BIM技术在EPC房建项目管理中的应用

张单

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江 杭州 310000

引言

当前我国的EPC房建工程呈现数量增多、规模扩大的趋势，由于此模式下的项目更为关注设计、施工与采购的协同性，在项目管理中传统的管理理念及方式难以达到预期的管理目标，管理人员需灵活应用BIM技术，发挥此技术的协调、模拟优势。

1 BIM技术及 EPC模式概述

1.1 BIM技术优势

BIM技术中融合了现代信息技术，属于建筑行业的新技术，其克服了传统技术的诸多不足，可为工程设计与施工提供便捷，提高工程管理水平。工程建设中引入BIM技术，能整合工程三维空间、四维时间、五维成本信息，构成全过程、全要素管理体系。BIM作为技术集成的产物，具有可视化、模拟化、协调性特点，在建立了BIM模型后，该模型中可整合全部的工程信息，项目管理的很多工作在软件内自动完成，人工工作量大大降低，有利于实现工程的质量、安全、进度与成本目标[1]。

1.2 EPC模式特征

EPC总承包模式的项目具有以下特点：①总承包单位必须有极强的项目管理能力，能在项目中完成全过程、全要素协调，即使在项目现场发生了异常情况，总承包单位也能快速协调，制定解决方案，保障问题处理的及时性，使现场作业按进度计划实施。②总承包单位承担较大的风险。EPC总承包模式下，工程总造价、工期在设计阶段已基本固定，总承包单位在项目中需加强流程管理，但因为EPC项目的建设周期长，常常面临诸多不确定因素，总承包单位需承担这些因素带来的风险。正是由于EPC模式下总承包单位需承担更多责任和风险，其在参与项目时必须采用先进的管理理论与技术，应对各种风险。

2 工程概况

以某EPC房建工程为例，该项目为市人民医院急诊综合部，总建筑面积55450m2，地上和地下的建筑面积分别为36075m2、19375m2，属于高层建筑，地下2层，地上9层，楼高42.85m。因为此工程的规模庞大，综合管线系统复杂，为协调各方面因素达到最佳的建设效果，EPC总承包单位引入了BIM技术，在前期整合了地质环境调查结果，并分析了医院的总体规划要求，综合考虑后用BIM技术进行了模拟，效果如图1所示。

图1 BIM模拟效果图

3 BIM技术在EPC房建项目管理中的具体应用

3.1 设计阶段

项目的实施涉及了设计、施工、采购等环节，结合每一环节的工作情况，设计阶段的成本占总成本的比重较低，但此阶段的工作却关乎项目质量、安全及效益。如在设计阶段缺乏全面管理，将导致设计方案的质量缺陷，后期依据此方案组织施工作业时，可能需频繁变更，或者面临严重的质量、安全问题。为提高设计水平，设计人员需借助BIM技术构建三维模型，以信息为基准优化设计方案。比如，整合信息建立BIM模型，在此模型中根据EPC房建工程的结构施工目标，给每一构件赋予形状、尺寸等信息，辅助设计，并进行设计模拟与碰撞检查[2]。

3.1.1 BIM建模。工程设计中建模为首要步骤，由专业设计人员来完成，他们在确定方案之前，应进入项目所在地进行一系列调研，并就调研结果、项目建设要求与业主方、总承包方等交流，达成一致性意见后建立BIM模型。在该模型中完成整体设计、局部优化，给模型中的各类构件赋予位置、尺寸及数量、形状等信息，建立不同构件之间的关联关系，完成设计。当确定了基本方案后，设计人员利用软件的模拟功能模拟设计方案，得到三维效果图，依据模拟过程和结果，相关人员可分析设计方案中是否存在问题，再继续调整。

3.1.2 碰撞检查。工程设计中的碰撞检查同样十分重要，主要是要检查各类管线、不同构件等是否有位置冲突，如存在位置冲突等碰撞情况，设计人员需依据模拟结果，适当调整和优化，确保各类管线、构件在结构体系中的数量符合要求、位置正确，与其他结构部件之间无碰撞。BIM模型内集成了各种构件、管线的信息，在碰撞检查中可由软件自动完成，无须人工计算。

3.1.3 施工进度模拟。EPC房建项目中施工进度管理也十分重要，如在工程现场未做好进度管理，将导致项目无法如期竣工，造成的经济损失较大。但因为BIM技术不同于传统技术，其具有可视化与模拟性特征，相关人员可操作软件完成施工作业的动态监管，掌握现场进度情况。EPC房建项目用BIM技术完成了设计后，施工部门可依据设计方案，对已完成的设计部分进行施工模拟与采购安排。这一施工设计与现场施工的协同模式下，施工部门需依据每一阶段的项目流程，确定关键时间节点。另外，EPC模式下总承包单位为项目设计、施工和采购的责任主体，在施工进度模拟阶段，有关人员可依据EPC模式下的工作要求，应用BIM技术完成对现场作业的施工模拟，实现动态管理。如专业人员按照工程建设的进度计划，整合分析各专业的施工内容、交叉施工部分，集成已有的各种信息，完成每一作业步骤的模拟，将模拟中的施工进度与计划进度相对比，如偏差较大，则需从模型中调取数据，完成分析与调整。

3.2 采购管理

EPC总承包模式下，设计、采购与施工的协同工作十分重要，如要解决项目中的各种问题，管理人员需根据这一模式的特点，细分设计、采购与施工阶段的工作内容，注意不同环节工作的衔接。以采购管理为例，实际的工作中管理人员借助BIM的信息集成特性，对采购工作实施全周期管理。在施工设计阶段，管理人员需提前了解项目中的材料、设备需求，依据分析结果、BIM的可视化功能，由软件自动生成采购计划，在该计划中需清晰标注材料、设备的类型、数量、质量要求、最晚供应时间等[3]。除此之外，管理人员还需分析设计、采购对施工的可行性影响，将反馈结果反馈到采购模块，使管理人员重视采购工作，考虑这些影响方面，合理制定采购计划。

3.3 施工管理

3.3.1 协同管理。在EPC总承包模式下，施工、设计与采购之间具有不可分割的关系，借助BIM进行协调管理，能促进施工进度、资源计划的整合分析，完成虚拟化施工，在此条件下管理人员能分析每一阶段的成果、进度及成本情况。依据传统的EPC项目管理经验，许多工作都存在多头管理、重复管理的情况，针对此问题，在项目中应构建BIM协同平台，完成协同化工作，提高管理效率，简化管理步骤。

3.3.2 工程算量。算量阶段BIM技术能提高计算结果的准确性。本EPC房建项目中，施工人员能直接通过Autodesk Revit软件构成项目的结构模型。当构建了此模型后，还能进一步细化内容，建立项目中的土建、机电、给排水等模型。由于Revit软件具有多种功能，在有需要的情况下相关人员可从软件内导出交互文件，再利用算量软件提取每一构件的关键参数，如抹灰厚度等。当完成这些工作后，专业人员再将工程的柱梁板等构件信息输入算量软件，由软件以报表的形式完成数据汇总并计算结果，这一过程下不再需要人工计算，计算准确性更高，更有利于造价管理[4]。

3.3.3 安全管理。

（1）构造建筑信息安全模型。EPC房建项目中易发生安全事故，为减少此类事故，项目管理中有关人员需将安全管理作为重点。在BIM技术辅助下可建立三维模型，软件自带的分析功能可自动识别及分析项目中的安全隐患，并将分析结果共享，使各部门、各岗位人员都能在这些共享信息下，了解安全隐患的类型、分布情况，综合实际情况制定最佳的解决策略。建模过程如下：选择提前准备的工程模板，将此模板的CAD图像导入系统，在有关部位添加关键数据，启动运行过程并生成轴网标高、三维模型。

（2）模拟施工进程。施工作业过程中模拟施工进程，可帮助管理人员、施工人员及时发现项目中的安全隐患，提前制定解决措施、应急预案。正式施工之前，利用BIM-4D平台模拟施工现场情况，此模拟结果下能发现现场的安全问题。借助4D模拟，管理人员可基本掌握施工全过程，发现安全隐患的情况下还能进行整体评估，综合诸多情况制定解决措施。本工程项目的规模庞大，从开工到竣工要消耗较长时间，为方便安全管理，现场的4D模拟十分关键。依据模拟结果，有关人员可细分现场不同场地的安全等级，总共划分为A、B、C、D几个等级，D级区域为最安全区域，此区域内基本能保障施工安全，A级区域的安全隐患大，尤其需加强安全管控，在此区域内需提前制定安全工作计划[5]。

（3）更新安全教育模式。工程项目的安全管理中，安全教育与培训为关键部分，此项工作能提高全员安全意识，使各岗位人员都积极参与到安全管理的行动中。原先的安全管理主要为线下理论讲解，主要向岗位人员传授施工安全的基本知识，此方式下难以达到预期的培训效果，施工人员并不能完全掌握现场安全管理的各项规定。在当下技术进步的过程中，利用BIM技术进行EPC项目管理时，工程人员可引入漫游技术模拟施工作业，向施工人员还原不规范作业下诱发的事故，通过真实的模拟与还原，可增强人员的安全意识，使他们能意识到安全管理的重要性，在自身的岗位上严格执行安全规定。

4 结束语

EPC房建项目中，为提高项目建设水平，工程企业必须将项目管理放在关键位置，引入BIM技术转变管理理念及方式，发挥BIM技术的优势，提高项目管理的便捷性，提高项目的综合效益。未来的EPC项目中，工程企业需继续推广BIM技术，保持技术的先进性。