上海國際旅游度假區基于BIM的工程竣工規劃驗收創新研究

陸 揚

（上海現代建筑設計集團工程建設咨詢有限公司，上海 200041）

1 竣工規劃驗收創新的背景

國內隨著政府有力地推廣BIM技術，政府相關單位、各行業協會與專家、設計單位、施工企業、科研院校等也已重視并推廣BIM。自2015至2017年間，上海市各區縣相繼成立了8個BIM技術應用小組，前后發布了相關配套政策文件余20項，指導著本市BIM技術的推廣應用。竣工驗收方面，在2016年9月上海市發布了《建筑信息模型技術應用推廣“十三五”發展規劃綱要》，綱要中提出建立適用與BIM技術應用的項目立項、審批、驗收、審計和歸檔等環節的監管模式，其中指出要實行竣工模型交付，保證各專業內容和實體建筑一致，竣工驗收實行三維模型交付，且需建立基于BIM技術的政府監管模式。在上海市《推進BIM 技術應用三年行動計劃（2015-2017）》中也指出了要探索建立基于BIM技術的監管和驗收模式。2018年，上海市社會投資項目審改工作領導小組提出“一口申請、一網辦理、分類審批、提前服務、限時結辦、統一發證”，對政府辦理竣工驗收及備案時間提出了更高的要求。在滬府辦發［2018］4號文中，為進一步轉變政府職能提出“放管服”改革，通過“流程再造、分類審批、提前介入、告知承諾、多評合一、多圖聯審、同步審批、限時結辦”來對審批整合資源、提高效率、降低成本。

2 竣工規劃驗收面臨的問題

傳統的規劃驗收方法在迪士尼項目竣工規劃驗收過程中也遇到了許多問題。例如：

（1）傳統規劃驗收效率不高：迪士尼項目建筑類型眾多，包括游藝、酒店、餐飲等不同類別的建筑也包括布景等內裝，規劃驗收時需要根據建設單位提交的竣工測量報告等資料對規劃審批時批準的《建設工程規劃許可證》及其附圖進行對比核查，由于建設單位提交的竣工圖文資料繁雜，不利于驗收人員人工核對，檢查效率較低。

（2）傳統規劃驗收結果存在差錯的可能：在現場核驗時，驗收人員主要依據測繪單位的實地測量，而測量數據的精度和可靠性本身存在誤差。而在實地驗收操作中，檢查人員需要拿著圖紙和皮尺進行人工測量，一旦面對體量較大的項目，便更加難以發現建設單位和施工單位的工程建設不規范之處。傳統的驗收方式已經無法滿足建筑行業信息化的發展需求。

（3）驗收過程中，由于迪士尼項目為了營造色彩效果，對建筑外立面及其他構筑物和構件的色彩和材質等要求極為苛刻，色號復雜多變。驗收人員使用圖紙驗收時，無法從圖紙上獲取色號和材質的準確信息資料，使得驗收工作出現一定的困難。

3 案例介紹

本次基于BIM的工程竣工規劃驗收審查應用選取上海迪士尼玩具總動員片區（見圖 1）的“351-抱抱龍沖天賽車”、“352-胡迪牛仔嘉年華”、“353-彈簧狗團團轉”、“356-商店”四個子項目以及“奕歐來購物村”進行BIM竣工規劃驗收試點。針對當前建設工程竣工規劃驗收存在的工作流程繁復、模式粗獷、效率低下等問題，上海國際旅游度假區管委會建立了一套基于BIM技術的竣工規劃驗收工作方案和平臺，并編制了與之配套的BIM竣工規劃驗收導則，用于提升國際旅游度假區范圍內項目的竣工規劃驗收工作效率，推動政府工作流程再造，以響應上海市政府在工程建設行業建立基于BIM技術的政府監管模式的相關政策要求。

圖1 351-抱抱龍沖天賽車、352-胡迪牛仔嘉年華、353-彈簧狗團團轉、356-商店、奕歐來購物村

3.1 竣工規劃驗收方案研究應用

目前，建設工程的竣工規劃驗收的方式主要是內業檢查和現場驗收相結合的方式。如何結合BIM技術的特點，將其融入到這兩方面的驗收審查工作中去，并提高驗收人員的工作效率和便利性是我們在制定BIM驗收方案時著重考慮的問題。3.1.1 內業檢查方案

業內檢查是竣工規劃驗收工作的重要組成部分，規劃驗收部門需要對建設單位提交的竣工測量報告等資料對照規劃審批時批準的《建設工程規劃許可證》及其附圖進行核查，內容包括：用地范圍、建筑間距和退界、各類建筑經濟技術指標等。

這種傳統的審核形式存在諸多問題：

（1）建設單位提交的竣工圖文資料繁雜、

不便于審核人員查找；

（2）竣工圖紙與設計時的送審圖紙對比

困難；驗收人員需要人工核對，檢查效率較低；

（3）審核要素往往來自測繪單位的實地

測量，數據精度和可靠性不足。

而BIM的特點就是直觀、三維可視化和數據集成化，利用BIM技術來輔助驗收人員工作可以從兩個方面考慮：

（1）強制要求報驗單位提交與現場一致

的竣工模型，利用軟件或平臺等工具提取驗收要素的數據（比如建筑面積、綠化面積、用地范圍等），實現一鍵查看需要審核的內容，免去了翻看大量圖紙查找數據的麻煩，可以在很大程度上提高驗收人員的工作效率。

（2）實現BIM竣工模型和設計報審時提

交的施工圖設計模型進行自動化比對，幫助驗收人員快速發現項目發生變更的地方，是否存在違建的部分。

圖2 351-抱抱龍沖天賽車Revit自帶明細表統計示例（建筑面積）

圖3 351-抱抱龍沖天賽車Dynamo統計示例（場地面積）

圖4 批準數據與BIM模型提取數據和測繪數據的對比

3.1.1.1 基于BIM模型的驗收要素提取研究

BIM模型本質上是一個建筑信息的數據庫，模型中保存著大量有價值的項目信息。如圖2，在Autodesk Revit軟件中，一般是通過軟件自帶的明細表的方式從模型中提取諸如面積、數量等數據。這些數據都是與模型直接關聯的，無法在明細表中修改，從而保證了數據的準確性和唯一性。

為了減少審核人員的工作量以及審核效率，如圖3，我們進一步運用了Revit結合Dynamo可視化編程的方式自動提取審核要素，同樣的程序組可以在不同的項目中通用。

審核要素是根據《上海市建設項目放樣復驗、竣工規劃驗收檢查工作規范》中規定的竣工規劃驗收內容對BIM竣工模型中的數據進行提取。為了規范模型數據提取的方式和可靠性，我們編制的《上海市國際旅游度假區工程竣工規劃驗收BIM應用導則》對送審模型的設置和數據提取過程進行了詳細的規定。報驗單位必須依據《導則》的相關要求對模型和明細表進行正確的設置。該模型在正式提交驗收單位之前，需由第三方審核單位對報驗模型進行審核把關，確保模型滿足《導則》要求，模型信息的準確性才能得到最大程度的保障。驗收單位接收到經過第三方審核合格的BIM模型后，只需要查看模型的明細表，就能得到項目的驗收數據，將其導出到EXCEL表格后，如圖4可與規劃報批時批準數據和測繪數據進行比對，極大提升業內審查效率。

3.1.1.2 BIM模型自動比對技術研究

在課題需求調研過程中，驗收人員需要能夠通過某種工具來自動比對BIM竣工模型和設計模型之間的差異，便于驗收人員檢查項目變更情況，能迅速發現建筑外立面形式、建筑內部空間布置、材料、顏色等與批復方案之間的變化。

目前市場上能夠直接實現BIM模型版本比對的軟件還不多，考慮到軟件的適用性和穩定性，我們選擇了兩種模型比對方案，即：Autodesk Navisworks Manager和BIM 360平臺。Navisworks軟件是施工過程中常用的碰撞檢查和進度模擬軟件，模型比對也是其功能之一。Revit模型轉成nwc格式的輕量化模型后，可以在軟件中實現版本比對。如圖5，Navisworks 模型比對結果較為混亂，無法人工過濾和篩選，也無法查看具體的變化數值。而且比對成果無法導出，只能在本地電腦上查看。

Autodesk BIM 360平臺是一款基于云技術的模型管理工具，如圖6它的模型比對功能更為強大，能夠支持三維模型和模型中二維圖紙的直接比對，比對結果可以方便查看，支持多種格式模型的比對。

圖5 Navisworks Manager模型比對測試

圖6 BIM 360模型比對測試

為確保BIM模型進行有效比對并于迪士尼業主方采用的 BIM模型管理平臺進行有效銜接，課題選定Autodesk BIM 360作為現階段BIM模型的自動比對工具。審核人員通過Autodesk BIM 360平臺上傳模型后，平臺自動對模型進行輕量化處理，處理后即會顯示兩版模型的比對結果。

如圖 7，模型構件的比對結果分為三種，即“已新建”、“已刪除”、“已修改”，并分別以綠、紅、黃三種顏色來表示。如圖 8，點擊任意顏色的模型構件，平臺都會顯示該處構件發生了哪些變化，如面積、長度、體積、位置、材質等，以及這些變化的具體數值。比對結果能夠按照“構件形狀變化”、“構件位置變化”、“構件屬性信息變化”等方式進行篩選和過濾，在一定程度上幫助驗收人員過濾掉一些冗余結果。而且所有的模型對比結果都能直接導出到EXCEL表格進行統計。

圖7 351-抱抱龍沖天賽車模型比對

圖8 351-抱抱龍沖天賽車模型比對結果示例

3.1.1.3 三維掃描

三維掃描技術突破了傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢。通過高速激光掃描測量的方法，大面積、高分辨率、快速地獲取被測對象表面的三維坐標數據，較原有測繪的優勢在于對異形建筑結構及在復雜多變的環境下能夠精確復原竣工現狀數據，節約人工測量的時間和成本。如圖9，通過三維激光掃描獲取的現場點云數據與BIM竣工模型進行疊合，進而可與BIM竣工模型進行對比，如圖10可以通過軟件自動分析虛擬與實際的差異。與已有的BIM模型進行比對時可提取現場規劃驗收需要的測量數據等輔助檢查人員開展現場檢查工作。

圖9 點云疊合竣工模型

圖10 誤差比對分析

3.1.2 現場驗收方案

在現場檢查方面，傳統上驗收人員需要拿著圖紙和皮尺進行人工測量，一旦面對體量較大和較為復雜的項目，便難以發現建設單位和施工單位的工程建設不規范之處。

圖11 現場檢查

圖12 現場檢查

如圖11、圖12，通過在內業檢查過程中BIM技術的加入，驗收人員在現場驗收前，就能利用BIM模型自動比對的功能查找出竣工模型與施工圖設計模型之間的差別。另外，利用模型進行驗收要素的一鍵提取，快速發現竣工模型與施工圖模型數據的差別，記錄下數據差距較大的部分，作為現場驗收重點檢查的區域，做到有的放矢。

未來可以將AR（增強現實）技術應用到現場驗收中，通過開發移動端APP讓驗收人員可以將BIM竣工模型與現場進行疊合，更加直觀地發現現場存在的問題，提升現場驗收的效率和準確性。

3.2 主要成效

該套BIM技術竣工規劃驗收模式已經在上海迪士尼“玩具總動員”試點項目中進行了實際操作和驗證，取得了良好的效果。上海國際旅游度假區管委會利用園區內迪士尼項目上豐富的BIM模型資源，成功地探索了BIM技術與建設工程竣工規劃驗收相結合的工作新模式。通過模型拆解，驗收信息數據變得可讀、可視、可用，驗收人員可通過分專業、分樓層、通過不同視點直觀高效地驗收模型。通過驗收集成化管理，模型驗收的一站式操作，基礎數據信息的交互式共享，模型數據的數字化審查，以及建立健全建設單位提交模型文件的承諾體系，達到了提高驗收過程的規范性和準確性。通過基于 BIM的竣工規劃驗收的實踐，規劃部門的竣工驗收工作進一步規范化、結構化、數字化、一體化。

通過與傳統規劃驗收模式的對比，我們對以下四個方面的BIM竣工規劃驗收所取得的成效進行總結概述，如表1所示。

4 結語

縱觀科學發展對人類文明的影響，技術的進步總是會帶來社會觀念的轉變。BIM驗收在流程上擬替代傳統的測繪程序，通過第三方審核機構對流入驗收部門的大量不準確、不完整數據的攔截和監督，即讓建設單位配合第三方在提交規劃驗收申請前開展“自主驗收”減輕驗收部門大量繁復的圖紙查驗工作。驗收部門通過 BIM技術進一步壓縮竣工規劃驗收審批時限，提高審批項目的工作效率。

BIM技術的應用在某種程度上能夠健全審批制度，使得數據可追溯，能夠推進政府在審批的標準層及制度層全面制定相應的規范、制度。本研究在三維掃描等技術手段確保模型正確性的基礎上推行企業依法承諾制。驗收管理制度BIM化能夠完善現有傳統的管理模式，委托第三方BIM模型審核機構的創新模式適應現代BIM新技術的出現和逐漸普及的市場情況。在推進行政審批改革過程中，通過對規劃驗收階段審批的流程再造及審批制度的改變重新分配獲取數據的資源，促進建筑業生產方式的根本性變革，也可達到政府審批人才培養的目的，培養一批基于BIM技術規劃驗收的審批團隊。

在竣工規劃驗收中，信息共享與使用的客體是數據，載體是自動比對的軟件平臺，使用數據的主體是建設單位、驗收部門、第三方模型審核機構等單位組織。在竣工規劃驗收過程中連接主體、客體和載體的是 BIM創新技術手段。本次研究從如下五個方面做出總結：

表1 BIM竣工規劃驗收與傳統規劃驗收模式對比

（1）技術手段創新性

BIM作為審批驗收的新工具，驗收技術手段的創新性體現在工作方式的改變和效率的提高上。在原有圖紙無法細致表現現場實際的情況下，需要驗收人員的空間想象力；測繪報告的不夠直觀使得數據獲取耗費時間長且難以驗證測繪報告的準確性；變更信息不易查找，變更緣由、數據、位置等數據信息統計困難，驗收效率低下。相比之下，三維模型具有可視化、直觀、空間感強等優勢，方便驗收人員快速理解建筑外觀和內部空間關系。審批人員從原來“對圖驗收”的粗獷方式轉變為三維精細化驗收核查的思維方式。模型數據指標提取便捷以及施工圖模型與竣工模型之間的差異及變更狀況的一目了然將審批人員從例行繁重的工作中解放出來，提高驗收效率高。

（2）研究方法可行性

通過新技術及智能化手段變革驗收工作方式，提升竣工驗收的審批效率是政府部門的迫切需要。通過研究建立標準化BIM竣工驗收體系形成的一套易于與時俱進且可復制可推廣的標準驗收導則，不僅對具體驗收方式方法做出了細致規定，還能夠用以指導驗收主體部門用新技術武裝完善各自角色，促進政府實施精細化的驗收模式。BIM技術經過近幾年的快速發展，在眾多項目的歷練實踐中已經趨于成熟，BIM驗收可復制和推廣到國際旅游度假區甚至整個上海市的驗收項目中。

（3）審批有效性

本研究基于四個不變的基本管理要素即主體（組織機構）、客體（數據）、目的（驗收部門頒發規劃驗收合格證）、條件（竣工）而嘗試使用新的技術手段BIM驗收審批的精細化管理促進業主與政府再造管理流程，提高政府工作效率，從而為審改做了有意義的嘗試。

從管理角度出發，BIM驗收模式有利于業主對項目進行管理，引導業主實施項目的BIM精細化管理，將建筑產品數據化，實現設計、建造、管理和運維的一體化管理，促進業主從單純BIM技術的應用向項目集成化管理轉型。對驗收單位而言，引入第三方模型審核機構的概念具有內在邏輯，能夠規避規劃驗收單位可能面對的道德風險。管理制度上實行建設單位承諾制；法律法規上可依據《上海市行政審批告知承諾管理辦法》(滬府令4號)，優化營商環境能夠保障BIM審批的有效性。

（4）數據準確性與唯一性

驗收人員使用圖紙驗收時具有很多弊端，比如圖紙表達的準確性差，溝通確認時間跨度長；缺陷問題和隱患問題識別度低，驗收準確性差；人工計算和測量數據的人為誤差大。而模型驗收具有高效的表達能力，三維掃描的點云模型能夠準確反應現實問題，利于發現模型與現場差異之處；對于問題的識別度三維模型具有較高的表現力，信息傳遞清晰明確，能夠提高驗收準確性；同時，模型可計算性高，能夠高效精準地獲得驗收參考數據。

在可追溯性方面，施工現場變更的過往數據通過圖紙反應則來源難以追溯，責任劃分不清晰；模型驗收可對問題進行跟蹤反饋，形成閉環，責任到位；在模型上數據來源及版本歷史情況記錄詳細，可追溯到任一階段，也有利于后期運營維護。