BIM技術(shù)在北京天壇醫(yī)院工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

高明杰　何　青

(中國建筑一局(集團(tuán))有限公司，北京　100161)

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BIM技術(shù)在北京天壇醫(yī)院工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

高明杰何青

(中國建筑一局(集團(tuán))有限公司，北京100161)

【摘要】由中建一局集團(tuán)公司作為總承包單位承建的天壇醫(yī)院項(xiàng)目是目前北京市在施體量最大的醫(yī)院工程，項(xiàng)目伊始就重點(diǎn)發(fā)展BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用，除進(jìn)行基礎(chǔ)的施工技術(shù)指導(dǎo)外，更把BIM技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目管理工作當(dāng)中，為天壇醫(yī)院項(xiàng)目的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)，本文重點(diǎn)介紹BIM技術(shù)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】BIM系統(tǒng)軟硬件配置和組織規(guī)劃；BIM技術(shù)；項(xiàng)目管理；應(yīng)用

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.06

1項(xiàng)目概況

北京天壇醫(yī)院遷建工程項(xiàng)目位于北京市豐臺(tái)區(qū)花鄉(xiāng)橋東北角，總建筑面積267 931 m2，占地272.6畝，主要結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架剪力墻、鋼結(jié)構(gòu)(門診樓)，地下3層，地上5～11層，由11座單體組成，集門診、急診、病房、科研等功能于一身，總工期915天，開工時(shí)間2014年5月1日，計(jì)劃竣工時(shí)間2016年10月30日。設(shè)計(jì)外裝飾采用神經(jīng)元圖騰概念演化而來的形象獨(dú)特的?？崎T診樓形成寬敞通透、環(huán)境優(yōu)美的醫(yī)院主入口大廳(圖1)。

該工程體量大，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，醫(yī)療機(jī)電、設(shè)備系統(tǒng)專業(yè)眾多，各專業(yè)工種之間的穿插協(xié)作極為頻繁，因此，無論從施工組織、資源配置、總承包協(xié)調(diào)等方面，都將是一次挑戰(zhàn)。面對挑戰(zhàn)，項(xiàng)目組建了20余人BIM團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行BIM組織策劃，以達(dá)到利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工指導(dǎo)及項(xiàng)目管理工作。

2BIM系統(tǒng)軟硬件配置及組織規(guī)劃

2.1部署軟硬件

該項(xiàng)目施工總承包單位天壇醫(yī)院項(xiàng)目部經(jīng)過BIM軟硬件的比選，最終軟件確定使用Autodesk 公司的Revit、Navisworks等軟件，天寶的Tekla軟件，廣聯(lián)達(dá)的GCL、GGJ、BIM審圖、BIM瀏覽器、BIM解決方案系統(tǒng)等。在硬件方面，項(xiàng)目部搭建服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫終端，配備高配置計(jì)算機(jī)(i7處理器、32 G內(nèi)存、2 T硬盤)以及100 M獨(dú)立光纖等硬件設(shè)施，保證了項(xiàng)目BIM系統(tǒng)的流暢應(yīng)用。

2.2組建BIM團(tuán)隊(duì)

中建一局對于BIM人才的培養(yǎng)非常重視，項(xiàng)目前期組織技術(shù)人員進(jìn)行了多次BIM培訓(xùn)，經(jīng)過理論和實(shí)踐的雙重培養(yǎng)，天壇醫(yī)院項(xiàng)目部成立了一支年輕有活力的BIM團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員專人專職從事BIM工作，由最初的新手逐步成長為一個(gè)精英團(tuán)隊(duì)(圖2)。

2.3制定統(tǒng)一BIM標(biāo)準(zhǔn)

BIM工作開始前，天壇項(xiàng)目部人員與廣聯(lián)達(dá)咨詢團(tuán)隊(duì)共同制定了《BIM實(shí)施導(dǎo)則》、《BIM系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《BIM工作標(biāo)準(zhǔn)》(包括《整體實(shí)施方案》、《專項(xiàng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、《工作規(guī)范》、《模型構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)》、《交付驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》等)，對于后期的BIM工作順利實(shí)施提供了有利保障。

2.4建立項(xiàng)目樣板及族庫

BIM正式建模前，各專業(yè)都建立了相對應(yīng)的樣板文件(圖3)，并根據(jù)項(xiàng)目需求及族庫管理規(guī)則建立了土建、機(jī)電、醫(yī)療等專業(yè)族文件500多個(gè)，形成了后期類似項(xiàng)目可重復(fù)利用的寶貴文件。

3BIM在施工技術(shù)中的應(yīng)用

3.1碰撞檢查與管線優(yōu)化

天壇醫(yī)院項(xiàng)目秉承邊建模邊應(yīng)用的理念，在模型不斷更新完善的過程中，配合現(xiàn)場同步開展深化設(shè)計(jì)的工作，在碰撞檢查后，至少發(fā)現(xiàn)地下室重大碰撞360處，主樓210處，圖紙問題58處。后期管線優(yōu)化不僅考慮模型本身，并且將現(xiàn)場的安裝工序、檢修空間，支吊架安裝都考慮在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整后的零碰撞(圖4)。此工作直接為項(xiàng)目部減少很多返工，節(jié)約成本100余萬元。

3.2可視化交底與現(xiàn)場校核

天壇醫(yī)院項(xiàng)目部每周開展各專業(yè)深化設(shè)計(jì)會(huì)議，三維、直觀、立體的模型有效地促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)對細(xì)節(jié)位置的溝通，節(jié)約溝通時(shí)間約10%。天壇醫(yī)院項(xiàng)目結(jié)合BIM模型與現(xiàn)場施工的安裝情況進(jìn)行重點(diǎn)部位的對比與校核，確保施工班組做到按圖施工、保質(zhì)保量(圖5)。

3.3BIM三維場地布置

天壇醫(yī)院項(xiàng)目有10棟樓體同步施工，合理布置動(dòng)態(tài)的施工現(xiàn)場是一大難點(diǎn)，BIM技術(shù)人員將施工現(xiàn)場所有物體進(jìn)行虛擬建造，通過漫游和模擬安拆時(shí)間來優(yōu)化平面布置方案，保證現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)缆窌惩?、方便施工人員的管理，有效避免二次搬運(yùn)及事故的發(fā)生(圖6)。

3.4機(jī)電系統(tǒng)校核

在BIM常規(guī)基礎(chǔ)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，天壇醫(yī)院項(xiàng)目進(jìn)行了更深層次的應(yīng)用，比如機(jī)電系統(tǒng)的校核，選取BIM模型中地下、樣板間、機(jī)房等位置的風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)校核，計(jì)算出系統(tǒng)的壓力、壓降值，包括閥門開度，給予現(xiàn)場調(diào)試人員準(zhǔn)確的指導(dǎo)，為后期運(yùn)維預(yù)警、檢修提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(圖7)。

3.5模架安全驗(yàn)算及預(yù)制件加工

天壇醫(yī)院項(xiàng)目共計(jì)11棟樓，措施項(xiàng)目工程量大，項(xiàng)目部利用廣聯(lián)達(dá)模架產(chǎn)品對外腳手架進(jìn)行了安全驗(yàn)算，保證了安全施工，過程計(jì)算出的模架量對于后期材料采購也有很好的指導(dǎo)意義。預(yù)制件加工技術(shù)的有效應(yīng)用對于項(xiàng)目工期的保證和提前具有重大意義，天壇項(xiàng)目部對水管、風(fēng)管、電纜橋架分別按照模數(shù)要求進(jìn)行打斷和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工廠訂貨。

3.6精裝排磚，一步到位

項(xiàng)目部使用廣聯(lián)達(dá)軟件的一鍵排磚功能，在BIM模型的二次結(jié)構(gòu)中，直接選擇排磚墻面，輸入相應(yīng)系數(shù)便可實(shí)現(xiàn)一鍵排磚，還可輸出排磚圖紙指導(dǎo)施工，工作效率提高5倍以上(圖8)。

4BIM在項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

4.1模型與施工數(shù)據(jù)掛接

項(xiàng)目人員利用BIM平臺(tái)將Revit、Tekla、GGJ等BIM工具軟件建立的模型以及Project、Word、Excel等辦公軟件的數(shù)據(jù)加載，并將進(jìn)度、圖紙、質(zhì)安、成本等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與模型掛接，形成天壇醫(yī)院項(xiàng)目BIM數(shù)據(jù)中心與協(xié)同應(yīng)用平臺(tái)，保證了多部門、多崗位協(xié)同應(yīng)用，為項(xiàng)目精細(xì)化管理提供支撐。

4.2基于BIM的進(jìn)度管理

針對天壇醫(yī)院項(xiàng)目進(jìn)度管理的難點(diǎn)，項(xiàng)目人員將計(jì)劃與模型分別導(dǎo)入并掛接，根據(jù)現(xiàn)場情況在系統(tǒng)中展示三維動(dòng)態(tài)進(jìn)度實(shí)體模擬，獲取任意時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間段工作范圍內(nèi)工程量，有效指導(dǎo)業(yè)主報(bào)量、分包核量。目前共計(jì)報(bào)量10次，進(jìn)度數(shù)據(jù)基本滿足業(yè)主要求。

在天壇醫(yī)院項(xiàng)目BIM管理系統(tǒng)中共計(jì)設(shè)置里程碑事件13次，預(yù)警信息20多條，發(fā)現(xiàn)未按預(yù)期里程碑時(shí)間節(jié)點(diǎn)4次，觸發(fā)各類預(yù)警信息5次，預(yù)警信息同步發(fā)送相關(guān)人員，幫助管理層盡快優(yōu)化進(jìn)度及方案以保證工期。

同時(shí)，BIM管理系統(tǒng)將進(jìn)度計(jì)劃掛接的配套工作，根據(jù)各部門職責(zé)相應(yīng)的分派到對應(yīng)部門，再由部門負(fù)責(zé)人將配套工作分派到具體實(shí)施人，做到責(zé)任到人，實(shí)現(xiàn)切實(shí)可執(zhí)行的進(jìn)度計(jì)劃(圖9)。

4.3基于BIM的圖紙管理

天壇醫(yī)院項(xiàng)目將圖紙與模型對應(yīng)掛接，可以快速查詢指定構(gòu)件的各專業(yè)圖紙?jiān)敿?xì)信息，包括不同版本的圖紙、圖紙修改單、設(shè)計(jì)變更洽商單、答疑文件等資料。

針對項(xiàng)目變更的1 204條圖紙，對圖紙模塊都進(jìn)行了相應(yīng)的申報(bào)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)跟蹤。

利用圖紙高級檢索功能，可以在海量的圖紙中，快速鎖定相應(yīng)圖紙及其信息，原來需要2～3人1小時(shí)完成的任務(wù)，現(xiàn)在只需要在高級檢索中輸入條件即可查到，速度比傳統(tǒng)模式相比快了數(shù)倍(圖10)。

4.4基于BIM的商務(wù)管理

天壇醫(yī)院BIM模型實(shí)現(xiàn)了工程量的自動(dòng)計(jì)算及各維度的工程量匯總。項(xiàng)目部將BIM模型與總、分包合同單價(jià)信息關(guān)聯(lián)，可針對具體構(gòu)件查看其工程量及對應(yīng)的總、分包合同單價(jià)和合價(jià)信息。

對于施工總承包單位來說，BIM和商務(wù)的有效結(jié)合才是發(fā)揮BIM技術(shù)價(jià)值的最重要一點(diǎn)，特別是目前一鍵式BIM算量和基于BIM技術(shù)的總發(fā)包管理模式發(fā)展迅速，更是推動(dòng)了BIM在商務(wù)中的應(yīng)用，下面重點(diǎn)介紹一下天壇醫(yī)院項(xiàng)目在商務(wù)管理上面的應(yīng)用：

首先我們要驗(yàn)證模型到底是否可用，我們采取先局部、再單層水平構(gòu)件，然后多層豎向構(gòu)件的檢查方式，發(fā)現(xiàn)的問題隨時(shí)改正，其次就是驗(yàn)證工程量的準(zhǔn)確性，我們采取的是將Revit模型與商務(wù)GCL比較的檢查方式，通過對比發(fā)現(xiàn)精度誤差小于1%，說明模型正確。

針對業(yè)主報(bào)量及分包核量，項(xiàng)目部根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃選擇報(bào)量的模型范圍，自動(dòng)計(jì)算工程量及報(bào)量金額，便于業(yè)主報(bào)量的金額申請與分包報(bào)量的金額審批。相比以前的報(bào)量核量方式，效率提高2倍以上。

對于成本管理，項(xiàng)目部利用BIM管理系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行成本核算，實(shí)現(xiàn)了預(yù)算、收入、支出的三算對比，管理層通過折線圖查看成本對比分析和成本趨勢分析，及時(shí)調(diào)整決策和管控方向，實(shí)現(xiàn)了成本的直觀、實(shí)時(shí)、精細(xì)化管理(圖11)。

4.5基于BIM的質(zhì)量安全管理

項(xiàng)目部通過移動(dòng)端現(xiàn)場采集或PC端輸入共計(jì)記錄質(zhì)量問題28條，安全問題200條，并按照前期設(shè)置調(diào)整人員和時(shí)間，進(jìn)行有效的監(jiān)督。并通過數(shù)據(jù)的積累分析出質(zhì)量、安全問題的多發(fā)部位，幫助管理層提前預(yù)防，并在過程中部署檢查的重點(diǎn)，將資源最優(yōu)化(圖12)。

5BIM在項(xiàng)目后期運(yùn)維階段的應(yīng)用

5.1將BIM與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合應(yīng)用于運(yùn)維管理

BIM模型中包含構(gòu)件、隱蔽工程、機(jī)電管線、閥組等的定位、尺寸、安裝時(shí)間以及廠商等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息，便于在工程交付使用過程中進(jìn)行運(yùn)維管理，出現(xiàn)故障或情況時(shí)，提高工作效率和準(zhǔn)確性，減少時(shí)間和材料浪費(fèi)以及故障帶來的損失。

(1)設(shè)備遠(yuǎn)程控制：可以將各類項(xiàng)目中獨(dú)立運(yùn)行并操作的各設(shè)備，通過RFID等技術(shù)匯總到統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行管理和控制。既了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，又可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

(2)內(nèi)部空間設(shè)施可視化：利用BIM建立一個(gè)可視三維模型，所有數(shù)據(jù)和信息可從模型里面調(diào)用。

(3)照明、消防等各系統(tǒng)和設(shè)備空間定位：給予各系統(tǒng)各設(shè)備空間位置信息，把原來編號(hào)或者文字表示變成三維圖形位置，便于查找和直觀形象地參看。

(4)運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)累積與分析：各類項(xiàng)目運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)的積累，對于管理來說具有很大的價(jià)值。可以通過數(shù)據(jù)來分析目前存在的問題和隱患，也可以通過數(shù)據(jù)來優(yōu)化和完善現(xiàn)行管理。例如：通過RFID獲取電表讀數(shù)狀態(tài)，并且累積形成一定時(shí)期能源消耗情況；通過累積數(shù)據(jù)分析不同時(shí)間段空余車位情況，進(jìn)行車庫管理。

5.2基于云計(jì)算的BIM云端管理

項(xiàng)目在BIM專項(xiàng)應(yīng)用階段，通過廣聯(lián)云建立了BIM信息共享平臺(tái)，作為BIM團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)管理、任務(wù)發(fā)布和信息共享的平臺(tái)。

(1)云端共享可不受限制地獲取信息：只要有網(wǎng)絡(luò)，可以在任何地方訪問獲得信息。

(2)更好地跨專業(yè)協(xié)同與共享：模型存儲(chǔ)在云端，可以通過任何網(wǎng)絡(luò)鏈接進(jìn)行訪問。

(3)顯著成本節(jié)約：轉(zhuǎn)換到云計(jì)算模式，可以節(jié)省高達(dá)67%的服務(wù)器的生命周期成本。

(4)易于實(shí)施與維護(hù)：云計(jì)算模式下所需要的實(shí)施和維護(hù)的工作量基本為零。

6總結(jié)

(1)BIM應(yīng)用需要投入一定的人力、物力、財(cái)力，需得到領(lǐng)導(dǎo)的重視和支持。

(2)BIM應(yīng)用不是某一人、某一部門獨(dú)立的工作，而是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到項(xiàng)目各個(gè)部門、各專業(yè)，需全員參與，才能充分發(fā)揮BIM的技術(shù)優(yōu)勢。

(3)應(yīng)用BIM技術(shù)，能改變傳統(tǒng)的建筑理念，引領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次。它的全面應(yīng)用，將大大提高建筑管理的集成化程度。

參考文獻(xiàn)

[1]何關(guān)培主編或執(zhí)筆：《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2010》、《中國工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2011》、《施工企業(yè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2012》、《施工企業(yè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2013》

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Application of BIM Technology in the Mana gement of Beijing Tian Tan Hospital Project

Gao Mingjie,He Qing

(ChinaConstructionFirstBuilding(Group)Co.,Ltd.,Beijing100161,China)

Key Words：Software and Hardware Configuration; Organization and Planning of BIM System; BIM Technology; Project Management; Application

Abstract:The Tian Tan Hospital project, constructed by China Construction First Building (Group) Co., Ltd., is the largest hospital under construction in Beijing. From the very beginning, the project pays much attention to the application of BIM technology in basic construction technology guidance as well as in the project management. The application of BIM technology lays a solid foundation for the success of the project. This article presents a detailed introduction to how BIM technology is applied in the project.

【作者簡介】高明杰(1977-)，男，中建一局集團(tuán)有限公司總承包公司項(xiàng)目經(jīng)理，高級工程師，一級建造師。主要研究方向：BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的管理應(yīng)用。

【中圖分類號(hào)】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1674-7461(2016)02-0038-06

何青(1986-)，男，中建一局集團(tuán)公司總承包公司BIM負(fù)責(zé)人，工程師，機(jī)電一級建造師。主要研究方向：BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，公司級BIM推廣。