庞家伟 帅文杰
中建三局集团有限公司（粤）
【摘 要】:在当前建筑业现代化改革发展的进程中，BIM技术应用是国家推进建筑业信息化的重要手段，为产业链贯通、转型升级提供技术支撑，在技术上可以实时、精确、高效地交换和共享工程建造（设计-采购-施工）过程中的大量信息，有效的解决工程建造中的信息孤岛、实现参建各方协同运作，进而实现智慧建造。EPC模式同为国家倡导工程建设项目采用的承包模式，特别是公建项目，其优势主要表现为缩短建设工期、降低成本费用、消除项目实施各环节之间的冲突、降低业主的建设风险等，当EPC与BIM结合，二者“强强联手”能够碰撞出怎样的花火呢？
关键词:EPC模式；公建项目；BIM技术；设计-施工
1 引言
当前，不少公建项目都是EPC工程总承包模式，大型公建项目往往设计新颖、造型复杂，科技含量高、施工难度大。伴随BM技术与大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术的集成应用能力，通过管理创新+技术创新（EPC+BIM），有效解决工期、成本和技术困难，为项目高质量建设提供强力支撑。本文将介绍南沙青少年宫项目“EPC+BIM”应用之路，为同类项目提供参考。
2 工程概况
2.1项目简介
南沙青少年宫项目地处广东省广州市南沙区明珠湾起步区凤凰大道西侧，南沙体育馆东北侧，为大型公共建筑。项目占地面积30036㎡，总建筑面积56028.86㎡，地下一层，地上五层，总建筑高度为23.9m。项目总投资约为5.5亿元，项目以粤港澳青少年为主体，集剧院、素质教育、对外交流、特色科技、服务等各类功能为一体的公共服务中心，达到绿色三星级设计标准，立足打造国内一流、国际领先的青少年宫项目。
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2.2 BIM技术应用基础
建筑造型复杂：本项目外立面形体复杂，内部儿童剧场、中庭网格正交空腹桁架、自平衡单边斜拉索钢结构吊桥等部位结构形式复杂。
EPC管控模式：本项目包括成本控制、进度控制比传统项目复杂，且专项设计、专业繁多，总包协调难度大。
智慧城市运维管理基础：响应国家建设粤港澳大湾区发展战略的新格局下对广东省建设厅开展城市信息模型（CIM）建设试点的积极响应，为大湾区建筑科技的创新发展和协同合作贡献一份力量。
2.3 BIM技术应用路线
项目以协同设计、优化建筑性能，绿色施工、智慧城市为出发点，融合EPC管理模式，切实利用BIM技术创新翻开建筑业发展新篇章。
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图1 720云模型
3 BIM应用协同方式
本项目设计阶段基于Revizto云协同平台，在项目设计初期，邀请业主、设计、施工等多方参与其中，实时跟进图纸、模型进度。做到设计与模型同步进行。
施工阶段基于品茗BIM协同管理平台，通过移动客户端→5D管理平台→手机移动云端协同平台的一体化应用，完成了从现场→项目管理团队→企业管理团队的无障碍沟通，现场管理从粗放式变成集成化、信息化。
5 EPC模式下的BIM应用
5.1设计阶段主要BIM应用
（1）参数化设计
在本项目设计中，参数化设计为实现项目做出了巨大的贡献，根据建筑“海星”形态特征和光线分布，以及“海洋元素”主题，希望整个立面有海浪冲刷沙滩的自然肌理美感。基于以上设计思想，分别建立参数化模型进行建筑形体优化、立面穿孔板设计以及穿孔板消差优化排布、剧场视线优化分析等，从而得到富有海浪冲击感的立面肌理，以及具有“蓝天、沙滩、星空”的梦幻儿童剧场。
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图3 建筑形体优化及定位 图4 剧场参数化设计
（2）性能分析
在设计过程中，项目考虑少年宫功能要求，利用BIM技术对建筑物进行多方面条件模拟，通过结果数据进行方案设计调整，确保建筑性能最优，经过CFD通风模拟优化的浅进深形体更加适应南方气候，基于热辐射分析设计的立面和屋面遮阳让建筑浑然一体的同时也有更加宜人的半室外空间，让富有海洋文化的形体和立面肌理既为文化的提炼，亦为建筑被动节能的典范。
（3）复杂结构分析
大型公建场馆类项目为满足其功能要求及标志性特点，往往设计有大跨度空间、超长悬挑、空中连桥等，设计中需进行结构材料、结构体系比选论证，多程序多模型的计算分析，抗震的性能化设计及特殊部位的专项研究以保证结构的安全性、合理性及可实施性。
本工程架空广场区域是整个项目结构设计难度最大的部位，根据功能需要，架空上部体量为多边形的无柱大空间（长约46m，宽约26m），经过多次建模分析讨论，最终确定其三、四层结构采用1.2m高正交网格空腹桁架，二层采用跨度达60m的自平衡单边斜拉索钢结构吊桥。
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图5 空腹桁架及连廊应力分析
（4）深化设计
基于EPC模式特点，本工程将深化设计前置于施工图设计阶段，设计、施工、专业分包共同办公进行BIM深化设计，其主要深化专业有机电、钢结构、幕墙、精装修、剧场GRG等。
基于BIM的机电深化设计：基于BIM模型，对管线排布碰撞检查、预留孔洞位置、净空分析、预埋件定位提出整改优化建议，减少了返工，很好的实现了成本控制。
基于BIM的钢结构深化设计：借助BIM三维模型进行施工方案设计优化，制定科学的施工措施施工顺序，实现了高效率、高准确率、零差错的施工。
基于BIM的幕墙深化设计：利用BIM技术解决了本项目“幕墙非标构件二维表达困难”、“精确定位幕墙骨架的空间位置”、“规避幕墙构件之间的碰撞”、“异性幕墙板块分割”等技术难题。实现从数字模型中提取建造数据，输出三维图纸，提高深化图纸质量，同时缩短设计周期，实现了幕墙工业化生产。
基于BIM的精装修深化设计：利用BIM技术进行室内精装修参数化设计、虚拟现实展示、碰撞检测和主材统计等一体化应用，提高了室内装修设计的效率，减少了错漏风险，最大程度的保证了施工的可行性及工程品质。
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图6 装配式机房深化设计 图7 GRC幕墙深化设计
5.1施工阶段主要BIM应用
（1）施工模拟
BIM施工模拟主要包括进度模拟、方案模拟以及工艺模拟，主要利用BIM技术的可视性、可分析性，在工程实际施工前，对项目工程的进度、方案策划、施工工艺等进行模拟分析优化，提前发现问题，解决问题，获得最佳方案，以指导真实的施工。
以本工程中庭钢结构安装方案模拟为例，其（正交网格）空腹双层异型桁架结构总重约1500吨，由于跨度大，荷载重，采取胎架高空拼装耗时费力，故采用BIM模拟整体提升吊装后，验证其可行性后，最终按此方法进行安装，其效果显著，大大减少施工周期，并保证了后续施工的及时穿插。
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图8 钢结构整体提升模拟
（2）总平面管理
建筑施工往往受外界影响因素较大，包括人材机等方面，传统的静态施工总平面方式往往会受到外界的影响，无法与项目建设同步，缺乏时效性、常常“表里不一”,图纸一套、现场一套，极不利于现场进度推进。项目除采用BIM技术建立三维数字化模型分析总平的合理性外，还定时采用无人机航拍、倾斜摄影进行实景建模，与BIM三维模型进行对比分析，并生成720云模型供管理人员查看，同时将三维总平图打印置于现场，定时更换，进而实现对整个施工过程的可视化、动态化管理，过程中根据实际情况及时进行模拟调整，保证总平面满足现场要求，促进工程进展顺利。
（3）进度、安全、质量、成本管理
项目通过BIM协同管理平台贯穿整个建设管理过程，将BIM融入现场进度、安全、质量管理，提升项目管理水平及工作效率。
进度管理：根据合同进度、计划进度信息与BIM模型进行关联，利用可视化技术展示进度计划目标，分析计算各阶段施工强度，辅助工程决策；定期采用无人机拍摄、视频拍摄等信息技术采集工程形象进度,实现工程实际施工进度与计划进度的对比分析，形象展现计划进度与现场实际进度的差异，动态调整施工计划，采取相应赶工措施以保证完美履约。
安全管理：开展BIM技术安全交底工作，利用BIM+VR等技术对施工安全技术方案、风险源、安全设施等进行可视化交底及安全教育培训，有效保证施工安全；开展施工风险预案模拟，分析和优化风险预案整体及重点实施过程，保证风险预案的合理性。
质量管理：开展BIM技术质量交底工作，对施工组织设计、专项方案、重大技术方案以及复杂节点、细部节点等进行可视化交底，并通过BIM平台移动端进行安全、质量问题反馈，实现项目及现场管理“两位一体”，有效保证施工质量。
（4）BIM+智慧工地应用
在本工程建设中，智慧化施工过程管理、智慧化运营维护理念贯穿整个工程的生命周期，我司将BIM技术与智慧工地融合，充分运用物联网技术、信息管理平台技术、云计算技术、遥感技术、虚拟现实技术、智能设备等，全面实现智慧建设，为项目提供有利支撑。
BIM+智慧工地系统主要功能如下：
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项目通过慧工地平台，将BIM模型与施工现场管理紧密结合，实现BIM三维模型结合进度、质量、安全、物料和场地工况多维度项目管理，实时把控现场进度、质量、安全、物料状况，提升了现场精细化管理水平。
6结语
EPC+BIM应用为当前建设项目的热点，本项目通过对BIM技术与EPC项目管理模式的深度探索与实践，形成了一系列高效的项目信息管理模式，提升了项目精细化管理水平，在设计技术管理、进度安全质量管理、商务管理、智慧工地应用等方面区得了显著效果及应用经验。对此，认为项目在BIM技术融合应用上应有选择性、有针对性的应用，现阶段市场上BIM软件及应用参差不齐，项目在进行BIM应用的时候对软件和应用点的选择尤为重要，应该将价值创造放在第一位，不应该为了BIM而BIM，同时BIM技术作为项目管理的有效工具，需要与管理者的管理经验为支撑，有效的将BIM与EPC管理经验融合才能更对项目创造巨大的经济与管理价值。