BIM技术在PPP项目中的应用


来自:ppp讯息     发表于:2018-12-15 10:49:08     浏览:361次

BIM(建筑信息模型)技术集数字化、共享性和协同化的三大特点于一体。目前,国内《建筑信息模型应用统一标准》在2017年7月正式实施,提出了建筑信息模型应用的基本要求,是建筑信息模型应用的基础标准,可作为我国建筑信息模型应用及相关标准研究和编制的依据。

PPP(政府和社会资本合作模式)最近这几年如同井喷式飞速发展。随着政府对PPP持续的政策支持,强化PPP全生命周期把控日渐显现。在PPP中引入BIM技术创新运营势不可挡。ppp模式的应用可以平滑地方政府基础设施建设的财政支出曲线,BIM技术的推广提供了项目公司高效化、智能化、集成化的管理理念,两者的有效结合,可以使项目前期、建设、运营、移交的全过程进一步优化。

一、国内部分省市的指导意见和相关文件

BIM在国外的发展政策、技术标准、行业推广和应用实践已较为成熟,并形成相应的规范。国内在2014年后相应的政策、法规文件也相继出台(如表1)。

表1 国内部分省市的指导意见和相关文件

二、BIM模型ppp项目中的应用

BIM在PPP中的应用可以覆盖全生命周期,贯穿项目准备、建设、运营和移交四个阶段(如表2)。

表2 BIM在PPP项目中的应用

三、准备期

在项目开始前,对建设阶段将会引入的BIM模型进行顶层设计,可以根据国家目前已经发布的建筑信息模型相关规范、标准,结合项目的特性,建立起项目级标准、贯标管理,可从以下方面展开:

1、统一技术措施:宜按类别、专业系统、子系统、构件的四个层次进行分类,且命名规范统一;

2、质量管理体系:应包括PPP全部工作对象与业务内容,应包括建设资源、建设进程、建设成果,贯彻全生命期;

3、模型深度:针对项目设计、施工、运维和移交等不同阶段设置相应的模型几何精度(Gx)、信息深度(Nx)及精细度(Gx,Nx),明确项目信息,展现公共产品和服务内容,对投资、建造预算、工程质量、施工进度等都会起到极大的帮助,使建模的工作量经济化和适用化;

4、模型可传递:模型和信息应具备可传递性,确保各参与方采用不同格式的模型数据应具有一致性,通过不同途径获取的同一模型的数据应具有唯一性。

通过上述工作,明确项目全生命周期系统数据库框架,完善设计、施工、运营和移交的信息化标准体系,为信息资源共享和深度挖掘奠定基础。同时,明确模型的审核要点,并在云端协同平台进行共享,使各参与方都能够有制度可循,保证BIM成果高标准和严要求。

四、建设期

4.1 设计阶段

在设计阶段,BIM模型可以起到协同设计、设计标准化管理、图档管理、知识管理、合同管理、成本管理和决策分析的作用。

1、协同设计:让设计人员尽早发现设计中存在的问题并及时进行解决,减少后续的返工;

2、设计标准化管理:设计标准化管理能够提供可持续性设计、分析、法规遵从和认证所需的信息,从而从根本上使得可持续设计流程更加高效、经济;

3、图档管理:图档管理则是将各专业的图纸进行统一化管理,在BIM模型中可以调用所需专业的图纸,提高了图纸档案调用效率;

4、知识管理:极大方便知识的创建和管理维护,可在不同视图中表现几何造型,而且可以包含一些与几何形状无关的特性,例如材料的容重、强度、耐火等级、传热系数、构件的造价等等,提供了统一性、完整性和逻辑性的信息库;

5、合同管理:合同管理部门能够直接从BIM数据库中提取合同有关的信息,该数据会随着原始数据的改变而发生改变,数据能及时更新,从而实现工程项目的顺利进行;

6、成本管理:成本管理的实现是将BIM模型与相关的专业造价软件结合,并查询有关的价格信息或估算指标,完成项目的投资估算,使项目投资估算真正发挥对后期造价管理的指导作用;

7、决策分析:BIM模型的建立可对工程施工、运维进行预判,为项目公司的科学决策提供数据与技术支撑。随着设计深度的深入,BIM模型中包含的项目信息逐渐丰富和完善,为之后项目施工、运维的推进夯实基础。

BIM可利用自身的三维仿真功能对方案设计效果进行有效模拟,通过动态漫游模拟、日照模拟、能耗模拟、人员疏散模拟等结果,提升PPP项目的设计合理性,最大限度地保障项目的质量。

4.2 施工阶段

在施工阶段,BIM模型在质量管理、安全管理、施工方案模拟、可视化三维场地布置与优化、形象进度管理、工程量统计、成本管理、施工远程监控体现了优势。

1、质量管理:基于BIM模型对质量管理数据进行详细记录以及实时动态管理,结合相应的文字信息、图片、视频等信息,有效提升现场施工情况质量记录准确度;

2、安全管理:利用BIM模型提前对安全质量控制重点、施工关键环节、重大危险源等进行模拟演示,从而提前预知安全质量风险,提前制定并采取安全质量防范措施,但就目前来说,该方面的效用还没有较好的发挥;

3、施工方案模拟:通过动态漫游实现可视化交底,对关键施工方案进行仿真模拟,演示施工工艺流程,提前反映施工难点,有效的提高施工效率和施工方案的合理性;

4、可视化三维场地布置与优化:合理布置施工场地,对施工场地进行科学的三维立体规划,直观的反映施工现场的情况;

5、形象进度管理:整合BIM模型与工期信息,进行施工进度4D模拟,直观、精确地反映整个项目的施工过程,同时将实际进度与计划进度进行比较,对即将到期的任务或者到期未完成的任务进行提醒,分析进度偏差,采取纠偏措施,保证工期目标;

6、工程量统计:模型中的每个设施、构件、设备生成唯一编码,从而建立信息可追溯系统,便于工程量统计;

7、成本管理:根据施工进度可快速获取工人、材料、机器的使用计划,避免资源的随意进出带来的浪费,极大的保证了成本管理;

8、施工远程监控:在施工远程监控方面可进行进度监控、安全监控、远程验收,为项目的顺利推进提供把手。

BIM模型完成施工现场的可视化管理和施工各阶段数据的集成,实现了施工管理和控制的信息化、集成化、可视化和智能化,从而提高了管理水平和生产效率。

五、运营期

在项目建设完成后,包括全套竣工模型在内的项目资产移交给运营单位。运营单位在BIM模型的基础上,对项目资产建设运维管理平台,通过SaaS来实现BIM的移动端应用实施,进行项目基本信息管理、设备设施管理、运维管理、资产管理、能耗监控、消防及安防管理和统计分析等工作,将后期运营相关参数导入系统,各方在统一的平台上沟通与协调,为项目运营期提供全面、高效的信息化管理平台及技术支持。

1、项目基本信息管理:对项目中已经存在的图纸、文件、资料等进行管理,同时还可以录入作业指导书、知识管理和技术规范等运营期间所需信息,将建设期和运营期的数据进行集成化和一体化;

2、设备设施管理:对设施设备进行查询,并根据现场实际情况对设施设备的信息进行更新和完善;

3、运维管理:对项目定期养护、日常巡检和保修管理进行统筹运营,监察设施设备和子系统运行情况,当产生故障时,可以调用模型中的相关信息,对突发故障的排查与检修进行详细的记录和分析,提供更好的维护方案;

4、资产管理:将设施设备信息,包括资产编码、规格、供应商、保修期等与BIM构件关联,实现基于BIM的资产管理,建立起资产台账、备品管理、资产统计机制;

5、能耗监控:BIM模型与能源管理系统(EMS,Energy Management System)进行数据联通进行能耗监控,实现3D分区能耗管理和展示,帮助运营单位详细记录设施设备在工程中的位置、功能、损耗状况、实时能耗等信息,进行能耗计费管理和节能优化管理;

6、消防及安防管理:建立消防及安防管理系统,传感器触动时,快速掌握相关区域实际情况,确认报警真伪,当突发情况发生时,能够让运维人员快速寻找区域内最近消防设备及逃生位置,并告知区域内相关人员进行撤离;

7、统计分析:包括了建设期和运维期的各类经济和技术指标,在满足技术要求的前提下,有助于进行项目物有所值的定量评价。

运营期利用BIM模型对物有所值(VFM)进行定量分析。根据BIM三维模型以直观的表现、准确的数据和精细的方案提高VFM定量分析的准确性。BIM信息平台包含了PPP项目全生命周期的全部数据资料,可在定量评价时提供大量的基本数据信息,同时通过项目设计—施工—运维的虚拟模拟实验和实际过程中的实时数据采集和更新,确保真实、可信的数据源支持。

在BIM的基础上,构建SaaS平台,SaaS平台应遵循统一部署、多级使用的基本原则,统一数据、接口、部署环境标准,宜包含桌面端、移动端、网页端等多种访问方式。项目各参与方可快捷地查询设备属性、构件信息及图纸资料,对现场质量、安全、文明、进度等方面的问题进行监管,提示整改并查看整改效果,有效提高现场的管控水平以及各方沟通效率。

六、移交

项目公司在运营期满后,应该将整体工程和设施移交给政府或者政府授权的接收方,移交包括工程建设资料、运营维护数据、智能管理软件在内的所有书面和电子材料,同时还应设置移交过渡期。

接收单位根据BIM模型对整体工程进行逐项接收。由于运营期较长,可能会存在部分工程资料、运维文件、平台数据缺损的情况,模型中的数据与工程实际现状无法对应,在移交前,应由项目公司根据工程现状和相关规范标准进行调整,保证工程和模型数据的统一。对于工程关键位置数据和工程实际现状难以统一的,对项目公司进行追责。

移交过渡期中项目公司有义务牵头,为接收单位进行包括BIM模型在内的各项指导,以保证有效衔接运营。当双方对移交情况无异议后,进行过渡期签收,之后的项目运维工作由接收单位进行。

政府可通过BIM涵盖的前期、设计、施工、运营全过程数据信息,掌握项目移交后的详细情况,制定后续的运营和维护计划,降低了资产评估风险和性能测试难度,确保在后续项目运营中保持较高的绩效水平。

七、BIM模型在项目中的考核点

针对BIM模型,可在以下几个方面加入对BIM的考核要求:

1、管控机制:质量管理体系和统一技术措施的科学性、完整性、实用性;

2、数据对比:BIM模型统计工程数据,按工期节点、施工部位、材料分类等多种方式快速准确计算各项工程量数据,对比统计结果与实际施工消耗量;

3、实施标准:考核BIM模型几何精度(Gx)、信息深度(Nx)及模型精细度(Gx,Nx);

4、模型成果:BIM模型深度等级可用于各阶段BIM模型与BIM应用成果的交付约定;

5、设施运维:为运营平台提供基础数据(包括土建和机电),实现后期运营维护的便捷。

八、BIM模型应用优势

结合BIM模型多年来的应用,总结出如下优势:

1、工程优化:能够应对空间设计更为复杂的工程,整合优化外部形体、内部功能流线,并使横向和纵向布局更紧凑;

2、量化预算:项目前期评价阶段,以BIM技术所引入的三维模型参数化表达为基础,在现行工程量清单计价体系框架下,可构建基于BIM的工程计量数据和计价信息动态提取、采集模型,快速计算建筑安装工程费、设备购置费、工程建设及其他基本预备费;

3、专项分析:对可视化、性能化和特种设备等进行专项化建模与分析;

4、保质提效:提高整体工作效率以及质量,减少了潜在风险和审查时间;

5、项目把控:监控控制项目进度,精确管理;

6、风险识别:对项目技术和建设风险提前识别,并对相关风险进行预防和控制,信息掌控和资源分配逐步明晰,即时获取有效的资源,并且通过完善各方面资源,不断加强对风险的处理,促进各参与方利益平等,提升风险分担合理性;

7、智能预测:利用共享数据,合理估计后期运营状况,辅助进行各种管理,降低未来运营的不可预测性,提升运营公司风险抵抗能力。

通过上述工作,明确项目全生命周期系统数据库框架,完善设计、施工、运营和移交的信息化标准体系,为信息资源共享和深度挖掘奠定基础。同时,明确模型的审核要点,并在云端协同平台进行共享,使各参与方都能够有制度可循,保证BIM成果高标准和严要求。

九、BIM模型的局限性

除了优势以外,BIM模型也存在一些局限性:

1、BIM模型主要适用范围为建筑领域,在医教文体卫项目、特色小镇、文化旅游产业可以进行推广,拓展开来还可沿用至综合管廊、隧道的建设;

2、BIM仍需与GIS等软件配合使用,才能更好的发挥其功效;

3、采用BIM模型的绩效考核,主要集中在建设期和运营期的土建和机电相关内容。

十、未来趋势

BIM模型的使用在未来将会更加普及化,国家近年来不断发文指导和推动建筑信息模型的应用。对于PPP所涉及的公共基础设施建设,还可以引入IPD(集成产品交付,Integrated Product Delivery)理念、装配式技术、IFC(工业基础类,Industry Foundation Classes)标准来协同BIM的稳步推进。

在IPD框架下,由建设单位召集设计单位、施工单位、材料供应商等项目参与方,共同确定统一的BIM模型,使设计、施工、采购都能充分考虑到合理性和全局性,避免不必要的修改返工,从而保证建设资金的高效使用、建设周期的有效把控。

装配式则是进一步强化BIM建模利用率,促进设计标准化、功能模块化、设备一体化、建设工业化,减少建设周期、降低建设影响、提升建设效益。

IFC标准的使用,可以让不同软件生成的BIM模型实现兼容和互通,便于后期模型的整合及查阅,使BIM模型建成后,发挥最大化的效用。

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