上海建發大廈設計建設過程中的BIM技術應用

范灝

摘 要：本文介紹了BIM技術在上海建發大廈設計建設過程中的應用，包括設計、成本及施工管理等各個環節的實際案例；探討BIM在協助業主對項目進行質量、工期與成本控制的作用，并對BIM推廣總結項目經驗。

關鍵詞：BIM技術；設計管理；施工管理；成本控制

中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-77-2

0 引言

建筑開發是一個漫長復雜的過程，其中對開發企業來說，最重要的設計及施工階段。設計階段的工作成果決定了項目的品質、成本及建設周期等關鍵成果，而施工階段則是有效落實項目的成本、質量及工期。此兩個階段的成果執行狀況決定了開發企業的成本及盈利狀況，也是開發企業技術管理的重點。BIM建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。BIM技術的應用，將極大豐富建設單位的技術管理寬度及深度，本文將以上海建發大廈項目為例，對BIM技術在建筑設計施工中的應用價值點及其效果予與介紹。

1 工程概況

上海建發大廈是高端高層商辦綜合體項目，項目位于上海市中心北外灘區域， 占地9000m2，總建筑面積為52494.54㎡，其中地上建筑計容面積為31823㎡，地下建筑面積為18457.34㎡。主樓為18層，樓高80m，甲級5A寫字樓；地上4層商業裙房，高20m，主要為商業；地下一層為商業及地鐵連接通道，地下二層至四層為停車庫，總計設有約250個機動車停車位。

該項目案及施工圖設計方是浙江綠城建筑設計研究院，BIM咨詢服務方是綠城科技有限公司。由于緊鄰上海地鐵4號線和大連路隧道，項目周邊情況復雜，建設企業希望通過采用BIM技術能夠更好地控制項目的質量、進度和成本。

2 BIM在設計階段的應用

在傳統設計方式中，三維建筑是用二維圖紙表達出來，施工人員將二維圖紙還原為三維的建筑實體，這一過程因其不可見性，會產生因理解差錯導致返工，甚至埋下安全隱患。建筑中專業深化圖紙需要協調，依據進度分批提供給施工單位，會造成前后圖紙矛盾，給現場帶來不必要的返工及成本。

上海建發大廈項目自2012年開始開發策劃至今，設計工作均已完成，現場結構封頂。依據本項目專業協同多，各專業進度不同的情況，在建筑主體進行施工圖設計時，業主方牽頭成立BIM團隊，由BIM設計單位與業主一同與建筑主體設計院對接，主體院負責協調各個專業圖紙進度，反饋BIM模型問題至各方。本階段主要工作有如下三類：

2.1 圖紙審核及碰撞檢查

在本項目中，BIM建模在施工出圖前完成， 下圖1即為BIM完成的地下室一層模型圖。BIM咨詢方通過建模檢查設計問題。BIM工作組建立了“BIM專業報告”模板，用于匯總利用BIM檢查出的設計問題，以及優化建議。如下圖2所示：

2.2 功能空間復核

通過全專業的模型的3D漫游復核，提前發現二維圖紙中較難發現的使用功能不足及本身錯漏，直觀可見并有效提升了圖紙的設計質量。如下圖3所示的機房門與坡道碰撞問題。

2.3 管線綜合凈高優化

傳統的管線綜合缺點有二，一是二維圖紙信息缺失，二是缺乏直觀性。設計階段沒有發現的管線碰撞問題，會在施工階段產生工程變更，造成人工、材料浪費，工期與成本的增加。利用BIM技術，在建筑結構機電模型完成后，進行碰撞分析、凈高復核，減少各專業設計工作中遺留的設計隱患，確保層高、管線安全合理，大大提高施工現場工作效率。通過BIM模型對管線位置進行優化排布，并導出管線綜合剖面圖紙，幫助機電設計師修改完善設計。如圖4所示為項目中地下室一處管道走廊內，管線密集、位置布置不合理、管線碰撞，且管穿管，經管線綜合調整后，極大地解決并改善了此類問題，為機電優化設計提供了依據，如下圖4所示：

3 施工階段

3.1 工程量統計

項目在進入工程招標后，BIM高效精確的統計功能便發揮了作用。建筑BIM 模型包括了一個建筑所有構件和材料的數據庫，可以快捷精準地從BIM模型數據庫中提取工程量信息。合約的簽訂可以清晰地參照工程量清單，由此可以較為準確地控制造價。目前BIM模型的精度可以作為工程量清單的復核與補充，避免漏項，提升清單編制效率。

3.2 施工現場輔助施工

BIM咨詢單位將經過BIM團隊優化后并經土建設計院確認的BIM模型圖紙進行二維化，補充原施工圖不足部分，如綜合管線等。同時業主方要求總包方技術員學習BIM模型瀏覽方法，并讓其配置IPad，現場可直接參考三維模型進行施工指導，極大的提升了現場技術人員解決問題的效率與精準度，提升與設計單位溝通效率，并能有效保障原設計效果的實現。

3.3 成本控制

項目截至結構封頂，據目前的不完全統計數據顯示，由于BIM技術的引入，整個項目約節約工期210余天，節約成本合計338萬元。（表1）

4 BIM技術應用小結

在該項目中，BIM技術較好的實現了輔助設計及施工的作用，通過三維模型的優化首先將大量圖紙問題消化在施工前，有效避免了后期的工期延誤。其次通過三維優化提升了圖紙的設計質量，優化了大量無效成本。最后BIM團隊作為業主的幫手，在建設期全過程中與業主、設計方共同監督，確保現場效果落實不走。

BIM技術的應用讓工程中的問題直觀可視，更易了解，從而幫助建設單位對項目中存在的問題做出正確決策，更具說服力。BIM技術也是上海市未來大力推廣乃至強制執行的技術之一，其在建設項目上還有更加廣泛的用途，如在前期進行項目施工模擬，在施工中建立三維施工日志，后期將全套建筑數據轉入運營團隊，有效提升建筑管理水平。作為業主方的技術管理人員，應積極主動學習掌握相關知識技能，并能有效利用BIM建立未來適合的項目技術管理體系與模式。