周涛
（万宁凯德投资有限公司，海南省万宁市 571500）
摘要：近年来，国家及地方各级频繁出台各类BIM应用推广政策及实施指导意见，BIM技术作为一种先进的项目管理工具备受关注，在各类工程建设项目中广泛应用。论文基于某酒店项目BIM技术应用实际案例，论述了BIM技术在工程建设项目全生命周期各阶段的不同应用场景以及实施思路。基于真实案例总结BIM技术应用心得，提出当前工程建设项目BIM应用发展阻碍及未来发展方向及重点，对推动建筑信息化落地应用具有参考意义。
关键字：BIM应用 专业协同 可视化管理 模型精度 经济效益
1引言
BIM技术为工程建设项目管理提供了极大便利，促进项目建设各方主体信息交流和效益提升，对促进我国建筑行业提质增效、实现绿色低碳及可持续发展具有不可忽视的贡献[1]。目前，BIM技术在工程建设项目全生命周期各阶段均得到广泛应用，其中，规划阶段BIM技术主要用于现状建模、成本预算、阶段规划、场地分析以及空间规划等；设计阶段BIM技术主要用于对规划阶段设计方案进行论证，包括方案设计、工程分析、可持续性评估以及规范验证等；施工阶段BIM技术主要用于施工与设计阶段的三维协调，包括施工场地使用规划、雇工系统设计、数字化加工、材料场地跟踪以及三维控制和计划等；运营阶段BIM技术主要用于对施工阶段进行记录建模，具体包括制定维护计划、进行建筑系统分析、资产管理、空间管理/跟踪以及灾害预防计划等。文章基于某酒店项目BIM技术实际应用案例，就工程建设项目全生命周期各阶段BIM应用场景、应用思路以及存在的问题进行了探讨。
2 项目概况
该酒店项目坐落于海南省某旅游度假区，主体建筑形体为一栋“八”字型六层建筑，建筑形式巧妙融合自然地势，实现了地下空间的合理利用，如图1所示。该酒店项目建设参照五星级标准进行软硬件设施配备。酒店总建筑面积52960平方米，其中，地下室16061平方米，包含酒店办公、人防、设备用房等，地上36899平方米，包含影院、SPA、宴会厅、餐厅、会议室、商超、大堂接待、客房等。地下室各区域层高介于5.5米至7.2米之间。项目整体建设工期为980天。
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图1某酒店项目主楼模型
3 关键BIM技术应用
鉴于本项目建设工期紧张，包含设计单位、专业顾问、施工、运营等在内的参与单位达三十多家，为了实现各参与单位高效协同，本项目设计初期即引入BIM技术，制定了详细的BIM技术实施方案和应用目标，将BIM技术应用重点放在设计、施工两个阶段。基于搭建的项目信息管理协作平台，通过基础建模软件搭建项目BIM模型，使用模型应用软件进行实施应用，以实现进度管理、成本管理、质量管理、安全管理等项目管控内容，打造酒店类项目精品信息化工程。
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图2 项目BIM实施路线图
3.1设计阶段BIM交底解决二维图纸局限性
BIM技术运用三维设计图表达建筑物建筑、结构、安装等信息，打破传统二维图纸的局限性，适应建设项目的复杂性，畅通业主、设计单位及施工单位之间的交流，减少设计变更，提高审计质量，大幅度提升项目的综合效益[2]。
该酒店项目设计阶段初期，通过创建三维可视化BIM模型，进行结构布局优化、管线碰撞检测以及设备机房模拟等应用，实现空间的有效利用，提高整体设计精度，使设计的合理性、科学性、经济性得到很好的提升。例如：通过碰撞检查发现并解决碰撞问题493个；通过机电管线综合排布优化，使宴会厅空间净高从7米提高到8米，酒店大堂空间净高由7.5米提高到8米，客房空间净高由2.8米提高到3米；通过基于BIM三维可视化模型的施工图及技术方案交底，为各参与单位直观展示项目复杂、关键节点，对施工重难点等情况进行可视化、多维度模拟，为工程质量提升打下坚实基础。
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图4 碰撞检查
3.2施工阶段BIM方案模拟缩短建设周期
BIM技术具有可视化和数据集成的特点，预拼装项目结构可依据BIM模型精准地测量出目标结构，迅速完成虚拟拼装工作，为管理人员的施工进度决策过程提供可靠数据依据，便于开展阶段性管理及动态分析[3]。
该酒店项目施工阶段，运用BIM技术实现预制组合机房施工可视化方案模拟，通过施工方案模拟，大大缩短机房施工周期。基于BIM技术应用，现场施工与工厂定制同步开展、协同合作，实现预制组合机房标准化加工及施工，预制、拼装一气呵成。
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图6预制组合机房建成后效果图
该酒店项目施工阶段利用BIM技术进行施工组织方案优化及场地布置方案优化，通过创建施工场地布置模型并进行虚拟漫游，实现了场地布置的科学化，避免因场地布置不合理对后续土方施工及项目进展造成不利影响。并对临建场地面积、综合布置、形象美观等方面做出综合评定，利用BIM技术将传统的不可预见风险转换为可调可控。
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图7 场地规划模拟与实现
3.3 BIM-3D技术实现科学化管理
BIM模型是依据项目方案建立的1：1的真实模型，具有真实性和可靠性。基于BIM模型可前置化进行项目仿真模拟，绿色高效的实现科学化管理。
该酒店项目主体建设阶段，通过实施BIM-3D技术应用，将BIM模型与现场实体进行匹配分析，杜绝了因错误施工引起的拆改返工。项目结构预留孔洞的准确率达到95%，异形结构造型全部符合设计要求。
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图8 预留孔洞大样图
模型漫游可实现身临其境的可视化体验。通过模拟光照、风速、消防疏通等，对各方面因素进行变量分析，实现节能环保，安全消防等各方面地科学管理。
3.4 BIM-4D关键施工技术模拟
工程项目进度管理方法不具有实时性和直观性，业主方难以实现整体把控项目进度，BIM技术可通过将时间维度与BIM三维模型进行整合，进行BIM-4D管理，对进度数据进行动态更新，直观表现项目进度实时情况，及时发现计划进度与实际进度之间关系进而及时调整，保障项目按时完工[4]。
该酒店项目通过BIM-4D模拟施工进展过程，并对复杂节点工艺进行BIM-4D方案可视化模拟，施工安全、质量和施工进度得到有效保障。
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图10 复杂工艺节点施工模拟
3.5 BIM-5D精细化模型辅助进度计量
BIM-5D精细化模型是实现进度计量的根本前提，只有模型颗粒度满足项目进度、投资数据的集成，才能满足过程中准确计量支付的需求[5]。目前，Revit设计模型不能满足所有模型构件集成造价数据，需要通过算量软件的协同应用去实现。因此，模型的精细程度与算量软件的无障碍协同是实现BIM-5D进度计量的关键。通过对该酒店项目主体结构钢筋工程量进行月度计量验证，发现传统算量模式和BIM模型“一键计量”模式存在3.04%的误差。
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图11 BIM-5D土建精细化算量模型
该酒店项目模型精细化算量主要基于鲁班BE、MC算量协同平台，可实现随机施工部位“一键计量”，提高计量效率。通过实际应用结果，发现BIM模型算量与传统算量相比，准确率较高。以5-6月钢筋工程量计量为例，BIM模型算量结果为520.36吨，施工单位采用传统方法计算结果为536.23吨，二者钢筋量差15.87吨，量差比例3.04%。以5-6月混凝土工程量计量为例，BIM模型算量结果为8520.50立方，施工单位采用传统方法计算结果为8576.35立方，双方混凝土量差55.85立方，量差比例0.65%。
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图12 BIM-5D钢筋精细化模型
3.6 BIM-5D精细化模型辅助竣工结算
依据该酒店项目BIM实施方案，项目计划进行竣工模型交付及竣工结算。在实际操作过程中，由于建模标准和现阶段的计量规范等存在不匹配，施工过程变更跟进不及时等问题，各参与单位无法对竣工模型进行最终确认，BIM模型所涉及到的数据存储、数据共享等客观条件不成熟，致使该项目竣工模型没有达到实施方案预期结果。
4 BIM应用的心得
4.1 BIM应用宜早宜专
海南酒店项目是在建筑CAD二维设计完成招标版图纸后开始建模并应用的，起初对BIM应用存在认识上的偏差，模型的颗粒度、建模标准、信息集成等没有做详细的规划，初期的模型仅限于解决碰撞检查，空间优化等基本功能。可视化决策、招标文件及清单编制、施工进度模拟等环节考虑不够细致，使得设计院提供的BIM-3D模型精度有限，运用到施工过程的精细化管理中还需要进一步完善。只有提高精度和数据集成，才能发挥BIM技术在控制成本和进度、提高施工组织合理性、减少施工现场突发变化、提高工程质量、提高现场安全管理水平等方面优势。例如要实现计量支付，模型的颗粒度要满足计量要求，要与进度计划准确关联，要满足造价计量所集成的构件分类，造价信息，还要关联安全、质量、进度、工程图文等资料。
Revit作为三维建筑设计软件，其更多应用于设计阶段三维建模及施工阶段的模型浏览查看，对于施工阶段BIM-5D精细化计量支付并没有相应功能及工具支持。并且，Revit的三维建模只能创建混凝土、内外墙、门窗、楼梯等主体构件，对于复杂钢筋、后浇带、混凝土带、预留洞口、散水等没有相应建模机制，导致在设计阶段建立的Revit模型从构件的分类颗粒度上不能满足计量支付要求。例如：使用广联达BIM-5D软件的前提是必须获取.gfc/.igms格式的三维模型，虽然可通过GFC插件由Revit导出部分土建专业模型，但仍需在GCL中对该部分模型做大量修正。加之，钢筋、安装等专业需完全在广联达GGJ、GQI中建模。从整体工作流程看，基本以重新精细化建模为主要思路。
所以，针对目前BIM应用面临的国产软件兼容性、建模标准欠缺，专业技术人员局限等问题，项目前期编制BIM应用实施方案是重要的一环，应当尽可能详尽。确定应用BIM进行辅助工程项目管理要达到的目标，就必须提前将这些问题考虑清楚，建什么样的模型，解决什么样的问题，真正发挥BIM在建设项目中的经济效益，为项目建设提供科学、精准、可控的过程监管。
4.2 BIM应用标准亟待健全
BIM应用可以为项目建设提供完整的可追溯的项目信息存储，为项目的全周期服务提供基础。大到建筑项目形体，小到建筑内部一个阀门的采购信息、安装信息、维护信息等等，可为保障各方权益提供完整的建设档案。但是，通过BIM的实际案例，发现制约BIM技术大量推广的一些现实问题：
（1）面对众多BIM应用场景，工程建设项目各阶段需求不同，导致关注的侧重点不同，从而导致设计阶段BIM模型不能用于建设施工，施工阶段BIM模型不一定满足计量支付和成本管控。信息化要以标准化为基础，统一标准，实现信息化的互联互通。职能部门、行业协会应该制定BIM应用通用标准，解决诸如软件交换性不足，有信息遗失问题、软件兼容性不足，造成档案衔接困难、BIM 技术服务厂商选择困难、缺乏双方共同的BIM 模型知识产权规范、缺乏实时沟通的云端平台以及双方发展不同的信息标准等问题。
（2）业主单位应对BIM模型的准确性负总责。由于BIM技术在各个阶段应用的侧重点不同，如果业主单位不打算投入一定费用，那注定是要失败的。设计、施工、运维等阶段的应用，都应该遵从于满足业主要求的统一的BIM模型，避免各阶段建模只顾解决自己的一些实际问题，单打独斗，发挥不出BIM的协同效应。业主作为收益人，应该兼顾设计、施工、运维等各阶段模型维护人投入的回报。
4.3 BIM模型的存储和数据交换
由于BIM模型涵盖了工程建设项目全生命周期的信息，数据量庞大，数据交互繁杂沉重，模型的存储和维护专业而又繁琐。特别是运维阶段、智慧城市应用等等，需要数据交换无障碍衔接。目前的建筑BIM数据在跨平台交互方面面临资料、数据、存储、命名等标准方面不统一，跨越障碍各方携手制定规则，建立BIM模型统一的存储和数据交换标准，使得项目BIM模型数据可复用，实现下一阶段的应用。
5结论
BIM技术作为建筑业中一种全新的技术和方法，在现代建筑工程项目管理中可带来明显的效益。通过对酒店项目进行全过程的分析，与BIM技术进行结合，应用到项目的实施过程中，发挥了BIM技术在可视化、协调性、模拟性、优化性的特性，在本项目中的关键BIM技术应用取得了一定的成果，突破了工程建设项目质量管控的局限，实现了提高项目质量、缩短建设周期、减少返工、节约成本等项目目标。
参考文献
[1] 高枫.建筑工程项目管理中BIM技术的融合与应用[J].中小企业管理与科技,2020(12):178-179.
[2] 陈玉梅.BIM技术在建筑工程项目管理中应用研究[J].现代物业,2020(01):110.
[3] 赵欣.BIM技术在现代建筑工程项目管理中的应用解析[J].工程建设与设计,2019(10):230-231.
[4] 范婷.BIM技术在现代建筑工程项目管理中的应用探析[J].建材与装饰,2018(31):128-129.
[5] 李菲.BIM技术在工程造价管理中的应用研究[D].青岛理工大学,2014.
作者简介
作者姓名：周涛
出生：1971 年 2 月
籍贯：陕西省汉中市
学历：大学学历
职称：中级职称，二级注册建造师
研究方向：长期从事工程建设及房地产项目设计研发和工程管理工作。 主持或参与的建设项目（部分）：海南天海度假村项目，建设规模约 30 万平米；海南金缔度假村项目，建设规模 20 万平米；皇冠假日酒 店，建设规模 6.5 万平米；海南万宁山泉海小区，建设规模 20 万平 米；海南万宁石梅半岛项目，建设规模 27 万平米；希尔顿逸林酒店 项目，建设规模 5.5 万平米等项目。 发表论文：《外墙外保温砂浆做法探讨》、《我国村镇房屋建设质量问 题及应对》等专业论文。 项目获奖情况：山泉海小区项目获得 2012 年“绿岛杯”优质工程奖，
海南希尔顿逸林酒店项目获得第五届“龙图杯”BIM 大赛二等奖，获 得 2020 年“海河杯”天津市优秀勘察设计一等奖，获得中国建筑业 协会 2020-2021 年度第一批中国建设工程鲁班奖（国家优质工程）。 通讯地址：海南省万宁市兴隆旅游度假区兴梅大道 2 号（万宁凯德投 资有限公司）