葛清：業主對BIM的認識

2007年，在上海中心方案設計過程中，我個人接觸到BIM技術。當時，上海中心具有超高、超大規模、超復雜等特點，但是當時沒有一個標準，不知道如何表達這個樓，也不知道從工程技術管理上用什么方式讓它不會產生很多錯誤以保證這個大廈順利進行。因此，當很多人都在和我提BIM的時候，我就覺得BIM會對這棟大廈有非常大的幫助。

近年來，甲乙雙方的關系變得緊張，其實沒有甲方，就沒有乙方。為什么會發生這種現象？問題出在哪？業主變更反復、項目設計、施工周期短、設計考慮不周全、設計圖紙質量差、錯誤多、施工工序考慮不周、加工、安裝精度不夠所導致的返工、信息交互不及時不準確等，都是甲乙雙方面臨的問題。BIM給了我們很大的借鑒和幫助，讓我們去思考這些問題應該如何解決。尤其是在溝通方面，業主通常難以理解圖片所表達的事實，很多設計院拿幾張效果圖，或者做一個模型，就以為業主把設計權交給他們了，實際上不是的。隨著工程的深入，特別在建造過程當中，業主對設計的理解才逐步的加深。在設計開始時，設計院有沒有比較好的方法，能夠讓業主全面了解這個設計？

類似于《深圳大學學報》等科研院所調研、分析，平均87.5%的項目在不同程度的延誤中完成的，排在前15位的風險指標也是業主提出的。業主有個很大的困惑就是建筑建好后和想象中的不同，所以沒有良好的溝通最后就會導致這種結果。

2010年中國商業地產協會針對BIM應用對業主、地產商、施工企業以及設計單位做了一個詳盡的調查。調查結果顯示，近八成的受訪者認為因為設計圖紙問題而引起的項目或者投資失敗。如果因為設計的原因造成施工返工或損失，業主只能扣除相應部分的設計費。其實這對業主損失是巨大的，也就是說可能有一個設計問題造成幾百萬或者上千萬的損失，而只扣除一、二十萬的設計費，其余損失都需要由業主承擔。任何一方都不希望這種事發生，然而有時候偏偏就發生了。

BIM平臺把設計、建造、施工和運營緊密的連接起來。有很多案例因為使用了BIM技術而節省了10%的建造費用。斯坦福大學在這方面有較深的研究，它通過BIM有幾方面節約成本的比例關系。

那么，上海中心大廈的挑戰在哪里？項目參與方眾多，設計咨詢單位達30余個；分支系統復雜，建筑業務有八大功能綜合體，七種結構體系，基本上在常規建筑中遇到的結構體系在這里都有所體現；機電就多達30個。因此，這個建筑信息量巨大，信息的有效傳遞比較困難。目前已經建造的38層已經產生1.5萬張深化圖，預計最終計劃的深化圖紙將超過10萬張。這么大量的設計圖紙，如果要求設計院或者深化設計單位不出差錯，這似乎是強人所難，也是不現實的。但是，業主不可能因為會發生潛在問題而影響整個施工的進程，同時還要保證整個工程的質量，上海中心整個工程的投資是120億元。

因此，上海中心大廈在接觸BIM時，明確提出了自己的使用目標：更好地提高設計質量、更好地進行施工管理、更好地運維管理。上海中心在設計階段，BIM技術主要應用在其復雜體系、管線綜合、碰撞檢測。因為BIM技術，給投資采購材料統計以及招投標管理帶來了便利。在機電安裝招標時，投標單位明確，所有機電設備管線部分都以BIM模型做為計算依據，在整個工程量計算是不會出現較大偏差。上海中心大廈使用BIM技術在建造方面也有一定的探討，如4D施工模擬、施工現場監控以及運營階段設備信息維護、空間使用的變革。目前，上海中心在設計和建造做的工作比較多，對于運營中使用BIM技術做了比較基礎的工作，就是把機電設計方面做的信息模型中主要設備信息輸入進去了。

上海中心這一項目的BIM團隊由8家組成，整個參與BIM工作的人員已經超過50人。在當時決定使用BIM作為工作抓手以后，要求總包商、承包商、設備供應商必須采用BIM。我知道這是很冒險的做法，因為很多人連BIM 是什么都不知道。但是，我相信業主提出這個要求后，只要企業想投標，他就必須知道BIM是什么。這個項目在最后，BIM團隊可能會超過100人，業主是不可能組建100人的團隊，任何一家咨詢公司，如果組建一個100人的BIM團隊為我們服務也是不現實的。所以在招標過程當中，強制要求投標參與方必須掌握BIM。這樣做的好處就是每個分項、總包、分包、設備廠商深化設計和BIM團隊之間全方位溝通。如果發現錯誤設計，人員就要必須解決，拿出來的方案都是經過推敲和分析后，提交到總包平臺，由業主和總包共同進行評價，以確保方案的可行性。如果在BIM模型沒有過關，是不能進行施工的，我需要保證現場出現的錯誤越低越好，避免大量返工。

整個BIM技術框架是分成設計、施工、運營三個部分，不同部分有不同的軟件和硬件需求。作為業主，我們編制了基于BIM信息工作規范，必須要有這樣一套管理方法，使如此多的參與單位能夠達到工作目標。主要包括四個方面：現行工作流程的分析、BIM系統的管理與流程、BIM應用策略和BIM的基礎標準。BIM的流程標準，分為施工總包、施工分包、BIM團隊等等的流程關系，讓它在整個日常工程建設中發揮作用，也是逐步落地的管理流程。另外，目標的制定、模型的文件、模型的構建、文件的標準、項目的模板，在整個推進過程中也逐步落地。而軟硬件的配置、模型的購置，不同專業都有不同要求，也沒有必要一樣。我們有一些標準要求，不是人為設計一個容差，就不能改變，也不利于工作的展開。

現在，施工總包、分包等已經使用BIM的單位，通過具體實踐，他們已經離不開BIM，離開BIM已經沒有辦法工作。特別像機電，已經把BIM信息化技術運用作為他們企業的核心競爭力了，機電在投標文件當中已經做到70%工廠化，把BIM技術延伸到加工領域。很多人都在圍繞工程建設談BIM，但是側重點不同。我們以后會對室內設計等有相應的技術要求，根據實際情況做相應的調整，放到招標文件中去。

在設計階段運用主要是參數化設計、可持續設計、可視化設計。整個上海中心是有一定規律的變形設計，是總結出來的一個非常復雜公式，一種參數化的設計。每一層的縮放倍率是99.998904。在外幕墻設計的時候，參數化對外墻的模型非常重要，保證幕墻設計是按照規律，按照參數要求進行設計的。上海中心整個外幕墻非常復雜，從1月份開始攻關，到現在還有一些節點沒有完成。

上海中心有兩個目標：一是綠色LEED銀獎，一個是國家綠色三星級的認證。我們在綠色六大方面和在可持續方面做了大量的工作。從定性分析到定量分析，如光纜影響的范圍、每個窗戶外風環境模擬，保證大樓下面風處不能超過一定值，如果超過要有辦法來解決。上海中心做了世界上第一個風洞試驗分析，僅此一項造價大概3.5億元。

可視化設計非常重要，也是非常小的一部分。在BIM應用有很多協同方面的工作。施工階段并沒有太多案例可循，但是應用BIM對整個工程建筑推進起到了很好的促進作用。如4臺塔吊之間有塔身，在地面上有300噸輔助機械，業主要全方位知道可能要發生的變化，施工之間的關系實在復雜。現場各個塔吊距離很近，我們想通過BIM對塔吊空間位置及運用狀態進行模擬，檢查相互間干擾的情況，并驗證應對措施的可行性，從而提高塔吊的工作效率。在施工中單個塔吊在運作過程中需要360度轉，不可避免的塔吊之間有一些干擾。通過BIM模擬，得出垂直運行角度44°～85°，在實際操作過程當中要嚴格按照標準進行。上海又是一個受臺風干擾的城市，塔吊應該處于一種什么狀態，都是要通過BIM分析的。我們要求臺風季節鋼絲繩下垂長度不能超過5米，如果完全按經驗沒有辦法做到這一點。

總包平臺把各個包的模型進行整合，反映深化設計方面，各專業的協調。如承包商之間的碰撞問題，如主樓鋼和內幕墻的比較、內幕墻和外幕墻支撐的比較。我們發現原來工期設計不科學，4D施工模擬的應用能夠得到一些幫助，及時調整。如果不及時預判，工程可能會出現返工的現象。在鋼結構這部分，現在已經不在現場預拼裝，完全靠計算機實現，節省了大量的人力物力。上海中心每一層幕墻板塊單元都不一樣，每一塊單元板塊也是幕墻，非常復雜，如果沒有引入這樣一個機制和信息化模型，作為總工程師晚上肯定會睡不著覺。

機電安裝大型設備方案，通過BIM模型，確保實際過程中不會發現預判不到的問題。在后期采購和投資控制，也進行了一些工作，包括工程上的統計，如要多少閥門、多長分管等。在物業方面，物業管理模式、物業管理軟件對口關系怎樣，也設立了一個課題在跟進。事實上，全球有很多案例可以供我們參考。這方面需要業主，合作單位以及其它專業公司緊密配合。

圍繞BIM的運用，我們設立了兩個課題，一個是《上海中心大廈綠色超高層建筑關鍵技術研究》、一個是住房和城鄉建設部信息化范圍項目-2011.06，我們希望為BIM的運用起到推進作用。業主、承包商、軟件商、高校都互動起來，形成自己的成果，如BIM運用的使用標準、產品技術、人才等。我個人理解BIM不是可視化工程一個簡單的事情，是工作方法和工作理念的改革。我相信BIM是對工程行業的一個變革。