BIM技术在EPC总承包工程中的应用探讨论文_曹志永

1 前言

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。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。在项目的进行过程中，通过整个项目中各专业模型可有效协调各专业工作，实现建造过程的高效及有序，保证建筑的完成度；同时各参建方可通过直观的数据模型进行协作，完成更高效且精确的设计、建造及管理工作。通过BIM技术，可以使资金、技术、管理各个环节衔接更加紧密，避免人员与资金的浪费，从而体现EPC工程总承包方式的经济效益和社会效益。

2 工程案例

广大附中（南沙）实验学校占地面积215334平方米，总建筑面积181338平方米，其中地上建筑面积164727.8平方米，地下室建筑面积共16061平方米（含人防）。本工程是一所十二年一贯制学校，共设置96个教学班（其中：小学36班，初中24班，高中36班）。地上部分为2栋5层小学教学楼、3栋6层中学教学楼、4栋6层中学学生宿舍、1栋6层小学行政楼，1栋7层中学行政楼、1栋2层小学学生饭堂、1栋3层中学学生饭堂、2栋1层看台、4栋1层门卫，1栋1层垃圾站、2栋2层小学及中学体育馆，1栋2层演艺中心，1栋20层教师宿舍、风雨连廊、负一层地下室。

图1 广大附中（南沙）实验学校工程效果图

图2 广大附中（南沙）实验学校工程阶段性模型布置图

3 BIM技术特点

建筑信息化模型（BIM）的英文全称是Building Information Modeling，是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。

BIM技术的本质是以信息化技术为基础，带动组织形式、建造过程的变更，并最终带来工程施工过程的变革。将建筑一线施工人员从二维抽象的施工图中解放出来，以三维立体模型作为建筑模型为建筑工程项目的信息载体实现抽象平面信息的三维可视化表示，便于理解，提高从业者的工作效率。

图3 各阶段BIM技术图

4 BIM技术在EPC项目中的主要应用

4.1可视化设计与施工

设计师与施工人员传统的沟通方式是通过平面图、空间想象来交换意见，即使双方达成了共识，但在实际施工过程中，仍会出现诸多问题。BIM技术可通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，建筑构造及建筑空间直观可视，所见即所得，可以做到建筑局部的细节推敲，迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题，从而可以提供更准确的设计文件和竣工模型，更好把握建筑形体与构造，使图纸会审、现场技术交底应用、施工现场检查变得简单直观，提高施工人员与设计人员的信息沟通的准确性，最大程度减少设计变更次数，降低建设成本，符合绿色施工理念。

图4 广大附中三维模型

4.2 协同设计与施工

协同分为协同设计和协同作业。协同设计主要是在设计阶段通过协同平台完成各专业的设计模型，协同作业主要是针对施工方、监理方、材料供应商等施工阶段相互各方进行文件交互、沟通交流、现场施工等的协同工作，还可以通过iPhone、iPad和安卓等便携式设备上实时查看工程信息，便于各个工种在现场通过BIM技术进行协同施工。

基于EPC模式的BIM服务中以模型为基础、EPC-M平台为载体，配合项目对设计、采购及施工做有效管控。通过信息化模型提取设计图纸中所需的工程量，利用IT技术将采购清单标准化表格封装在EPC-M平台，如：厂家、型号、规格、设备参数、运输信息及使用维修周期等信息。在设计阶段BIM管控过程中融入采购管理和供应链管理，让物资和设备采购选型工作前置化，有利于设计方案的合理化、投资成本最优化，让数据在“交钥匙”过程中清晰。

图5 BIM项目管理平台

4.3 管线综合设计与施工

在设计阶段，BIM技术的可视化设计可以让管线综合设计更加准确，可以通过管线碰撞提前解决设计阶段的碰撞问题，避免人力、材料和时间等的浪费，通过合理排布管线，还可以对使用空间进行优化等。

在施工阶段，运用BIM技术除了可以统计项目中的硬碰撞以外，还可以发现和统计软碰撞，将碰撞问题在施工之前发现和解决，消除变更与返工，减少工程浪费，通过及早发现和解决冲突来降低工程造价。

图6 管综设计与施工

4.4 能效分析

能耗分析主要应用于设计阶段，将建筑信息模型导入相关的能量分析软件就可以对整个项目进行分析计算，包括光环境模拟、声环境模拟、采光分析、能耗分析以及消防疏散分析等，通过分析可以与绿色建筑相结合，完成建筑绿色设计。

图7 日光动态分析 图8 火灾逃生模拟分析

4.5 EPC项目采购阶段

EPC项目中设备材料采购金额占到工程总造价的65%左右，因此采购工作影响到整个工程的工期以及成本。在采购阶段，BIM模型能够详细提供各分部分项工程的工程量及人、材、机信息，利用BIM模型平台，对建筑供应链进行全程信息化管理，采购部门、供应商工程部门能够对材料信息进行集成管理，极大提高了资源利用率，减少浪费，对资源的进度管理也由此更加全面和专业。基于BIM技术的项目管理平台集成了施工材料的物料跟踪、算盘统计、采购管理等功能，可以实现业主与总承包单位的信息共享与沟通、保证材料采购管理的透明。另外利用建立的三维模型可以进行材料采购保管的精细化、流程化，明确各参与方责任权力关系。

图9 采购管理平台

4.6 工程算量

如果把时间作为BIM技术的4D应用，那么工程算量即为BIM技术的5D应用。工程量预算准确，在设计阶段便于成本估算及决策，在施工阶段便于工程决算和全过程造价控制。EPC项目过程中造价控制非常关键，项目的投资主要在于工程用料，掌握和控制施工阶段的工程量信息，对EPC项目的最终盈利将起到关键性作用。

BIM技术在EPC项目中的应用不仅在于以上五个方面，在EPC总承包模式下，设计方与施工方是联合体，设计方通过BIM的应用可以提高建筑物的性能和生产管理效率，可以降低施工成本从而获得更多的利润；施工方则通过在设计方的支持下以及在施工过程当中运用BIM技术来降低施工成本，BIM的推广应用将为EPC项目的经济效益提高提供强大技术支持。

BIM技术已经步入3.0时代，除了纵向发展之外，BIM技术还需要横向延伸，要与绿色建筑技术、PC技术充分相结合，才能将其作用发挥极致。

图10 门窗明细表

4.7 建筑漫游和VR技术

模型完成后，可通过VR技术软件平台，制作VR文件，可通过VR眼睛真实地感受建筑师的设计。佩戴VR眼镜后，可以通过控制手柄在模型中进行漫游，不仅可以看到目前所处的楼层、位置，而且可以对模型中某个构件进行其信息的查看，同时可对其进行隐藏。在VR模型里游览漫游并不单单是在浏览一个视频，而是可以对模型进行编辑的浸入式体验，还可以将VR模型漫游体验导出二维码，扫描二维码就可以体验VR模型漫游。

图11 VR模拟技术

5 结语

BIM技术的出现及普及无疑是当今建筑行业最大的技术性变革，它颠覆了原有的传统设计、建造、管理的工作模式，也让各行各业的人士对建筑行业有了重新的认识。然而我国目前BIM技术的普及和发展虽有一个遍地开花的大好形势，但真正在项目上有成熟的应用却很少。相信在不久的将来，BIM技术会像今天的CAD制图技术一样，成为很普及的工程技术方式，并给项目工程上带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

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[5]纪博雅,戚振强,等BIM技术在建筑运营管理中的应用研究--以北京奥运会奥运村项目为例[J].北京建筑工程学院学报,2014(1):68-72.

论文作者:曹志永

论文发表刊物:《红地产》2017年3月

论文发表时间:2018/12/13

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