【原】BIM技術(shù)在EPC總承包項目中的運用

DSONA 2023-10-13 發(fā)布于云南

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BIM技術(shù)在EPC總承包項目中的運用

一、BIM技術(shù)應(yīng)用的好處

1. 招商投資時期

利用BIM軟件對尚未施工的工程進行建模，三維展示效果有利于多方了解建筑物的具體情況。

2. 設(shè)計階段

在BIM一體化設(shè)計中，建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修各專業(yè)根據(jù)統(tǒng)一的基點、軸網(wǎng)、坐標系、單位、命名規(guī)則、深度和時間節(jié)點在平臺化的設(shè)計軟件中進行模型的搭建。

各專業(yè)可以從建筑標準化、系列化構(gòu)件族庫和部品件庫中選擇相互匹配的構(gòu)件和部品件等模塊來組建模型，提高建模的標準化程度和效率。

此外各專業(yè)需要進行各自設(shè)計流程的協(xié)同，通過協(xié)同工作，不斷豐富BIM模型信息，最終形成集成各專業(yè)設(shè)計信息的綜合設(shè)計模型。

3. 工廠生產(chǎn)階段

工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)是裝配式建筑建造中特有的環(huán)節(jié)，也是構(gòu)件由設(shè)計信息變成實體的階段。將BIM設(shè)計信息直接導(dǎo)入工廠中央控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化成機械設(shè)備可讀取的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高作業(yè)效率和精準度

4. 現(xiàn)場裝配階段

現(xiàn)場裝配階段是裝配式建筑全生命周期中建筑物實體從無到有的過程。在EPC工程總承包模式下，以BIM模型為載體，共享與集成現(xiàn)場裝配信息通過設(shè)計信息和工廠生產(chǎn)信息，實現(xiàn)項目進度、施工方案、質(zhì)量、安全等方面的數(shù)字化、精細化和可視化管理

在EPC總承包模式下，設(shè)計方與施工方是聯(lián)合體，BIM的推廣應(yīng)用將為EPC項目的經(jīng)濟效益提高提供強大信息支持。

BIM技術(shù)的本質(zhì)是以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，帶動組織形式、建造過程的變更，并最終帶來施工過程的變革。工程總承包下的BIM全應(yīng)用，是加速建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵。

借助BIM等信息化技術(shù)將各環(huán)節(jié)、各專業(yè)、各參與方的信息屏障打通，推進裝配式建筑一體化建造的實施和推廣，是實踐工程總承包模式，實現(xiàn)我國建筑工業(yè)化和信息化的深度融合的重要支撐。

二、BIM技術(shù)實施需要資源

項目全生命周期使用BIM三維模型信息輔助設(shè)計技術(shù)，整合設(shè)備、設(shè)施、管理信息，通過三維綜合設(shè)計、碰撞檢查、算量造價等，避免了工程建設(shè)過程中因變更而造成的返工、縮短建設(shè)周期、控制建設(shè)成本、提高建設(shè)質(zhì)量，從而提升總承包項目建設(shè)的總體管理水平。

1. BIM建模、分析軟件配置

服務(wù)器軟件系統(tǒng)及軟件采用保利中輕云工場平臺，具體軟件配置以滿足工程設(shè)計需要為準。主要包括操作系統(tǒng)、Revit建模軟件、Navisworks Manage 碰撞檢查軟件、Revizto 4協(xié)同平臺、PKPM綠色節(jié)能分析軟件、PKPM結(jié)構(gòu)分析軟件、天正日照分析軟件、應(yīng)力分析軟件、廣聯(lián)達算量軟件、Project項目管理軟件及5D施工模型等。

2. BIM建模、現(xiàn)場服務(wù)硬件配置

多臺高性能工作站，配置雙屏顯示器；

多臺高性能移動工作站，可滿足模型綜合處理、外出展示；

多種手持移動設(shè)備：充分發(fā)揮手持設(shè)備的便捷性，讓參建單位、用戶隨時隨地記錄問題，支持iphone、ipad、android等智能設(shè)備。

3. BIM配套人員要求

資料收發(fā)：具有文檔歸類能力，向雙方不同崗位人員傳遞資料；

專業(yè)對接：解決相應(yīng)專業(yè)的技術(shù)問題；

平臺對接：參與平臺的使用，負責將平臺信息發(fā)送給相應(yīng)崗位人員；

總協(xié)調(diào)：協(xié)調(diào)各對接人工作，推動多方對接順利開展項目實施；

三、BIM實施各階段目標

規(guī)劃、設(shè)計階段：同步完成BIM建模，通過可視化建模協(xié)助業(yè)主方對建筑方案、工藝設(shè)備布局、配色方案進行比選，進行方案深化，并通過基于三維參數(shù)化模型的三維設(shè)計驗證服務(wù)、三維綜合管線設(shè)計，及時發(fā)現(xiàn)和解決傳統(tǒng)二維設(shè)計過程中難以發(fā)現(xiàn)的各種錯、漏、碰、缺問題，有效控制設(shè)計質(zhì)量，降低工程建設(shè)過程中因設(shè)計變更和錯漏碰缺造成的返工浪費，提高建設(shè)成本控制能力，提高施工質(zhì)量。

施工建造階段：提供必要的設(shè)計人員和工具，開展BIM現(xiàn)場服務(wù)和技術(shù)支持，降低返工率，節(jié)省建設(shè)投資，即時更新三維模型與設(shè)計資料版本，為最終三維數(shù)字工廠的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

竣工模型建設(shè)階段：提供反映項目竣工實際情況、完整準確的BIM資料，形成基于模型的竣工資料庫，為后續(xù)工廠運營管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，特別是數(shù)字工廠運營管理所需的前期建設(shè)數(shù)據(jù)，并對企業(yè)數(shù)字建設(shè)情況進行三維展示。

四、BIM建模標準及規(guī)范

1. 建模規(guī)范

在項目實施前，制定BIM標準是工廠三維信息模型設(shè)計、管理的必要內(nèi)容。便于實現(xiàn)施工深化設(shè)計，依據(jù)方案階段模型自動生成符合國家工程量清單計價規(guī)范標準的工程量清單及報表，為招投標、進度款支付、結(jié)算等提供工程量支撐和預(yù)算指導(dǎo)，為項目竣工驗收及運營維護BIM模型更新提供保障。

（1）文件命名規(guī)則：

文件夾命名規(guī)則為：項目名＋工程號＋子項號＋子項名；

文件命名規(guī)則為：工程名＋專業(yè)代號＋子項號＋子項目；

（2）非標準件及設(shè)備命名：

族命名規(guī)則：族類型＋族名＋工程號＋子項號。

（3）標準件依據(jù)各專業(yè)國家相關(guān)標準規(guī)范命名規(guī)則。

2. BIM中的協(xié)同設(shè)計

協(xié)同設(shè)計細分為2D協(xié)同設(shè)計與3D協(xié)同設(shè)計，這是設(shè)計軟件本身具備的協(xié)同功能。

（1）2D協(xié)同設(shè)計

2D協(xié)同設(shè)計是以AutoCAD外部參照功能為基礎(chǔ)的dwg文件之間的文件級協(xié)同，是一種文件定期更新的階段性協(xié)同設(shè)計模式。例如：將各個建筑設(shè)計的軸網(wǎng)、標高、外立面墻與門窗、內(nèi)墻與門窗布局、樓梯與坡道、衛(wèi)浴家具構(gòu)件等拆分為多個dwg文件由幾位設(shè)計師分別設(shè)計，設(shè)計過程中根據(jù)需要通過外部參照的方式將其鏈接組裝為多個建筑平立面圖，這時如果軸網(wǎng)文件發(fā)生變更，所有參照該文件的圖紙都可以自動更新。

（2）3D協(xié)同設(shè)計

3D協(xié)同設(shè)計在專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的模式不同。

l）專業(yè)內(nèi)3D協(xié)同設(shè)計：是一種數(shù)據(jù)級的實時協(xié)同設(shè)計模式。即工作組（工藝、建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電氣等專業(yè)）成員在本地計算機上對同一個3D工程信息模型進行設(shè)計，每個人的設(shè)計內(nèi)容都可以及時同步到文件服務(wù)器上的項目中心文件中，甚至成員間還可以互相借用屬于對方的某些建筑圖元進行交叉設(shè)計，從而實現(xiàn)成員間的實時數(shù)據(jù)共享。

2）專業(yè)間3D協(xié)同設(shè)計：當每個專業(yè)都有了3D工程信息模型文件時，即可通過外部鏈接的方式，在專業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進行管線綜合設(shè)計。這個工作可以在設(shè)計過程中的每個關(guān)鍵時間點進行。

五、工程BIM設(shè)計實施方案

1. 工藝專業(yè)

根據(jù)本項目設(shè)備訂貨（或者預(yù)訂貨資料），組織工藝人員按照院規(guī)統(tǒng)一命名初步完成項目Revit模型族庫三維模型及相關(guān)信息。同時根據(jù)項目進度實時更新并細化模型族庫信息。為項目施工圖設(shè)計和竣工驗收模型交付打下良好的基礎(chǔ)。主要分以下方面：

（1）對于關(guān)鍵的設(shè)備位置及施工過程中需要控制的部分，做到模型族庫的數(shù)據(jù)更新，確保模型設(shè)計參數(shù)完整。按照院規(guī)及相關(guān)標準、規(guī)范圖集設(shè)計BIM模型缺少的管道、管件、附件、保溫等標準件族庫及信息。對于具體項目可在施工圖設(shè)計階段完善諸如供貨商、生產(chǎn)日期、腐蝕裕量、運行壽命等信息。

（2）分階段細化BIM模型，如規(guī)劃設(shè)計各階段同步完成BIM建模，通過可視化建模設(shè)計協(xié)助業(yè)主方工藝設(shè)備布局、檢修通道、理順工藝流程等，根據(jù)模型的詳細程度同步生成管道材料明細表。

（3）通過三維可視化綜合管線設(shè)計，通過 Navisworks Manage 2016 專有的碰撞檢查功能進行相關(guān)專業(yè)模型實時碰撞檢查。對檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時通知各相關(guān)專業(yè)及時修改。避免傳統(tǒng)二維設(shè)計過程中的各種錯、漏、碰、缺問題，有效控制設(shè)計質(zhì)量，降低工程建設(shè)過程中因設(shè)計變更和錯漏碰缺造成的返工浪費，提高建設(shè)成本控制能力，提高施工質(zhì)量。

（4）將碰撞檢查結(jié)果形成文件，反饋給各專業(yè)。經(jīng)過各方協(xié)商進行模型調(diào)整。

（5）BIM模型經(jīng)各方審核后，造價人員利用廣聯(lián)達算量軟件插件將BIM模型進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后再利用造價軟件進行工程概預(yù)算協(xié)同設(shè)計。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可及時反饋至建設(shè)單位、設(shè)計單位、項目負責人和設(shè)計人員等，通過各方的及時溝通優(yōu)化方案。

（6）利用Revit軟件本身提供的全專業(yè)協(xié)同設(shè)計工具，由項目負責人通過協(xié)同平臺統(tǒng)一管理BIM模型、控制設(shè)計進度，及時安排工作督促各專業(yè)及時完成任務(wù)同時可利用 Revizto 4 平臺，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓業(yè)主在線實時了解項目設(shè)計動態(tài)對于設(shè)備布局、管路布局、管道配色、螺栓標準、甚至總圖道路方案等即時交流。確保工程方案合理、合規(guī)，最大限度完善模型、滿足業(yè)主的意圖。

（7）將模型上傳至云端，通過業(yè)主、設(shè)計人員、項目負責人及校審人員的即時溝通，并對模型即時修改。

（8）基于BIM技術(shù)的檔案資料協(xié)同管理 Revizto 4平臺，可將施工管理中項目竣工和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(shè)計變更單等)等導(dǎo)入BIM模型中，實現(xiàn)高效管理與協(xié)同。

（9）施工單位利用移動終端(智能手機、平板電腦)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場質(zhì)量缺陷、安全風險、文明施工等數(shù)據(jù)資料，與BIM模型即時關(guān)聯(lián)，方便施工中竣工后的質(zhì)量缺陷等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理。

2. 土建專業(yè)

根據(jù)項目場地地形，工藝流程需要，組織建筑專業(yè)人員按照院規(guī)統(tǒng)一命名完成項目初步設(shè)計模型，完善各建筑構(gòu)件的模型和信息。同時根據(jù)項目進度實時更新并細化模型族庫信息。為項目施工圖設(shè)計和竣工驗收模型交付打下良好的基礎(chǔ)。

在建筑構(gòu)件的信息表達上，建筑內(nèi)外墻分開建模，墻體的做法、材質(zhì)、厚度，體現(xiàn)在構(gòu)件信息中。確保構(gòu)件信息的表達是完整、準確、可更新。主要體現(xiàn)在以下方面

（1）分階段細化BIM土建模型，如規(guī)劃設(shè)計各階段同步完成BIM建模，通過可視化建模設(shè)計協(xié)助業(yè)主方對建筑的外觀、功能區(qū)域劃分等有一個直觀的了解。

（2）根據(jù)模型的詳細程度同步產(chǎn)生土建材料明細表。

（3）通過使用 Navisworks Manage 工具，將各專業(yè)模型進行碰撞檢測，提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)信息出現(xiàn)的“不兼容”現(xiàn)象。如管道與結(jié)構(gòu)沖突，預(yù)留的洞口沒留或尺寸不對等情況，使用有效BIM協(xié)調(diào)流程進行協(xié)調(diào)綜合，減少不合理變更方案或問題變更方案。

（4）利用BIM模型的可視化功能，通過在室內(nèi)漫游，檢查各功能分區(qū)中各種空間的合理性。

（5）利用BIM模型進行能耗分析、模擬，比如日照分析、自然通風系統(tǒng)模擬、熱能環(huán)境模擬等，測試各分區(qū)的通風采光條件，熱能環(huán)境是否合理，是否節(jié)能。

（6）根據(jù)各種檢測結(jié)果，利用BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具對項目進行可能的優(yōu)化處理，比如優(yōu)化管線布局，提升一些區(qū)間的凈空，改善辦公環(huán)境的通風、采光條件等等。

3. 設(shè)備專業(yè)

根據(jù)本項目的設(shè)備(給排水、電氣、暖通)訂貨信息（預(yù)定設(shè)備資料）。組織設(shè)備BIM專業(yè)人員初步完成設(shè)備的模型三維信息建立并完善其模型信息。按照項目規(guī)定對模型進行統(tǒng)一命名。

對關(guān)鍵的設(shè)備和管道進行細化處理，并使其易于識別。同時盡量做到模型族庫數(shù)據(jù)化實時更新。

車間內(nèi)閘閥的模型參數(shù)、管道信息、電器設(shè)備及信息、消火栓設(shè)備模型及其參數(shù)、消防設(shè)備模型布置圖、利用現(xiàn)有的Revit軟件根據(jù)模型的詳細程度同步材料統(tǒng)計。

碰撞檢查結(jié)果輸出后，BIM設(shè)備專業(yè)人員對輸出結(jié)果在模型中做出相應(yīng)的更改。

六、技術(shù)交底

不同BIM軟件制作的BIM模型遵循統(tǒng)一的格式，采用三維模型作為多方會審的溝通平臺，在會審前施工單位同時組織各專業(yè)間分區(qū)分段分層的利用輕量化模型進行碰撞檢查。各參建方將圖紙中出現(xiàn)的問題在三維模型中進行標記,在會審時對問題進行逐個的評審并提出修改意見。在會審交底過程中，通過三維模型把會審的相關(guān)結(jié)果進行交底，向各參建方展示模型中相關(guān)問題的修改情況。

根據(jù)質(zhì)量通病及控制點，重視對關(guān)鍵、復(fù)雜節(jié)點，防水工程，預(yù)留、預(yù)埋,隱蔽工程及其他重、難點項目的技術(shù)交底，BIM技術(shù)利用BIM模型可視化、虛擬施工過程及動畫漫游進行技術(shù)交底，使一線工人更直觀的了解復(fù)雜節(jié)點，避免了二維CAD圖紙空洞不直觀的特點，有效提升質(zhì)量相關(guān)人員的協(xié)調(diào)溝通效率，將隱患扼殺在搖籃里。

七、施工階段全方位協(xié)同控制

1. 施工場地規(guī)劃

作業(yè)前，根據(jù)施工方案，先進行詳細的施工現(xiàn)場查勘，重點研究解決施工現(xiàn)場整體規(guī)劃、進場安排、材料區(qū)的位置、起重機械的位置及危險區(qū)域等問題，確保建筑構(gòu)件在起重機械安全有效范圍作業(yè);利用三維建模，可模擬施工過程，構(gòu)件吊裝路徑、危險區(qū)域、車輛進出現(xiàn)場狀況、裝貨卸貨情況等。施工現(xiàn)場虛擬三維全真模型可以直觀、便利的協(xié)助管理者分析現(xiàn)場的限制條件,找出潛在的問題制定可行的施工方法。有利于提高效率、減少傳統(tǒng)施工現(xiàn)場布置方法中存在漏洞提前發(fā)現(xiàn)施工圖設(shè)計和施工方案的問題，提高施工現(xiàn)場的生產(chǎn)率和安全性。

2. BIM費控及進度模擬

不同階段的BIM模型，在各階段形成的材料表深度不同，造價專業(yè)人員通過調(diào)用Revit模型及導(dǎo)出的數(shù)據(jù)完成估算、概算、預(yù)算、結(jié)算與決算等工作。

（1）施工圖設(shè)計階段BIM設(shè)計模型，通過廣聯(lián)達造價算量軟件接口，輸出包含工程材料規(guī)格、型號、制造廠家信息、維護標準以及滿足工程造價要求的信息。

（2）施工準備階段，利用BIM模型進行施工模擬，根據(jù)施工進度計劃虛擬施工進度及施工配合。理順工程方案、施工材料、設(shè)備及管道等物料進場時間。

（3）施工單位可以利用BIM模型在施工準備階段，按照施工進度計劃及BIM 5D管理軟件，安排施工過程人、材、機等進場、建造、安裝時間與模型聯(lián)動，同時對應(yīng)造價預(yù)算定額，模擬時間內(nèi)的費用安排，形成報表。通過設(shè)計人員提供的BIM模型、項目管理人員制作的進度計劃表、造價人員編制的預(yù)算定額表，施工人員模擬施工進度，實現(xiàn)施工材料有序進場、準確施工、按時完成進度計劃。避免不必要的浪費，節(jié)省開支，提高工程質(zhì)量。有利于制定安全生產(chǎn)措施，文明施工措施。

3. 施工現(xiàn)場監(jiān)控

施工階段可利用三維模型相關(guān)平臺(如Revizto 4平臺等)進行施工監(jiān)督。監(jiān)理單位、建設(shè)單位及施工現(xiàn)場人員，根據(jù)施工單位編制的項目進度計劃及施工進度情況，通過Revizto 4平臺，如實記錄當天施工、安裝、管理情況。并將施工中出現(xiàn)的問題，利用圖像采集設(shè)備、移動端設(shè)備(手機或者平板電腦)、固定電子設(shè)備收錄，在有網(wǎng)絡(luò)的情況下上傳至平臺。利用三維可視化工具提高項目各參與方之間溝通效率。

八、BIM現(xiàn)場服務(wù)和技術(shù)支持

1. BIM現(xiàn)場技術(shù)支持服務(wù)

根據(jù)施工現(xiàn)場項目管理需要，為充分發(fā)揮工廠三維信息模型設(shè)計咨詢服務(wù)的價值，駐現(xiàn)場人員應(yīng)提供現(xiàn)場模型協(xié)調(diào)服務(wù)。

基于BIM模型的機電安裝協(xié)調(diào)服務(wù)，配備具有工程項目管理和信息技術(shù)實踐經(jīng)驗的人員進行信息技術(shù)服務(wù)和信息資源配置管理，以促進各參與方相互交流協(xié)作，加強項目信息技術(shù)支持力度。

2. 技術(shù)培訓

根據(jù)本項目實施進度計劃，在現(xiàn)場軟件系統(tǒng)環(huán)境部署完成后，可針對項目各參與方進行必要的技術(shù)培訓，具體技術(shù)培訓時間可與業(yè)主方協(xié)商確定。

培訓方式分為書面培訓教程、集中授課、現(xiàn)場指導(dǎo)培訓、視頻教程培訓幾種，根據(jù)培訓內(nèi)容選擇相應(yīng)的方式。培訓內(nèi)容主要包括兩類：

項目BIM模型相關(guān)標準規(guī)范：在項目施工圖模型設(shè)計成品交付之后，施工安裝之前，給項目各參與方提供項目BIM設(shè)計標準規(guī)范的書面培訓教程，讓項目各參與方了解本項目所規(guī)定的統(tǒng)標準，如管線設(shè)施顏色、專業(yè)系統(tǒng)命名規(guī)則等，以便后續(xù)溝通交流。

軟件平臺使用功能培訓:針對項目不同的參與方進行相關(guān)軟件和平臺的使用方法的培訓。

九、BIM竣工模型更新

1. 竣工BIM模型更新

通過設(shè)計階段BIM模型的搭建以及施工階段BIM模型的維護和更新，最終，業(yè)主獲得的是富含大量運維所需數(shù)據(jù)和資料的BIM(建筑信息模型)。讓BIM真正實現(xiàn)項目生命全周期的管理，為業(yè)主方提供及時、直觀、完整、關(guān)聯(lián)的項目信息服務(wù)和決策支持。實現(xiàn)BIM竣工模型(虛擬建筑的信息與實際建筑物信息一致。

2. 運營、維護BIM模型更新

為管件、閥門等管路及物料投放實時監(jiān)控提供完整的模型及信息資料；為設(shè)備及配件檢修更換過程提供完整的模型及信息資料；為工藝與自控系統(tǒng)控制的模擬配合演示提供完整的模型及信息資料；為公用工程及輔助專業(yè)的運維提供完整的模型及信息資料；通過運維專業(yè)程序完成生產(chǎn)控制及模型聯(lián)動，為數(shù)字化工廠運營打下堅實的基礎(chǔ)。