高校基建項目管理中BIM技術應用模式探討

劉德強

(上海理工大學基建處，上海 200093)

高校基建項目管理中BIM技術應用模式探討

劉德強

(上海理工大學基建處，上海 200093)

基于BIM技術可視化、參數化、多元化的特點，結合高校基建項目參與部門多，協調難度大的特征，在政府大力推廣BIM技術的大背景下，對BIM技術應用模式進行了對比分析，探討了BIM技術在高校基建項目的應用模式，并對各個部門在BIM應用過程中的職責進行了分析，以期為BIM技術的推廣應用積累經驗。同時BIM技術的應用也有利于提高高校基建項目管理水平，預防腐敗事件的發生。

高校； 基建項目； BIM； 應用模式

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.05.14

引言

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型，是由美國Chuck Eastman博士首次提出的，其實質在于運用計算機技術將建筑信息模型化，通過建立一個數字模型來整合建筑全生命周期內的所有信息，包含規劃、設計、建造、運維管理等各個環節，以便于項目管理人員和施工技術人員決策。BIM技術正以三維信息模型可視化、模型參數化、信息輸出多元化等特點引領建筑行業的第二次革命[1-3]。BIM技術作為一種全新的理念，它涉及規劃、設計、施工以及運營維護技術的創新與變革，是目前建筑業信息化發展的趨勢[4]。而作為改善教學環境和科研環境的高校基建項目，既具有建筑項目的一般特點，又具有獨特的自身特點，如非盈利性、投資來源多樣性、服務對象多樣性等[5-6]。BIM技術的應用是推動信息化時代校園精細化管理重要手段，更是實現智慧校園核心要件。如何在建筑行業發展的大趨勢下，結合高校基建項目的自身特點，將BIM技術應用于高校基建項目已成為擺在高校基建管理者面前的亟待解決的問題。本文結合BIM技術的優勢和高校基建項目的特點，重點對高校基建項目的應用模式進行了探討。

1 高校基建項目BIM應用背景

1.1 政府的重視

BIM技術的應用可以從根本上解決建筑生命期各階段和各專業系統間信息斷層問題，從而全面提高規劃、設計、施工以及管理信息化水平，這不僅已成為建設企業的迫切需求，也引起了政府的高度重視。2011年5月18日，住建部發布《2011-2015建筑信息化發展綱要》，將BIM技術列為“十二五”重點推廣技術； 上海市人民政府辦公廳在《關于在本市推進建筑信息模型技術應用的指導意見》中指出，要逐步推進BIM技術試點和推廣應用，到2016年底，配套政策、標準和市場環境要基本滿足BIM技術應用，BIM技術要普遍應用到本市的主要設計、施工、咨詢服務和物業管理等單位。到2017年，BIM技術要全部應用到本市規模以上(投資1個億或工程量2萬m2以上)的政府投資工程，BIM技術要普遍應用到規模以上的社會投資工程。

1.2 BIM應用對基建項目透明度的約束

2015年，北京航空航天大學廉政課題《高校基建領域廉政風險防控機制研究》表明，在教育系統職務犯罪案件中，基建工程領域案件占比高達24%，已成為當前高校腐敗的重災區之一[7]。BIM技術不僅僅是帶來工程項目的投入產出比，其核心之一更是在于透明化，將工程項目過程數據透明化，打破“黑箱”思維，讓招投標更加公平，更能夠管控采購的流程。這樣，就能很好規避工程的腐敗。2013年4月某會議上，上海市紀委書記楊曉渡提出以“制度+科技”來預防腐敗，再次提及探索在政府投資工程建設項目中引入BIM技術，推進對政府投資項目實施嚴格的預算成本控制。值得注意的是，上海市紀委、監察局一直是BIM技術的主要推動力。

1.3 高校基建項目特點

高校的中心任務是教學和科研，高校基建任務的目的則是服務于教學和科研。因此高校基建項目與一般的企業投資項目相比具有自身的特點和規律。首先高校基建項目屬于非盈利性項目，項目既要保證使用功能，又要保證質量、節約成本。其次，高校中的建筑由于科研領域和使用單位不同，相應建筑的使用功能也有較大差異，這給項目的管理以及成本控制增加了難度。最后，高校基建項目涉及部門多，包括學校分管領導、規劃、保衛、后勤、財務、監察、審計、建筑最終使用單位、設計單位、施工單位等，由于各部門分屬不同單位領導，且對基建項目的了解和參與程度各不相同，有部分單位之間有相關利益沖突，且工作人員對于建設項目的知識掌握程度各有差異，這就使得各方關系復雜，協調難度大。

2 高校基建項目BIM應用模式

2.1 高校基建項目管理模式

在我國高校基本建設管理模式中，當前較為常見的還是傳統的甲方項目制模式，即由專門成立的基建部門承擔高校的基礎設施建設工作，包括教學樓、食堂、實驗室、圖書館、宿舍生活及附屬用房新建及維修加固外，還包括景觀、綠化、道路等基礎設施建設； 涉及工作主要有項目的報審、設計、招標、施工建設等； 面對的單位有勘察、設計、監理、施工、規劃、消防、環保、質監、人防等，上述特點決定了高校基建管理的專業性與復雜性。高校基建項目多選用自管模式，即高校設立專門的部、處負責學校的基建項目的管理，行使建設甲方的職能。其工作內容包含了規劃、招標、設計、施工、維護等建筑全壽命周期的建設管理(如圖1所示)。

圖1 高校基建項目管理流程

這種自管模式被大多數高校所采用，其優點在于基建管理部門與建筑使用單位相互熟悉，便于溝通，可以及時了解使用單位需求，并落實到圖紙和施工中，能較便利的解決服務對象多樣化的問題，便于處理施工中的變更等事宜。但也存在一定的問題，如由于工作中各個部門都只負責自身職責范圍內的工作，相互之間交流少，導致各個部門之間的工作協調具有較大難度，不利于整個項目管理部門綜合能力的提升。因此通過BIM協同工作平臺的運用，促進項目實施過程中各部門之間的溝通協作，對提升高校基建項目的管理水平有重要作用。

2.2 高校基建項目BIM應用模式的選擇

基于BIM在建設項目中的應用方，其應用模式可歸納為3類：即設計方驅動模式、施工總包驅動模式和建設單位驅動模式。通過比較可以發現設計方驅動模式以及施工總包驅動模式僅能應用于設計階段或施工階段，一方面適用范圍受到限制，另一方面在運用過程中各方協調難度大，缺乏從總體上把握項目的作用。而建設方驅動模式BIM可以運用于項目規劃決策階段、設計階段、招標階段、施工階段和物業管理階段等，基本實現了BIM在項目全生命周期中的應用，此種應用模式最為有效。

針對于目前高校基建管理部門人員少，BIM人才缺乏的現狀，筆者提出高校基建項目BIM的應用模式應為建設方(高校基建單位)驅動，授權聘請BIM總顧問的模式。具體的工作流程是由高校基建管理部門授權BIM總顧問完成各個階段模型建模，建立協同工作平臺，項目各個參與單位均在協同工作平臺上進行項目管理工作，總顧問單位負責協同工作平臺的運行和維護。各參與部門間的相互關系如圖2所示。

圖2 高校基建項目 BIM總顧問應用模式

高校基建項目采用業主主導的BIM總顧問的模式具有以下優勢： ①協同平臺可以將相關單位納入平臺統一管理，利用BIM技術在項目建設全過程中的各個階段發揮價值，從設計階段到施工階段，以及建成后的運維階段，每個階段都有對應的應用價值； ②BIM協同確保信息傳遞流暢、有效，基于BIM技術的業主方檔案資料協同管理平臺，可將施工管理中、項目竣工運維階段需要的資料檔案(包括驗收單、合格證、檢驗報告、工作清單、設計變更單等)等列入BIM模型中，實現高效管理與協同； ③項目預算、資金計劃，建立的BIM模型可以跟時間維度相結合，通過計劃開始時間和計劃完成時間的定義，并結合項目造價就可以快速獲得每個月甚至每天的項目造價情況。最后結合合同情況可指定整個項目的資金計劃； ④保證模型的及時性和準確性； ⑤進度模擬與監控，通過BIM技術實時展現項目計劃進度與實際進度的模型對比，隨時隨地三維可視化監控進度進展，提前發現問題，保證項目工期； ⑥基于BIM的運維管理，通過竣工BIM模型提供的資料，可以利用BIM模型快速定位查詢設備、資料等、設置設備養護和更換自動提醒，把安全隱患控制在萌芽狀態。同時，保存的BIM竣工模型可以供后續可能的二次改造查詢使用。

3 高校基建項目BIM應用各方職責

高校基建項目一般按照以下流程進行的：規劃決策、設計階段、施工階段、運營維護階段，其中穿插著招投標、預決算以及審計和紀檢工作，其中涉及到的部門眾多，包含學校基建領導小組、規劃處、基建處、建筑使用單位、財務處、審計處、紀委、設計單位、施工單位、監理單位等部門，明確各個部門在BIM應用模式中的任務和職責是確保BIM技術在高校基建項目中成功應用的前提和保證。

校基建領導小組、規劃處：BIM總顧問建立的三維可視化模型，可以使相關決策人員更為直觀形象的看到擬建項目的布局和功能，更加方便溝通交流，及時修改效果，減少后期的變更，并結合學校整體規劃方案和建筑風格，做出決策。

建筑使用單位：基于建筑信息模型漫游技術，可以進入虛擬建筑中的任何一個空間，親身感受使用空間，實施查詢房間信息和辦公家具以及實驗儀器布置，并結合自身使用需求，對建筑模型提出改進要求。

基建處：基建處作為高校基建工作的主管部門，是項目BIM應用的牽頭人，首先應結合工程需要聘請有資質的BIM總顧問單位，并明確BIM技術應用的目標，合理規劃BIM實施的整體方案，同時負責把項目各個參建單位通過基于互聯網的BIM協調平臺，納入到統一的協調管理體系。

設計單位：對于建筑設計來說可以運用BIM技術可視化的特點，重點關注模型空間表達的真實性和外觀視覺上的效果，同時也可以進行日照以及建筑能耗分析； 對于結構設計來說，可以利用BIM技術基于三維模型的特性和一處更改處處更新的特點來細化方案中的每一個細節，如圖3。

施工單位：由于采用BIM技術使得在實際工程中使用的4D(三維的建筑信息模型+基于時間的施工管理)甚至5D(在4D的基礎上再加上資金流動管理)施工管理技術成為了可能。同時利用BIM 技術參數化的特點，進行碰撞檢查，減少施工階段的工程變更和索賠，減少重復工作的進行，提高工作效率，如圖4。

圖3 管線深化設計

圖4 碰撞檢查

招投標辦、財務處、審計處、紀委：利用BIM技術的信息共享和協同特點，可以使信息更加透明，基于BIM模型包含的大量信息和直觀形象，可以增加審計處編制工程量的可靠性，更容易編制工程量清單和投標報價，增加了項目招投標的透明度，有效的降低了腐敗事件的發生。

4 實施案例

同濟大學新建嘉定校區體育中心項目，如圖5所示，位于上海市嘉定區曹安公路4800號同濟大學校院內，主體類型為框架結構，總建筑面積約13 400m2； 分為地下1層，地上2層，屋頂為可移動式鋼屋架結構，外掛玻璃幕墻。該項目中同濟大學基建處作為業主方，全權委托總顧問單位實施BIM技術應用，在協同工作平臺上統一協調各項目參建方，保證了BIM技術的應用落地。

在BIM技術應用過程中，各方職責如下：

業主方： ① 對各參建單位BIM工作要求落實到招標文件或合同條款中；② 內部各部門相關工作所需要的BIM查詢以及使用；③ 監督執行、設計協調、施工協調。

BIM顧問： ① 建立BIM協同管理平臺，并負責平臺管理以及維護。協同管理平臺，并負責平臺管理以及維護；②按設計院提供的施工圖建立BIM模型并對模型進行維護更新；③ 協助業主進行內部成本控制；④ 協調各參建單位BIM應用以及對BIM應用成果負責。

設計方： ① 對BIM模型發現的設計問題以及碰撞進行確認并調整；② 協助深化BIM模型的審核以及確認。

施工總包： ①組織BIM團隊負責BIM應用或工作配合；② 提供進度計劃并配合BIM模型中進度進行維護和調整；③ 利用BIM模型進行施工交底。④ BIM各專業的整合以及碰撞問題的處理。

監理方： ① 利用BIM手機客戶端對現場質量、安全以及文明施工問題的發現，追蹤以及落實整改情況；② 定期在BIM模型上反饋現場進度情況；③完成BIM檔案資料輸入與掛接；④協助BIM咨詢方和專業分包單位，使BIM模型與現場的一致。

圖5 同濟大學新建嘉定校區體育中心

該項目中，BIM技術應用亮點如下：

(1)圖紙問題的發現和交底：通過快速三維建模，在過程中發現圖紙問題30項，在每周的監理例會中提出并且討論，有效地避免了施工過程中的二次返工。

(2)復雜節點的技術交底：通過三維模型的交底，項目的管理人員通過BIM模型討論集水井的鋼筋排布方式，同時利用該模型進行鋼筋班組的交底，方便施工。

(3)鋼結構的拼接：該項目在鋼結構實施過程中運用了TEKLA模型完美拼接到主體結構模型中，提前模擬鋼結構的施工。

(4)鋼結構二維碼的應用：在運維階段充分運用二維碼技術，配合移動數據掃描鋼結構二維碼，將其上傳到系統中去，時刻保證構件數據的運維暢通，做到模型數據隨時輕松調取。

(5)質量安全管理：利用移動數據客戶端采集現場的數據，建立現場質量缺陷，安全隱患等數據資料，并與BIM模型或圖紙及時關聯。

(6)施工綜合場部的模擬：通過施工場部的虛擬排布，將生活區，作業區，道路，臨時用房做到合理地規劃，對材料的進出場可以提前安排。

5 結語

BIM技術以其特有的透明化、信息化、智能化的特點，必將對建筑業產生深遠的影響。然而由于BIM技術使用成本高、技術難度大，使得其推動阻力仍然較大，目前政府正大力推廣。高校基建項目作為政府投資主導的非盈利性項目具有率先試點運用的可能性，本文提出了以業主主導的聘請BIM總顧問的應用模式，并對各個部門在BIM應用過程中的職責進行了分析。該應用模式可為BIM技術在高校基建項目中的推廣運用積累經驗，也有助于高校基建管理水平的提高，建設智慧校園，同時還可以從技術層面上防止腐敗事件的發生。

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Discussion on the Application of BIM Technology in the Management of Capital Construction Projects in Colleges and Universities

Liu Deqiang

(BasicConstructionBureau，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093,China)

The government is vigorously promoting the technology of BIM(Building Information Modeling)which can be applied to university infrastructure projects，considering such projects are difficult to coordinate and involve numerous departments.Based on the visualization，parameterization and diversification of BIM technology，the application mode of BIM is contrastively analyzed and the application of BIM to university infrastructure projects is also discussed.Furthermore，the responsibilities of each departments in the process of BIM practice are clarified in order to gather experience for the promotion and application of BIM.BIM technology also helps to improve the regulation of university infrastructure projects，preventing the occurrence of corruption.

Colleges； Construction Work； BIM； Applied Pattern

劉德強(1977-)，男，講師，在讀博士。主要從事高校基建管理工作。

TU47

A

1674-7461(2016)05-0078-05