大型綜合工程總承包模式下的BIM實施應用

中國建筑第八工程局有限公司上海分公司 上海 200433

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）作為一種全新的理念和技術，正受到國內外學者和業界的普遍關注[1-3]。住建部《2011～2015年建筑業信息化發展綱要》把BIM技術定義為支撐建筑行業發展的核心技術。BIM技術目前在單專業的施工過程中應用較多，如解決機電專業的碰撞問題，幕墻專業、鋼結構專業的預拼裝工序問題等，大型綜合商辦項目全專業的BIM實施應用尚不多見。中海油大廈（上海）項目是一個典型的大型綜合商辦項目，本項目成功的探索、總結了一套施工總承包模式下的BIM實施應用管理方法，并取得了良好的效果。

1 項目概況與實施難點

中海油大廈（上海）項目是一個集商業、辦公于一體，多專業、高要求的綜合項目，位于上海市長寧區臨空經濟園區9-2、9-3地塊。本項目實施BIM管理模式、實現數字樓宇模型有以下幾個難點：

1）建筑面積大：本工程總建筑面積158 235 m2。其中地上9 層，建筑面積96 319 m2；地下2 層，建筑面積61 916 m2。建筑限高40 m。

2）涉及專業多：本工程除基本的土建工程（結構、粗裝修）、機電工程（暖通、給排水、電氣）、市政工程（給排水、燃氣、電力）外，還包含幕墻、精裝修、園林綠化、鋼結構、弱電、太陽能、電梯、景觀照明、高壓細水霧、氣體滅火、VRV等專業工程。

3）項目工期緊：本項目從主體結構施工到驗收僅13 個月，精裝修施工完成僅6 個月，機電工程安裝完成僅10 個月。

4）業主要求高：業主方要求本項目竣工時需交付BIM模型，并在工程初始階段就制定了《中海油數字樓宇技術標準》，其中對模型中的各項信息和精度作了詳細的規定，要求本項目的BIM模型需與實體一致，且實體中所有材料、設備信息（包括技術信息、產品信息、建造信息、維保信息等）需錄入完整。

綜上所述，本項目可以作為一個典型的BIM實施應用管理實例，施工過程中解決上述難題的方法具有較為普遍的意義。下面將詳細介紹本工程總結的一套施工總承包模式下的BIM實施應用管理方法。

2 BIM實施工作流程

BIM模型的建立過程可分為5 個階段，分別為清圖階段、初模階段、深化階段、施工階段、竣工階段。根據每一個階段的工作內容，可以相應的對BIM模型進行應用。

2.1 清圖階段

清圖階段是指施工單位接收到設計院的施工圖或專業單位的深化圖后，對圖紙進行整理的階段，其主要目的是完成建模前的準備工作，包括檢驗圖紙的完整性、編排建模計劃等工作，具體流程見圖1。

2.2 初模階段

初模階段是指清圖階段后，建模團隊接收到可建模圖紙時建立第1版模型的階段。該版模型是對工程包含的全專業建立的初步模型，其主要目的是進一步檢查、復核單專業圖紙的完整性、準確性。在建模過程中發現的圖紙問題，如圖紙中的系統不完整、內容表述不清楚等，都會匯總在問題清單里集中由總包、業主的技術人員及設計院的設計人員統一解決，待問題解決后進一步完善并提交第1版初步模型。初步模型提交后，各專業的技術及施工人員會集中對本專業模型進行審核，審核結果會反饋給建模團隊用于完善模型，最終實現初步模型完成。具體流程見圖2。

圖1 清圖階段流程

圖2 初模階段流程

2.3 深化階段

深化階段是指將初步模型（所有專業的單專業模型）整合在一起，發現、解決各專業間存在的問題，并修改各專業深化圖，根據修改后深化圖再次建立高精度模型的階段。其中該階段的工作內容包括3 個部分：第1是整合模型，由各專業技術人員共同審核模型，發現并解決模型存在的問題，如機電專業與土建專業的碰撞問題，可通過修改機電專業深化圖解決碰撞；第2是根據模型問題的解決方法由各專業單位修改深化圖；第3是根據修改后的深化圖建立滿足精度要求的深化模型。具體流程見圖3。

圖3 深化階段流程

2.4 施工階段

施工階段是指深化模型在施工過程中應用的階段。BIM模型的應用包括三維可視化交流、方案交底、施工模擬等，與此同時模型還需要時時更新，以保證與現場一致。具體流程見圖4。

圖4 施工階段流程

1）三維可視化交流。三維可視化交流主要指模型的瀏覽，模型瀏覽可以以3D漫游、視頻動畫等形式進行，供各需求方查看虛擬施工現場的情況。

2）方案交底。BIM模型可對各項施工方案進行三維可視化交底，對施工過程中使用dwg格式的二維平面圖紙難以理解的節點進行建模，可以更直觀、更清楚的將施工做法展現在工人眼前。

3）施工模擬。對于施工重點難點區域以及重要的施工方案，可以進行施工模擬展示。施工模擬包含以下幾個方面：施工進度模擬（如整體施工進度4D模擬）、重要方案的施工模擬（如大型設備的吊裝模擬、垂直運輸模擬）、重要區域的施工模擬（如各大機房設備、管線安裝模擬）、復雜區域施工組織模擬（如地下室、辦公區走道等專業和工種較多區域的施工工序模擬）等。

4）模型更新。在施工階段，模型需根據設計變更、工程洽商等原因造成的設計圖紙改變以及現場工程師反饋的施工現場與設計圖紙的差異進行更新，以保證模型與最新設計文件、施工的實際情況一致。

2.5 竣工階段

竣工階段是指完善最終模型的階段。該階段的工作內容包括根據各專業竣工圖修改模型、完善模型信息、編寫模型使用說明、提交模型完整資料等內容。具體流程見圖5。

圖5 竣工階段流程

3 BIM實施保障機制

為確保BIM模型的建立和應用順利進行，本項目總結了若干BIM實施保障機制，這些保障機制在本工程的BIM實施過程中取得了良好的效果。

3.1 圖紙與設計文件管理機制

對圖紙與設計文件進行系統管理的目的是從設計的角度管理模型版本，保證模型與最新版本圖紙一致，與此同時也確保審核模型時有圖可依。具體實施方法是：建立各專業圖紙管理臺賬和設計文件管理臺賬，臺賬中需詳細記錄各專業圖紙版本、設計文件接收日期以及圖紙和設計文件的下發日期。新版圖紙或設計文件下發后仍按上述BIM實施工作流程中的幾個階段進行模型更新。

3.2 施工現場信息反饋機制

各專業單位現場施工過程中不可避免會出現誤差或者與設計圖紙不符等情況，由于BIM模型必須與現場施工保持一致，所以上述情況必須有相應的信息反饋。根據現場出現的各類情況更新BIM模型，同時也可以用模型來審核現場施工是否合理可行，若可行則經業主、設計同意后進行相應流程變更，若不可行則施工現場按設計要求整改。具體實施方法可以安排各專業單位的現場工程師以日報、周報的形式，在固定的例會中對現場信息進行反饋。

3.3 設備材料信息提供機制

對于精度要求較高的模型，需要在模型中添加現場施工材料、設備的各類信息，由于初步模型、深化模型往往在施工前完成，這時就存在設備材料尚未確定的情況。在竣工模型的完善過程中，需要各專業單位及時將現場使用的材料信息、安裝的設備信息提交至建模團隊。由于工程中的專業多、材料多、設備多，若不能按工程進度及時提交模型信息資料，會導致后期較大的工作量，因此需建立設備材料信息提供機制。具體的實施方法可以安排各專業單位材料工程師在提交設備、材料進場驗收資料時，一并將各類信息提交至建模團隊。

3.4 BIM模型審核機制

BIM模型的審核是確保最終模型準確性的重要手段。審核的主要目的是保證模型與設計圖紙、現場施工一致。模型審核的具體實施方法可以由總包主持，安排固定例會及不定期會議，根據建模進度，召集各專業技術負責人及現場工程師共同審核模型。若模型存在問題，則由建模團隊根據各專業單位工程師建議及各專業圖紙進行模型修改，直至模型審核無誤[4-6]。

4 結語

BIM作為一項全新的技術，為施工管理提供了一個全新的平臺，在施工企業有著廣闊的前景。中海油大廈（上海）項目的BIM實施應用取得了良好的效果，得到了業界的一致認可與好評。