BIM技术在项目管理中的应用
作者:杨雨笋
单位:天津市明正工程咨询有限司
摘 要
项目建设和运维过程中虽然涉及到许多利益相关方,但除政府监管外,实际上只有两方:买方和卖方。买方是指工程产品和服务的最终购买方,
我们将其统称为业主,卖方是指各种工程产品和服
务的提供方,包括设计、施工、运维、供货商等传
统项目参与方,那么BIM技术如何由面回归到点?
如何将BIM技术转化为对项目的价值?如何以BIM
技术为业主提供全方位的增值服务?本文将以某工
程项目管理过程中的BIM应用为例,简单介绍BIM
模型在项目管理过程中的应用及维护。
【关键词】:BIM技术,管线综合,数据积累,运营维护
1、BIM简介
1.1 BIM的基本定义
美国建筑师协会资深建筑师(FAIA) 杰里·莱瑟林
(Jerry Laiserin)对于什么是Building
Information Modeling (BIM)在2005年4月的
GeorgiaTech/LaiserinLetter™ Conference on
BIM(乔治亚理工大学/莱瑟林BIM会议)上提出了
这样的建议:Building Information Modeling is
a system of representation that maintains
multi-dimensional, data-rich ”views”
throughout a project lifecycle to support
communication (sharing data); coordination
(acting on shared data); simulation (using
data for prediction); and optimization (using
feedback to improve design, documentation
and delivery). (BIM是一个表述系统,在一个项
目的生命周期过程中,它保持着多维的、数据丰富
的“视图”;用来支持沟通(数据共享)、协调
(运用共享的数据)、模拟(应用数据来预测)、
和优化(应用反馈来改进设计、文件和成果))
在我的理解中,Building Information Modeling
(BIM)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作
为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信
息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。
简单来讲,建筑工程的任何一个项目、部位、构件
等在计算机里都有一个3D的形体,每个形体都包含
有一组基本信息类别的数据结构以及一组可延伸定
义的延伸信息类别,通过相关的BIM系列软件利用
3D对象形体、基本信息以及其延伸信息的连接提供
精确的“工程信息集合”让工程作业精确化、透明
化。项目参与方可运用信息技术将对象信息发展成
串联建筑工程从对象到展示、从展示到实施、从实
施到管理的信息链、加强建筑工程不同阶段、不同
参与方之间的协同作业。
整个建筑工程全生命周期将以BIM基本模型为核
心,BIM工程信息可在某一阶段建立基本模型后持
续延伸到下一个阶段,甚至延续应用到设施启用及
运营管理阶段。其最大价值将在于大幅度改变建筑
工程作业流程、有效降低变更设计及返工、明确规
格化各项施工作业达到自动化省时化等,让建筑工
程全生命周期管理基于“整合化的工程信息沟通平
台”,让各参建方、使用方沟通简化、直接、精
确、有效,而且有完整的关联记录。
1.2 BIM应用现状
现代化、工业化、信息化是我国建筑业发展的三个
方向,预计BIM将成为中国建筑业信息化的主旋
律。住建部于2015年6月16日发布了《关于推进建
筑信息模型应用指导意见的通知》,其中明确指
出:
(1)到2020年末,建筑行业甲级勘察、设计单位
以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实
现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集
成应用。
(2)到2020年末,以下新立项项目勘察设
计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率
达到90%:以国有资金投资为主的大中型建筑;申
报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。
就目前而言,国内建筑领域使用的BIM软件大多为
解决单项技术问题,缺少支持项目级、企业级信息
化管理共享平台,相对来讲,BIM的建模软件远超
模型的应用以及集成管理类软件,对于信息模型的
延续使用也是不尽人意的。同时,受现行工程建设
法律法规、相关标准及合同文件的制约,BIM模型
延续使用还缺少相应的方法和保障。
据中国建筑施工行业信息化发展报告(2015)中调
查显示,按照被调查对象所在企业,未使用BIM技
术和新开工项目BIM应用率在10%以内的企业占到
64.7%,新开工项目BIM应用率为10%~30%的
企业为20.6%,而新开工项目BIM应用率在30%
以上的企业更是不到15%,由此可见,在被调查对
象所在的多数企业中项目BIM应用率还很低,距达
到住建部《关于推进建筑信息模型应用指导意见的
通知》中的要求还有很长的一段路要走。
2、BIM技术应用路线
我公司BIM技术应用主要以相关软件系统为基
础,配套的专业人员、管理制度以及应用流程为主
体展开应用推广,2013年,我公司采购了BIM应用
相关软件,先后组织了五期BIM建模及相关应用培
训,保证我公司每个项目管理人员的建模水平、用
模水平以及模型维护水平都能够达到熟练掌握的程
度。
自2013年起,我公司先后使用BIM技术完成了一个
试用项目、一个试点项目,一个在建项目的项目管
理工作中已经正式启用了BIM技术。随着我公司
BIM概念的推广、BIM应用项目的增加以及对BIM
了解及应用程度的提升,我公司于2014年中开始准
备建立BIM中心的工作,其建立的初衷在于建立企
业其数据库,形成基于BIM模型的协同和共享平
台,为我公司各职能部门提供的管理工作提供更为
强大的数据支撑,让管理人员能够随时、准确、快
速获取项目相关数据。
目前,我公司BIM中心的建立工作已经迈出了一大
步,结合我公司的管理制度以及各部门、各岗位的
工作流程,初步确定我公司的BIM中心将拥有建模
组、审核发展组以及应用组三个主要模块,并建立
以项目经理为核心的项目矩阵应用组织结构,同时
形成建模组到审核发展组、审核发展组到应用组、
应用组到建模组的BIM反馈机制,确保BIM模型调
整、应用漏洞、新技术要求等问题反馈并解决的及
时、准确、简单、有效。
3、BIM技术应用简介
3.1 工程概况
本工程为天津市某体育公园项目,其建筑设计达到
《天津市绿色建筑评价标准》DB/T29-204-2010
的一星标准,其中设游泳池、篮球馆、健身中心以
及管理用房,主体结构类型为框架结构,健身中心
部分为剪力墙结构,主要冷热源为地埋管地源热泵
系统。
3.2 工程重难点
本工程设计建筑、结构、给排水、中水、市政供
暖、游泳池循环系统、地源热泵、热水循环、通风
空调、废水处理、消防工程、高低压配电、弱电工
程等20多个专业,各系统管线错综复杂、排布集
中、结构标高变化繁多、运动场地精细化要求较
高、专业分包队伍较多,加之设计院在绘制施工蓝
图时并未考虑这专业之间的空间逻辑关系,很容易
在后期施工时发生结构、建筑、管线之间的碰撞,
施工过程中各分包组织散乱,从而导致大量墙体、
管线、设施拆改,各专业分包队伍之间纠纷不断,
致使造成窝工、返工、法律纠纷等一系列问题,为
工程带来无法挽回的损失。
3.3 BIM技术价值体现
3.3.1防水套管预留预埋事前控制
本工程入户管道主要标高集中在-1.35处,管线入
户预留预埋共124处,采用预埋刚性防水套管方式
进行入户管道预留,主要集中在建筑物南、东、北
三侧,入户管线极其密集,施工中容易出现漏埋、
错埋现象。
项目开工后,有我公司BIM工程师建立本工程BIM
模型,本项目入户管道错综复杂,我方严格要求施
工单位对入户管道的防水套管预留预埋工作做好专
项排布,并由参建各方进行审核后方可组织施工。
经我方驻现场工程师利用BIM模型对施工单位上报
的防水套管预留预埋方案进行审核后发现,施工单
位所列防水套管中缺少2个消防水泵接合器套管。
为避免此类现象再次发生,我公司利用利用BIM模
型对参建各单位进行交底,并导出了地下室外墙预
埋防水套管汇总表,要求参建各方严格按照BIM模
型数据对防水套管进行检查,确认无误后方可进行
下一步施工,本次防水要管预留预埋工作,我方通
过BIM技术避免了预留预埋防水套管的错、漏、缺
现象。
3.3.2管线综合排布
本工程地下室涉及的管线种类繁多,特别是地下室
走廊部分管线非常集中,各专业之间发生碰撞的不
可避免的,按照传统方式,需要以二维图纸将各专
业设计图纸进行综合检查,以解决各专业之间的碰
撞冲突问题,本工程涉及的专业多达20余个,设计
图纸众多,在多张图纸之间寻找碰撞问题十分困
难,这样的结果必然导致后续施工过程中变更增
多、各分包队伍作业面纠纷等问题。
基于BIM模型的管线综合可以根据工程实际将各专
业管线设备在图纸上通过计算机建立与实际工程相
符的模型进行预装配,在保证功能情况下,解决管
线设备的标高和位置问题,避免交叉时产生冲突,
尽量减少不必要的翻转所产生的接头。同时还可以
配合并满足结构及装修的各个位置要求,在模型
中,可以对设备管线进行空间上的调整,以便于符
合相关专业的安装规范,特别是管道的净空要求将
问题解决在施工之前,将返工率降低到零点。
在本工程中我公司利用BIM技术对地下室管线进行
了三维建模,基于BIM模型下进行碰撞检测,共发
现碰撞点885处,经过技术人员排查发现,有9处为
重点碰撞位置,我公司管理人员组织了现场碰头
会,利用BIM模型针对性的对各难点部位进行了管
线综合讨论,们在排列各种管线时要考虑施工顺序
对不同管线的要求及运行管理维修的需要,要考虑
先施工的管线不要影响后续施工的管(线),还要考
虑对于需要维修和二次施工管线的安排,最终确定
了管线施工排布方案,提前避免了各专业之间的碰
撞、返工以及专业分包之间的纠纷。
比如:地下室走廊某 处布置给排水、消防水、热水
等主干管共计13趟,800*300风道一趟,强弱电
主桥架三趟,全部位于地下室仅3m的走廊内,管
线布置错综复杂,很难保证走廊净高符合实际要
求,我公司技术人员基于BIM模型对地下室走廊进
行了管线综合排布,将部分管道标高及位置进行了
调整,并设置了共用支架进而解决此处问题。
3.3.3建筑与结构合理性检查
在项目开工前,我公司便组织BIM技术人员就开
始用设计院提供的全套施工图进行模型创建,争取
达到基于BIM模型的多专业设计图纸校核的目的,
在正式施工前尽可能的发现设计缺陷并与设计单位
进行沟通,消除施工图上的“错、漏、碰、缺”现
象,避免在正式施工时候发生怠工、返工等现象,
同时也能提高工程质量,避免工期和成本的浪费。
3.3.4现场精细化管理
传统施工图纸中,构造柱等二次结构涉及需预留
预埋钢筋的构件都在设计说明中进行了相关说明,
在施工过程中常有漏埋现象,而对于新参加工作的
员工来讲,这部分内容又是极其容易漏看或者忽略
的,针对此类问题,我公司技术人员利用BIM软件
在模型中快速的建立相关模型,在施工过程中,工
作人员只需要再模型中进行简单的提取操作即可提
取出相关构件的布置信息,为工程师现场管理工作
提供可靠依据,避免因看图能力欠缺带来的工作失
误,极大的提高了我公司现场管理人员的精细化管
理水平。
3.3.5模板质量控制
在我公司承接项目管理工作期间发现,在施工过程
中模板的控制一直为控制薄弱点,柱与剪力墙常常
出现涨模、跑模现象,我公司技术人员针对此类问
题专门进行了研究,经过多次讨论,最终决定引入
模板审查软件,施工过程中,经监理验收后,我公
司技术人员现场抽样采集数据,对模板的加固等信
息进行分析计算,经计算合格后方可批准组织砼浇
筑,在后期施工过程中,涨模、跑模现象得到的极
大的改善,避免的大量的后踢剔凿工作,大量的节
约了工期、提高了工程质量,并提高了我公司项目
精细化管理水平。
3.3.6数据积累
我公司项目管理一直遵循以数据为支撑的精细化项
目管理,引入BIM技术后,我公司的数据积累方式
得到了极大的改善,通过项目管理过程中的BIM模
型维护,最终形成的BIM竣工模型中录入了大量的
施工管理数据,我公司根据项目类型、专业等信息
对模型进行分类并集中存储,为我公司项目管理提
供庞大的数据支持。
游泳馆水循环系统BIM模型
3.3.7运维管理
在项目施工过程中,我公司项目技术人员对BIM模
型与项目同步进行模型维护,并在模型中录入施工
管理信息,最终形成BIM竣工模型,为本项目后期
使用、维护、拆除等工作提供可靠依据。下图为管
道信息:
4、应用发展与思考
根据中国建筑施工行业信息化发展报告(2015)调
查显示,有11.5%的被调查对象所在企业已使用搭
建基于BIM技术的模型构建库,有8.6%的所在企
业已使用BIM技术与物联网集成的深度应用,
8.2%的所在企业分别使用的BIM技术与项目管理
信息系统的集成应用和BIM技术与数字化加工的集
成应用,8.2%的所在企业使用了BIM技术与云平
台的集成应用,7.9%的所在企业使用了BIM技术
与移动端的集成应用,而BIM技术与3D打印的集
成、BIM技术与虚拟现实技术的集成应用所占比例
非常少。
这表明,经过一个阶段的BIM技术应用后,BIM技
术的单点应用已经无法满足建筑企业的效益追求,
而我公司目前的BIM引用尚处于解决单项问题阶
段,根据BIM中心建立的初衷,我公司BIM建设下
一步的重点将致力于基础数据库的建设以及数据共
享平台的打造工作,将建立以BIM基础模型为中心
的、基于模型的数字化定义的管理模式,开始追求
“BIM+”形式,从而在项目管理过程中深度应用
BIM技术,以创造更多价值。
参考文献
[1]《中国建筑施工行业信息化发展报告
(2015)》,中国城市出版社
[2]《BIM带来建筑产业革命》作者不详
[3]《A (RE-) DEFINITION DF BIM:PROCESS
VERSUS TECHNOLOGY》Jerry Laiserin
(《BIM的重新定义:过程与技术》杰里·莱瑟林)
[4]《建筑信息化现状及未来发展空间浅析》作者
不详
[5]《建筑信息化在国内工程实务中的应用》来源
于中华建设网
(本篇文章为我公司员工原创文章,禁止复制、转发。)