jìn)平臺(tái)對(duì)模型信息的識(shí)別與提取，結(jié)合更多類型的項(xiàng)目評(píng)審工作，擴(kuò)展平臺(tái)適用的項(xiàng)目類型、增加分析功能以及提高功能分析的準(zhǔn)確性，不斷推進(jìn)平臺(tái)的迭代升級(jí)。