徐永剛（上海市建筑裝飾工程集團有限公司， 上海 200072）

建筑行業(yè)是一個歷史悠久的傳統(tǒng)行業(yè)，在信息化高速發(fā)展的今天，建筑行業(yè)與其他傳統(tǒng)行業(yè)相比（如制造業(yè)），浪費嚴重，效率低下。據(jù)有關(guān)資料顯示，2009 年我國建筑業(yè)總產(chǎn)值達到 76 807.74 億元，同比增長 22.0%，而與建筑業(yè)總產(chǎn)值不斷升高相對應(yīng)的是建筑工程企業(yè)的利潤率不斷下降，2009 年建筑施工行業(yè)的產(chǎn)值利潤率約為 3.59%，低于工業(yè)行業(yè)平均 7.00% 的產(chǎn)值利潤率水平。

為解決建筑業(yè)長期以來效率低下、浪費嚴重的問題，我國住建部于 2011 年 5 月發(fā)布《2011～2015 建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》（簡稱《綱要》）。《綱要》明確指出，在施工階段開展建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的研究與應(yīng)用，推進 BIM 技術(shù)從設(shè)計階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM 的 4D 項目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用，實現(xiàn)對建筑工程有效的可視化管理等，拉開了 BIM 技術(shù)在中國應(yīng)用的序幕。在《綱要》的推動下，上海市于 2014年 10 月 29 日發(fā)布了《關(guān)于在本市推進建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》（簡稱《意見》）?！兑庖姟分性敿氁?guī)定了必須采用 BIM 技術(shù)的項目規(guī)模、性質(zhì)等，旨在打造一批 BIM應(yīng)用試點項目，為 BIM 應(yīng)用的下一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2014～2017 年，上海工程界在上海中心大廈、迪士尼樂園、前灘中心等一系列標桿性項目的帶動下，培養(yǎng)了一大批能熟練使用 BIM 技術(shù)的設(shè)計單位與施工單位，業(yè)主方也積累了一定的 BIM 項目管理經(jīng)驗。3 a 的沉淀，使得上海工程界走完了 BIM 的技術(shù)積累階段，正在向流程再造階段邁進。在流程再造階段，BIM 技術(shù)將進一步向建筑全生命周期延伸，向各個分包單位延伸，這就要求分包單位也要逐步掌握 BIM 技術(shù)，一則提高企業(yè)自身的信息化水平與工作效率，二則便于分包單位能夠順利納入總包的 BIM 管理體系當中。幕墻企業(yè)作為重要的分包單位，也要積極探索適合企業(yè)自身的 BIM 發(fā)展之路。目前，一些幕墻企業(yè)的業(yè)務(wù)通常在土建設(shè)計完成之后開始介入，業(yè)主根據(jù)建筑設(shè)計對幕墻分包進行招標。本文就從投標開始，以幕墻公司的業(yè)務(wù)流程為主線，挖掘 BIM 技術(shù)在每個階段的應(yīng)用價值。

1 投標階段

1.1 以 BIM 應(yīng)用作為投標亮點

一般情況下，業(yè)主根據(jù)建筑設(shè)計圖紙出具幕墻方案圖紙，將其作為招標依據(jù)。幕墻分包在不改變方案系統(tǒng)的原則下，對招標要求作出響應(yīng)。在此階段，除了傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計專篇、幕墻施工方案專篇等項目外，還應(yīng)對 BIM 技術(shù)在該項目中的應(yīng)用做專篇介紹，專篇中應(yīng)對

BIM 實施規(guī)劃、BIM 團隊、BIM 案例、BIM 擬應(yīng)用要點等作出詳細介紹。

投標階段的時間都很緊張，在這個階段的 BIM 配合主要以效果展示為主，BIM 模型的搭建精度做到 LOD100～LOD200 即可，如圖 1 所示某項目裙房 BIM 模型案例。通過 BIM 模型能直觀表現(xiàn)幕墻的整體效果以及與土建結(jié)構(gòu)的關(guān)系等，如果業(yè)主提供了土建結(jié)構(gòu)的 BIM 模型，也可以將幕墻整體模型與土建模型合并，對整體建筑做立面分析與剖面分析，提前查找可能發(fā)生的碰撞問題，有助于后期施工減少隱患。

圖1 某項目裙房整體 BIM 模型

1.2 異性曲面的精確算量統(tǒng)計

在傳統(tǒng)的投標報價中，異形曲面的工程量統(tǒng)計是一個難點。在只有 CAD 圖紙的情況下，預(yù)算人員只能根據(jù)CAD 圖紙對曲面進行擬合，然后根據(jù)數(shù)學(xué)公式計算曲面面積，該方法精確度不高且容易出現(xiàn)人為錯誤。通過 Rhino/Grasshoppe 作為幕墻算量平臺，在幕墻建模時候采用單面建模方式，將幕墻面板按材質(zhì)進行分類，設(shè)置不同顏色或圖層加以區(qū)分。再通過自定義程序，讀取已建立模型的面積、長度、數(shù)量等信息，進行匯總算量，輸出 Excel 統(tǒng)計表格；同時能直觀顯示已算量內(nèi)容，便于發(fā)現(xiàn)是否有漏算及多算部位存在；模型在建模過程中記錄對應(yīng)的模型信息，圖紙變更僅對模型變更內(nèi)容進行修改，因此建立的 BIM 模型保持信息的可追溯性，可以貫穿運用整個投標、施工及結(jié)算全生命周期過程。避免不同階段手工多次重復(fù)算量，降低算量誤差，提高工作效率與準確性。

2 設(shè)計階段

2.1 項目中標

在幕墻方案也基本確定后，幕墻進入施工圖設(shè)計階段。在這個階段，設(shè)計師可以通過 BIM 模型直接進行幕墻正向設(shè)計，依靠 BIM 模型的三維可視化提高設(shè)計的精確程度，不留死角，尤其避免在傳統(tǒng)設(shè)計中容易出問題。如幕墻轉(zhuǎn)角、百葉搭接等部位。如圖 2 所示案例能直觀展示玻璃安裝，將玻璃副框用結(jié)構(gòu)膠粘接，通過鋁合金壓板緊固連接的工藝流程。相當于在 BIM 模型中做了一次預(yù)拼裝。如圖 3 所示將石材面板采用掛機和螺絲安裝到龍骨框架上，進行安裝模擬，可以提前預(yù)見安裝時可能出現(xiàn)的問題，并提前給出解決方案。

圖2 玻璃面板安裝

圖3 石材面板安裝

2.2 出 圖

三維設(shè)計完成之后，可以直接通過模型切出平立面圖、大樣圖與墻身圖，導(dǎo)出立面圖。實踐經(jīng)驗表明，REVIT （建筑業(yè) BIM 軟件，可幫助建筑設(shè)計師設(shè)計、建造和維護質(zhì)量更好、能效更高的建筑。）出具的平、立、大樣圖紙完全可以滿足審圖要求。此外，REVIT 出圖最大的優(yōu)點在于圖紙與模型之間的聯(lián)動性，即設(shè)計師在對模型進行更改之后，相應(yīng)的平、立、剖面圖均會自動發(fā)生變化，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)計中由于頻繁修改而人為導(dǎo)致的平、立、剖圖紙之間的不一致現(xiàn)象，極大地提高設(shè)計的質(zhì)量與效率。

2.3 算量控制

在施工圖設(shè)計完成之后，施工隊進入現(xiàn)場之前，幕墻公司需要對該項目進行總體預(yù)算控制，此時從 BIM 模型中生成的材料用量應(yīng)該是最精確的。在實踐中，BIM 算量分析應(yīng)以統(tǒng)計面板和龍骨等主材為主，輔材不建議用 REVIT 出量，因為輔材建模工作量巨大，且對現(xiàn)場材料管控的指導(dǎo)意義有限，該項工作的性價比不高。

3 施工階段

當項目進入到施工階段之后，如果前期 BIM 工作規(guī)劃得到了較好的實施，那么此時的 BIM 模型應(yīng)該能夠反映正確的幕墻設(shè)計，進入工地之后，幕墻公司的 BIM 模型勢必要在總包的統(tǒng)一安排與調(diào)度之下，并入總包的總體 BIM 規(guī)劃流程。

3.1 與總包的土建模型合模

已經(jīng)完成的土建工程是幕墻安裝的基礎(chǔ)，土建的施工質(zhì)量與準確度對幕墻分包有著重要的影響。在以往的項目中，由于土建施工變更、施工質(zhì)量等問題而導(dǎo)致幕墻無法安裝的情況時有發(fā)生，如圖 4 所示，在 BIM 工作環(huán)境下，可以在施工現(xiàn)場預(yù)先對這類問題做出排查。

圖4 土建與幕墻碰撞

3.2 施工模擬

傳統(tǒng)施工管理中，施工進度用橫道圖的方式展示，這種方式對于經(jīng)驗豐富的施工管理者來說，是一種直觀明了的管理方式，但對于沒有施工經(jīng)驗的業(yè)主來講，其對橫道圖的理解相當有限。在 BIM 工作環(huán)境下，基于橫道圖與 BIM 模型共同完成的施工進度動畫模擬，可以讓業(yè)主直觀地感受到建筑生長的全過程。這項應(yīng)用在實際項目管理演示中，得到了良好的效果與業(yè)主反饋。

3.3 質(zhì)量管理與監(jiān)控

在傳統(tǒng)的項目管理中，對質(zhì)量的監(jiān)控與管理記錄都是通過文檔的形式實現(xiàn)的，由于施工現(xiàn)場參與者眾多，文檔的存儲分散且不直觀，難以將項目經(jīng)理的思路清晰一致的傳達給所有參與者，出現(xiàn)問題時，經(jīng)常會有相互推諉扯皮的現(xiàn)象，項目經(jīng)理的很多時間都耗費在協(xié)調(diào)各方關(guān)系上。在 BIM 工作環(huán)境下，項目經(jīng)理可以用 BIM 模型與施工成果進行比對，將檢查結(jié)果公布在 BIM 管理平臺上，即便各參與者當時不在現(xiàn)場，也可以通過遠程終端對質(zhì)檢結(jié)果進行查看，在信息統(tǒng)一發(fā)布、統(tǒng)一管理的環(huán)境下，所有的質(zhì)檢結(jié)果都清晰可見、有據(jù)可查，相關(guān)參與方也就無法再推卸責任。

4 結(jié) 語

BIM 技術(shù)在工程行業(yè)中的發(fā)展已經(jīng)勢不可擋，盡管如此，工程界由于具有體量大、資產(chǎn)重、產(chǎn)業(yè)鏈過長等特點，因此每一次變革都是一個漫長的過程，不會一蹴而就。BIM的發(fā)展之路，是一條收獲與阻力并存的路。

（1）思維慣性。目前在工程界擔任主力軍的從業(yè)人員年齡為 35～45 歲，這部分從業(yè)人員是在固有的設(shè)計、施工、管理體制下成長起來的，形成了一套完整的游戲規(guī)則。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，卻是一個重新建立規(guī)則的過程，如在傳統(tǒng)投標過程中，時間緊，任務(wù)重，很多具體情況并不明了，大多數(shù)工程采取低價中標，以期后期通過變更獲得利潤。但是BIM 的工作思路是，前期多花一點時間，通過 BIM 招標，大多數(shù)材料的用量已經(jīng)明確，施工方難以通過大量變更來尋找獲利點。這是 BIM 技術(shù)在工程中難以得到全面推行的第一層阻力。

（2）人才青黃不接。BIM 是一種全新的管理理念，隨之而來的是一系列新型的軟件，比如目前最常用的 BIM 軟件 REVIT、Naviswork（能對多種不同格式的三維設(shè)計模型進行可視化與仿真的 BIM 模型。） 等。這些軟件的基本元素是帶有信息的三維實體，與 CAD 時代的線條思維有著本質(zhì)的不同，很多實戰(zhàn)經(jīng)驗豐富的從業(yè)者由于管理工作過于繁雜而無法脫身來了解這些軟件，那些掌握了軟件的從業(yè)者多是一些剛畢業(yè)的學(xué)生，項目經(jīng)驗匱乏，使得軟件的作用無法在項目中得到更好的發(fā)揮。因此，在實際中，經(jīng)常會聽到老工程師抱怨 BIM 操作繁瑣，不如 CAD 效率高，但實際上，這僅是從畫圖這一個方面來考慮，而并未從項目的全生命周期來考慮 BIM 軟件給行業(yè)帶來的益處。同時，BIM 軟件的操作者由于沒有項目經(jīng)驗，往往不知道如何在現(xiàn)有的工程條件下，尋求合適的切入點，逐步發(fā)揮出 BIM 的價值。

（3）行業(yè)的共同努力。BIM 理念的著眼點是建筑項目的全生命周期，因此 BIM 的價值絕不僅僅體現(xiàn)在某一個單位、某一個環(huán)節(jié)。目前，由于合作模式的原因，BIM 應(yīng)用往往局限于某個單位內(nèi)部，當信息需要向其他單位流轉(zhuǎn)時，就會遇到巨大的阻力，原因有：① 各個單位之間只與業(yè)主發(fā)生合同關(guān)系，于是合同作為一道邊界，阻礙了信息在設(shè)計單位與施工總包之間的流轉(zhuǎn)，簡言之，雙方并沒有進行 BIM信息交流的義務(wù)和意愿，雖然業(yè)主或管理單位會組織設(shè)計單位和施工單位在 BIM 工作中進行配合，但這種配合是一種很弱的配合，常常流于形式，難以真正有所作為；② BIM對整個國家監(jiān)管部門而言，也是一種全新的理念，目前對于BIM 在行業(yè)內(nèi)的交付，尚無統(tǒng)一標準，各個單位按照自己的理解和立場，搭建 BIM 模型，以期 BIM 模型能對其單位的業(yè)務(wù)有所幫助，在實際中，很好的設(shè)計 BIM 模型并不一定滿足施工單位的要求，而雙方也沒有統(tǒng)一協(xié)調(diào)的標準，因此，只能是各玩各的，無法讓 BIM 模型在整個產(chǎn)業(yè)鏈上實現(xiàn)順暢的流轉(zhuǎn)。目前，我國《建筑信息模型交付標準》已經(jīng)有了初稿，正在審批中，相信不久就能問世，用于指導(dǎo)整個行業(yè)BIM 工作。

綜上，BIM 的發(fā)展之路一定不會一帆風順。在實際工作中，對于 BIM 給企業(yè)與行業(yè)帶來的價值，業(yè)內(nèi)普遍已經(jīng)有了深刻的認識，接下來，就是要思考如何進一步讓 BIM 從技術(shù)積累跨越到產(chǎn)業(yè)重組，從技術(shù)層面突破到行業(yè)管理層面，重新調(diào)整產(chǎn)業(yè)鏈、理順上下游的合作關(guān)系，讓新技術(shù)新理念能更好地為工程界服務(wù)，整體提高工程界的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)行業(yè)的升級與轉(zhuǎn)型。