新技术在广州东塔项目中的综合应用

广州东塔亦称周大福中心。建筑高度在华南地区仅次于深圳平安国际金融中心。是一个位于广州珠江新城CBD中心地段的地产项目，规划用途为商务办公，用地面积26,494.184平方米，规划建筑面积为地面以上35万平方米，地下商业建筑1.8万平方米，地块容积率达13，明确将建设超高层建筑。这也是珠江新城核心商务区出让的最后一块商业用地。2013年广州东塔以455米的高度封顶，预计2014年初完工。广州东塔和广州西塔将会构成广州最和谐的新中轴线。

项目概况

广州东塔项目由香港周大福集团投资建设，中国建筑股份有限公司承包施工。这个项目施工环境非常复杂，是广州核心CBD珠江新城的收关之作，项目周围基本都处于完全投入使用的状态，北、西侧市政道路已投入使用，北侧地下有地铁五号线；南侧花城南路正在进行管线及道路施工；东侧靠北段为合景房地产公司用地，靠南段为富力房地产公司用地，正在进行支护桩施工；中间为规划道路，周边地势平整。这对于项目的施工难度是非常大的，空间非常狭小。从场地内的情况来说，工程平面分区分为塔楼区和非塔楼区。为了不影响塔楼区域的正常施工，将非塔楼区域地下室在平面上划分为A、B、C三个施工区，先施工A区，待塔楼地下室完成后再施工B区，在B区地下室顶板施工完成，具备提供塔楼施工场地的条件下，再进行C区土方开挖与地下室结构施工。

从整个功能分区上来说，109-112层为机电层，主要有机电管井、走火楼梯及前室、风机房、电气房、空调机房、其他机电机房等；塔楼酒店区为92-108层，有客用电梯大堂、入口大堂、酒吧/餐厅、健身中心/更衣室、客房、走廊、客房内卫生间等；塔楼服务式公寓区在68-91层，包括客用电梯大堂、客房、走廊、客用电梯厅、公用部分（会所及大堂）等；7-67层是塔楼办公区及避难层，主要有客用电梯大堂（商场）、商场走道、商场店铺、商场卫生间、商场厨房、写字楼单元、办公楼标准层电梯厅及公共走廊、办公楼卫生间、办公楼茶水间等；1-6层则是裙楼/塔楼商场及酒店大堂区，包括客用电梯大堂（商场）、商场走道、商场店铺、酒店区、酒店式公寓、办公楼大堂、邮政局、商场卫生间、商场厨房、戏院等；地下室部分是-5至-1层，有客用电梯大堂（停车库及商场）、商场走道、商场店铺、超级市场、邮政局等。

广州东塔项目总标地是530亩，结构标地是515.2亩，工程塔楼主体结构由内部核心筒、外框筒8根巨柱、连接巨柱的6个空间环桁架以及4个伸臂桁架共同形成带加强层的框架筒体结构。塔楼核心筒墙体内设有双层劲性钢板，内外皆浇筑C80高强度混凝土，L68以下外框筒巨柱内灌注C80高强度混凝土。

对新技术的认识与应用

在广州东塔项目的应用过程中建设团队对BIM有了更为深刻的认识。广州东塔项目副总工程师孙晖对记者说：“我们认为BIM是一个建筑信息模型，但是它不仅仅是一个简单的动态模型，它还含有海量的数据和信息，通过数字化的建筑信息模型，要实现对整个总工程施工项目的技术与基建管理。”项目在技术方面主要包括了深化设计、进度管理、工程量管理、图纸管理、场地管理、管线和构造的碰撞检查及运营维护。在基建方面主要实现管理，包括工程量的计算、预算的管理、合同管理及成本管理还有劳务管理。具体在总的施工过程当中，需要集成哪些数据，通过集成还要把这些数据提取出来进行应用，从而支撑所承担项目的管理。

针对广州东塔项目总包管理的需要，分析了BIM系统所需集成的各项核心数据和信息，包括进度方面，计划进度的信息，实际的进度信息，工作量进度的信息；在成本方面包括了工程量、清单、收入、预算、成本；在合同数据方面包括了合同的条款、付款的方式等；在图纸方面包括了施工图纸，施工图纸所有的版本，深化图纸的申报以及所有变更的内容，变更的工程量和变更图纸之间替代的关系；在来源数据方面包括所有来源队伍的具体情况、人员情况、技术情况、工资发放情况；在运维方面又包括所有的构建，设备具体的尺寸、材质、规格型号、厂商、使用年限等等这些详细的信息，数据量非常的庞大。每一个信息快速独立的过程，要把它们都集成进BIM信息模型中，不但让它集成，而且要实现这些数据的提取、快速的查询、应用，便于达到总承包施工项目的目的。

从整体架构上来说，主要分成三个层次，包括信息产生层、信息集成层和信息应用层。在产生层主要是集成了海量的数据和信息；集成层主要是建立了BIM建筑信息模型以及平台，最后达到的目的是为了实现承包项目在进度、成本、投资乃至于图纸方面的管理需求，以及技术方面的一些碰撞检查、深化设计等等工作。

孙晖向记者介绍到，在详细的调研以及研究过程中，我们发现了一些问题，首先就是软件之间的数据交互非常困难，由于现在BIM的标准不统一，那么各个软件之间的数据格式也不一致，导致了现在各个软件、各个信息之间数据交融的困难。此外，虽然目前主流BIM应用主要集中于进度三维模拟展示、碰撞检查、工况模拟、深化设计（独立的机电、钢构深化）等技术应用方面，且多为单一功能的使用，但实际上，这些单独的应用还不足以达到所承包项目管理的目的，无法满足总包对各专业综合管理需求。

第二点是信息与模型挂接存在一定的难度，现在多的是实现和图纸的一次性文档关联，还没有具体实现某一个合同条款，某一项图纸的构建与具体模型构建和其他相关信息的这种信息关联，以及具体构件的关联。在进度方面主要体现为进度的模拟展示，还没有完全达到与进度相关的配套工作信息，例如工作量信息、质量信息、图纸、设计目标工程、合同等这些信息的集成和提取运用。同时，清单与模型的关联难度非常大，因为清单的种类很多，清单的内容非常的庞大，在模型的构建方面也很庞大，如果仅仅是通过人工来进行这个工作，工作内容非常多，所以这也存在很大难度。

第三点，项目团队假如想自己设计开发一套多方面融合的建模软件，面临多方面困难，难度大、投入大而且这个周期非常长。孙晖说到：“广州东塔项目整个工期非常紧张，没有空间和时间以及成本上的允许和条件。所以我们现在主要考虑运用的是市面上比较成熟的各种建模软件。”

第四点，由于广州东塔整个项目工程体量非常庞大，导致现场工人还有管理人员工作负担非常重，而且在长期的工作中，形成了一定的工作套路、工作方法和思维模式，为了尽量达到推广BIM系统的应用和研究的目的，项目团队尽量不增加系统工作量，并且少改变现有的工作方式。

解决思路

在BIM解决思路和功能方面，广州东塔项目总体的解决思路是要建立一个三维的深化设计模型，并制定一系列的规则去实现信息与数据模型的挂接，达到所有信息模型的快速的查询、提取和应用，同时在集成信息的平台上设置各种开放端口，支撑与各建模软件的信息互通。

广州东塔项目主要实现的功能包括以下七点，第一个是进度与工作量的管理功能，第二个是合同与成本的管理功能，第三是图纸的管理功能，第四是深化设计的功能，第五是碰撞检查的功能，第六是运营维护功能，第七是劳务管理功能。

在进度管理方面，目前进度计划主要局限于进度编制及三维动态模拟展示，广州东塔项目已经集成及提取进度信息、配套工作信息、合同信息、图纸信息、工程量信息、紧前紧后工作关系信息，支撑日常进度管理工作，同时通过实际进度与对话进度之间的对比，来实现关键结点的偏差分析和深度追踪。实现工作任务的提醒和预警以及工作面的交接管理，实现整个施工团队每一天实时的激励，在工程尽快完成的时候，设计时间点的工况回顾。从实体进度的展示来说，广州东塔项目通过把工作计划实体进度的每一个条件与模型实现自动关联，保证在这个施工过程中实现每一个实体进度通过模型的三维展示，为领导层和管理层提供决策的依据，实际上还通过具体某一个模型的构建和分析，能够查询到项目相关的计划进度与实体进度的所有信息。

在合同与成本管理方面，目前使用多局限于合同整版的扫描录入，且无法套价，不能核算成本，整版合同的扫描应用已经不能满足广州东塔项目的需求。以往的成本核算一般都是在事后，或者是项目之后才进行成本核算，对于一个项目过程的实施、成本的控制、成本的管理做的还不够深入，所以广州东塔项目现在要把这个主分包合同的条款进行拆分，把具体的清单还有这些条款与模型的构建实现一个关联，通过关联可以利用BIM模型实时查询所有的合同和主分包合同的条款。同时通过模型自动工程量的计算，包括清单与模型构建的关联，实现预算、支出、收入的三方面；工程量的自动计算及多维度（时间、部位、专业）的汇总提取；自动关联主、分包合同单价信息；预算、支出、收入的三算对比；主、分包合同条款的对应；合同条款的快速查询。

在图纸管理方面，实现具体图纸、图源以及每一个模型构建的关联，通过这种方式可以快速的查询工程构件各专业图纸的信息，同时可以对变更必备的影响进行一个提醒。包括提示此图纸的变动对具体的工程量造成了什么影响，具体的施工已经施工到什么情况，以及相关的配套工作是否已经完成或者是否已经开展，同时还要进行机电深化图纸的一个深入追踪和自动预警。

碰撞检查方面，实现了不同专业设计间的碰撞检查和预警，直观的显示各专业设计间存在的矛盾。运维管理方面，广州东塔项目通过BIM模型中构件、隐蔽工程、机电管线、阀组等的定位、尺寸、安装时间、厂商等基础数据和信息，实现对广州东塔项目的运维管理。此外，广州东塔项目实现各专业深化模型海量信息及数据在BIM5D平台里的准确融合，完成本项目多专业整体模型的深化设计，实现各个工程面劳务基础的信息，包括对工人信息、工资发放情况等进行管理。

新技术为项目注入“活力”

传统项目管理模式下，实体进度与配套工作分开管理，配套工作几乎全部依靠经验、责任来安排、协调，执行难、跟踪难。系统的实体工作和配套工作的计划、分派、跟踪、预警等，实现了项目内实体工作和配套工作相互促进、共同实施，有效提升全项目工作的计划和执行能力。

过去，实体进度只能到现场时时跟踪、查看实体模型进展情况。基于BIM系统的东塔项目管理实现了实体进度和模型挂接，跟踪实体进度即可实时展现实体模型完成情况，实现在现场、在办公室均可实时了解现场进展。

纸质化的合同管理，查询、核对都非常繁琐。基于BIM系统的合同管理，方便查询，并且和实体模型、进度关联，服务于成本，有效的提升东塔项目的合同管理能力。传统的管理模式下，无论是纸质还是电子的图纸管理，都是单一的图纸管理，而且还难于查询。基于BIM系统的东塔项目图纸管理，分门别类、并且和实体模型挂接，能够快速查询到原图纸、变更图纸以及与之关联的实体模型。

在传统项目管理模式下，成本分析基本都是事后分析，成本管理过程难于有效控制。基于BIM系统的东塔项目成本管理，关联实体模型和进度，实现了实时成本分析、实时成本管控。

此外，在机电专业的深化设计方面，BIM系统带来的碰撞检查及三维可视化功能有效的解决了东塔项目深化设计难题。BIM系统带来的可视化功能，为广州东塔项目施工交底、优化设计、模拟施工、协调等日常工作带来了全新的体验。

到目前为止项目团队做了大量的工作，主要是前期完成了详细的市场调研和需求分析，确立了项目合作的软件商，开发了BIM信息支撑平台，同时召开了多次的会议，包括动员会、培训会、专家研讨会进而系统的开发与建筑研讨会等等。同时，广州东塔项目设计了一套很好的土建和机电的建设规则，保证了各个模型分开构建，并且可以达到在一个平台里准确的融合。

“我们还设计了一些二次开发的规模，主要是根据现场的实体进度施工需要，设置了一些施工预报、图纸变更、合同条款的内容以及工作库，具体在施工过程中可以不断地补充我们相关需要的信息和数据，这也强大了我们整个系统。”孙晖介绍到。同时，项目团队还对工作量有了一个定义，主要是把整个主塔楼按照项目施工的需要、管理的需求，分多层、具体细化的分区，通过一个分区，导致分区内部的一些进度、合约、图纸、专业等等把这些信息创建起来，从而达到加深总承包施工管理深度的需求目的。