0 引言

　　代建制是政府通过招标选择社会化、专业化工程项目管理企业为建设期项目法人，负责非经营政府投资项目的建设实施，竣工后移交给使用单位的制度形式^[1]。代建单位的主要职责是以专业的管理团队，保证工程进度，提高工程质量，减轻政府负担^[2,3]，因具有明显的优越性，成为国内政府投资项目的重要模式之一。2016年以后的国内代建市场规模约有4万亿元^[4]，市场规模巨大，诸多代建单位和项目管理公司应运而生，如何在巨大的代建市场中提高自身核心竞争力成为建筑企业发展转型的重要问题。

　　BIM技术作为实现建设工程项目高效管理的有效工具，正推动建筑业开展新一轮的信息化革命^[5]。其广泛应用有助于改变传统思维模式和建造流程，有效解决项目建设过程中沟通低效、协调困难、资金浪费等问题^[6]，实现工程项目信息在各阶段有序准确的流转，从而提高管理效率、节约建设成本、提高工程质量，完成管理模式从粗放式向精细化管理的转变^[7,8]。

　　政府代建项目不仅具有普通建设项目的基本特征，且公益性强、关注度高、信息量庞大。本文介绍BIM技术在政府代建制项目进度控制、质量把控、安全保障、成本控制、竣工验收中的应用。

　　1 BIM在代建管理中的应用

　　1.1 工程概况

　　本项目为麒麟人工智能产业园，分为A,B,C产业区，规划用地面积30万m²，总建筑面积约50万m²，计划总投资50亿元(见图1)。主要建设内容为海峡两岸企业交流基地、企业孵化基地、科研实验室与大型报告厅及相关配套设施等。本工程地上由14栋主楼和裙房组成，地下室为大底盘设计。地上主要为科研、办公、会议及相应配套服务用房，地下主要为机动车库、辅助用房、设备房等。

　　图1 产业园效果  

　　1.2 工作内容

　　为有效提高代建单位对BIM技术的应用能力，首先，代建单位应分析自身在工程项目中的定位，即作为行使业主权力的管理者，主要职责是帮助专业能力有限的业主控制工程进度、把握工程质量、保障现场安全、控制建设成本、完成竣工验收。其次，代建单位需统筹了解BIM技术的风险前置、信息集成、模拟性、协同性、可视化等特点，最后匹配BIM技术功能特点和工作内容，加强对BIM技术的理解和使用。BIM应用软件如表1所示。

　　表1 BIM应用软件 

　　表1 BIM应用软件

　　1.3 建立组织架构

　　为明确分工，提高管理效率，根据政府代建制项目的特点和工程中的职责与义务，将各参建单位分为决策层、战术层、实施层和运维层战略层面，如图2所示。决策层负责项目重要事件和节点决策及资金支付工作;战术层负责信息收集、模型搭建、检查落实、竣工结算等工作;实施层负责落实设计施工、质量管理、安全巡查等工作;运维层负责工程竣工后的运行维护工作。

　　1.4 确定应用流程

　　本项目从代建单位的角度，总结国内外BIM应用情况，深入研究BIM技术在规划设计、施工管理和竣工验收阶段的作用与应用流程。在不同阶段分别完成BIM模型建立、图纸审核、施工模拟等工作，如规划设计阶段利用模型碰撞优化图纸初步设计;施工管理阶段根据模型进行施工交底和施工模拟;竣工验收阶段利用模型和数据库进行工程量计算和工程款支付，具体应用流程如图3所示。

　　图2 组织架构  

　　图3 BIM应用流程  

　　1.5 BIM技术应用

　　为改善传统管理方式中沟通低效、协调困难等问题，代建单位应有效应用BIM技术的可视化、信息化等功能，如借助BIM技术信息化和可视化特点，辅以管委会为首的决策层进行高效决策。利用BIM技术进行模型搭建和施工模拟，从而优化设计方案，通过模型碰撞将存在的问题和需求反馈至设计院，辅助完成施工图纸设计。利用模型对施工单位进行3D技术交底，减少施工单位在施工过程中出现问题，继而提高工作效率。借助移动端BIM软件辅助监理单位对施工安全质量进行监督管理，提高施工质量。利用BIM信息储存、精准算量的功能，帮助审计单位准确复核工程量，减少结算矛盾。

　　2 BIM技术应用研究

　　2.1 进度控制

　　传统进度计划以施工单位为主，管理公司起监督调控作用，进度计划多为二维图表形式，因此在建设工程中，传统进度计划施工存在进度计划不全面、表现形式抽象等缺点。为提高进度管理效率，BIM中心采用4D进度管理模型，通过Navisworks将项目整体分为单项工程、单位工程、分部工程、分项工程、分段工程等多个工程节点，利用Navisworks编辑每项任务进度计划的开始与结束时间、影响因素、逻辑关系，即可自动创建进度计划。完成进度计划编辑后，为充分完善4D信息模型，BIM中心考虑人、材、机等关键因素的逻辑关系，将BIM模型导入Navisworks软件中，最终完成4D信息模型的建立。在4D模型中，可利用三维模型展示任意阶段的施工进度情况，还能随时读取已完成工作量及人、材、机的投入情况，实现对施工过程的实时监控。

　　对比BIM数据发现，总承包单位在主体施工阶段滞后工期约42d,BIM分析得出导致工期落后的主要原因是混凝土供应不足，代建单位将该原因提供给总承包单位，分析数据后增加混凝土的供应和相关机械投入，最终将滞后工期缩短到18d。

　　2.2 质量把控

　　2.2.1 图纸设计

　　为提高设计效率和质量，BIM中心根据设计院的初步设计图纸搭建模型，然后将模型导入Navisworks软件中进行碰撞分析，并将图纸存在的问题按专业进行分类，由专人同设计院各专业进行统一对接，提高沟通效率。施工单位定期汇报图纸问题，由专人整合、检查后，向设计院提出模型修正建议，减少难以整合和返工的现象，从而降低经济损失。

　　2.2.2 施工交底

　　为避免传统二维图纸交底不精确、不直观、效率低等问题，将所有墙体、结构、管线精确建立到可视化BIM模型中，采用三维模型为主、文字和图片为辅的形式进行交底，真实展现现场可能发生的情况。

　　2.2.3 结构优化

　　本工程B区8号楼具有跨度42.2m的3层钢结构连廊，为保证钢结构连廊的可靠性，BIM中心通过Revit对钢结构钢梁、铆钉、钢柱等功能构件进行建模，并将连廊分布的安装、建筑、结构等专业模型统一设计到连廊上部，然后将Revit模型导入Midas Gen Ver.2017中，计算钢结构受力。根据软件优化截面材料和最优的钢结构截面打孔位置，以此调整钢结构连接方式、载重、材料使用的合理性，得出最优的钢结构模型后，将模型导入Revit中，经过反复优化设计在Revit中完成模型搭建。利用BIM技术的结构优化功能，能有效减少结构专业的设计工作量，加快工程建设速度。

　　2.2.4 机电安装

　　传统二维图纸只有管线走向，缺乏深化到管线排布的距离和标高，因此施工过程中易出现安装空间不够、管线交叉的情况。本工程根据BIM模型深化设计图纸，明确管线安装位置，提前发现碰撞的高发区域，并合理排布管线，减少返工现象。

　　传统施工方式往往只有在施工过程中才能发现标高是否满足要求，但通过BIM模型对管线进行剖面分析，能迅速找到存在标高过低的风险区域，并使用Navisworks软件检测现有管线的排布方式，然后在保证规范的前提下，根据各安装专业要求调整管线走向和位置。本项目为解决9号楼9层○B9～○B3处标高问题，将淋管主管从房间穿过，为风管、桥架等移开足够空间，保证内装最低标高，确保安装美观。综合管线优化前后如图4所示。

　　图4 综合管线优化前后对比  

　　2.3 安全保障

　　2.3.1 场地布置

　　本工程在施工过程中存在各种大型机械设备进场和施工，BIM中心需模拟不同施工阶段大型设备作业情况，统一划分大型设备施工区、分包单位加工区、材料堆放区。预演现场桩基车、起重机、渣土车的进场路线，设置施工设备进场路线，找出施工设备在整个进场环节中的碰撞点，再重新优化进场路线或调整碰撞位置，确保施工机械在进场过程中不出现任何安全问题。施工场地布置如图5所示。

　　图5 施工场地布置 

　　2.3.2 安全管理

　　为进一步提升施工安全，本工程利用BIM技术进行模拟施工，分解每一阶段施工过程，划分危险区域、危险工种、重大危险源，并利用VR技术对工人进行安全教育，施工人员通过VR教育平台学习安全作业方法，提高危险识别能力，保障施工安全。

　　利用BIM技术提高对施工情况的了解和实时控制，管理人员通过移动端的BIM 360 Glue软件和视频监控平台调用模型和现场监控，了解现场施工情况和施工隐患区域，有效提高管理人员的甄别能力，提高安全管理效果。截至2019年7月，麒麟人工智能产业园未发生安全事故。

　　2.4 成本控制

　　2.4.1 工程款支付

　　利用广联达BIM5D将清单、工程量和进度信息统一建立到三维模型中，并将其进行有效关联，通过BIM5D软件自动核算预算成本和实际成本后进行对比分析，实时统计各阶段各单位的工程款支付情况。同时代建单位通过最新的三维模型查看阶段完成工程量，在收到施工方的进度款申请时，核对工程量，加快进度款的支付。

　　建设过程中，往往存在诸多设计变更，变更无论大小都会对成本造成一定影响，因此实时记录变更，有助于减少事后纠纷。本工程利用BIM的实时性和灵活性，随时将变更信息记录在模型中，保证信息完整性，截至2019年7月，本工程利用BIM技术共记录B区设计变更62条，土建专业变更42条，安装专业20条，总计变更金额约620万元，目前共完成变更签发流程57条。记录的数据和信息相对完整，为工程款支付提供保障。

　　2.4.2 成本节约

　　本工程利用BIM技术碰撞检查、模拟施工、可视化交底等手段，降低潜在成本约1 600万元，避免后期大量返工现象，节约工期约3个月。BIM应用效益如表2所示。

　　表2 BIM应用效益 

　　表2 BIM应用效益

　　2.5 竣工结算

　　传统工程项目中建设方和施工方常因工程量产生争议，因为在2D图纸上计算工程量时，算量单位和所用公式表格不同，导致统计结果存在偏差，增加竣工结算决算工作时间，造成参建双方的经济损失。

　　工程利用BIM信息模型可将每个施工构件的工程量、位置和材料信息等具体参数载入BIM模型中，并根据现场施工情况不断变化和完善BIM模型，在竣工结算决算时，利用BIM信息模型的完整性和精确性极大缩短竣工验收时间，保证结算和决算结果的准确性。

　　3 结语

　　本文主要从代建单位的角度研究BIM技术在政府代建制工程中的应用模式，并在南京麒麟人工智能产业园项目中进行实践，得到如下结论。

　　1)为充分利用BIM技术，代建单位需分析自身工作重点，统筹了解BIM技术可视化、信息化等功能，匹配好工作重点和BIM功能间的关系。

　　2)麒麟人工智能产业园项目利用Revit,Navisworks,Tekla等软件，在安全控制、进度控制、成本控制、质量把控、竣工验收工作中取得良好效果，未发生安全事故，节约成本约1 600万元，节省工期约91d。

　　3)本工程采用代建单位为主导，多家单位共同参与的精细化管理模式，与以总承包或分包一家之力开展BIM应用的状况不同，此模式下各参建单位均能享受BIM红利。