浅谈 BIM 技术在主题乐园 EPC 项目中的应用

2020-02-15上海现代建筑装饰环境设计研究院有限公司上海200041

建设监理 2020年5期

赵项（上海现代建筑装饰环境设计研究院有限公司，上海 200041）

1 项目概况

无锡万达城室外主题乐园项目位于无锡市滨湖区，东临缘溪路，南濒新开河道（沿万达茂分界），西靠南湖北路，北接具区路，用地面积 569 000 m2，建筑面积 98 000 m2（其中地上 78 000 m2、地下 10 000 m2、沿街商铺 10 000 m2）。项目建设范围为主题乐园北半幅区域，包括部分预留扩展用地地块（临建用地）、设备堆场地块、后勤区域地块、“蒸汽时代”区域地块、“霞客神旅”区域地块、“萌宠小镇”区域地块。项目设计施工范围为“霞客神旅区”主题包装工程（以下简称“主题乐园项目”），设计和施工建筑总面积约 9 540.4 m2。

2 主题乐园项目的特点

主题乐园依托人文资源，普遍具有强烈的地域色彩和个性化特征，对特色主题的强行嫁接和复制会遭遇不同程度的文化冲突。因此，只有保持其区域文化个性，才能拥有广泛的本土群众基础，并吸引其影响范围内的人口，完成主题乐园领域性的突破。

主题乐园建设是一个庞大的系统工程，从项目前期论证、初步设计、深化设计、项目施工到项目运营等阶段，都由很多参建单位和专业团体共同参与，各单位及各专业相互配合、协同交叉、协调工作。为应对各种各样的难题，一种新的管理模式在实践中被总结出来：采用 EPC 总承包管理模式进行主题乐园的项目管理。

对比以往的管理模式，EPC 总承包具有多种优势。例如：能对项目的设计、采购、施工等阶段进行全面管理，能使得各专业之间的分包和协调更加快捷有效，可达到提高效率、降低成本和缩短工期的目标。采用 EPC 总承包模式，业主不再承担其中的风险，而将风险转移给承包企业。在此模式下，总承包商必须对工程项目的设计、采购和施工承担风险；基于项目不确定性和风险性，采用项目管理软件和 BIM 技术相结合，分析和预判不确定因数，解决建设中所遇到的各种情况，把风险和损失降到最低[1]。

3 主题乐园中的 EPC 项目管理优势

在主题乐园建设中，实施 EPC 总承包管理具有以下优点：有利于对整个项目的统筹安排和各专业分包商的协调，有效解决设计与施工及其各专业分包商项目实施中的交叉作业、界面冲突和协调互补，以提高整个项目的建设效率，更好地解决施工中所遇到的技术冲突、交叉作业和施工安全等问题。

在主题乐园项目建设各阶段，范围和权责界限明确，合同总价和施工工期明确，业主的投资和工程建设周期明确，有利于整个项目的费用和进度控制。对 EPC 项目进行项目管理，实现各项指标，离不开技术的支持和 BIM 信息技术的应用。项目初步设计是建立 BIM 模型，采取中心文件和工作集模式，工程师个人设计数据文件和云平台数据文件实时更新协同设计。建立的模型不仅能呈现出几何空间关系，而且其自身的属性，如名称、型号、材质等信息，可自动生成材料设备列表。项目中后期采用 BIM 进行协同设计，同时为业主方提供了多方参与协同工作的 BIM 数据管理云平台。BIM 技术的应用，使设计方与其他参建单位的协同能力得到了加强。

4 BIM 技术在本项目主题包装工程中的应用

任何项目在项目周期内必须制定各项指标，在设计阶段必须遵循方案先行的原则，在施工阶段必须遵循样板引路的原则，制订详细且具有针对性和可操作性的计划和方案，熟悉掌握施工工艺和质量标准，确保工程安全无事故、按期完工和质量达标，顺利地完成整体项目。

在项目实施初期，充分考虑设计和施工所遇到的问题。在设计环节，必须充分考虑设计的合理性、美观性和施工的可操作性。在设计环节，BIM 技术被较多地应用于解决一些具有复杂包装造型、复杂功能关系和复杂性能要求特征的建筑、包装、游艺设备的空间关系问题。

在 BIM 模型中，建筑构件不只是一个虚拟的模型，更带有了诸如材料的导热系数和防火等级，构件的价格信息、重量、受力情况等特有的属性。此外，还可以进行节能分析，光照、能耗等只需设定好参数，便可自由调整，以满足设计、施工工艺及外观审美的要求。

下面以主题乐园项目为例，探讨 BIM 技术在该项目中的应用。

4.1 设计阶段

设计流程如下：分析项目资料→初步设计→分析方案检查规范→扩初设计→深化设计建模→各专业图纸提资、模型碰撞检查→节点详图设计优化→校对出图→整理说明工程做法表。

主题乐园项目以当地著名的明代地理学家、旅行家和文学家徐霞客生平的游历为故事线，以山脉结合过山车、水道结合峡谷漂流的思路设计出游览线路。在满足游客寻求刺激、惊险、休闲、放松和娱乐等各种精神需求的同时，更能让游客熟悉大自然的奥秘，寻找大自然的规律。

利用所提供的实况地貌图纸信息，建立起基地现有设施内特定区域的现况模型，以提供细部设计所需信息。项目中，文化演出区域结合地形、高差及建筑功能分区，设置户外休息活动场地、园林绿化小品、主题 IP 人物等，营造优美的环境；明确内外功能分区，合理设置人流路线和车辆行进路线，对喧闹和静谧的环境设置进行分隔和分区，保证动静分离[2]。

应用 BIM/GIS 软件对项目现况进行分析，以确定项目的最佳建设地点；对建构物进行细节设计，包括建筑、结构、使用空间关系及其他相关专业设计等。应用 BIM 软件进行系统设计和分析，以满足业主空间上的要求。进入施工阶段前，整合各专业设计图，进行三维可视化仿真分析；利用三维模型的虚拟空间，模拟可视化的效果，检测设施设备在空间上的关系，以达到项目成员之间的沟通协调、整合协作的效能。应用 BIM 软件事前检查出各专业的冲突，从而提高设计图纸的质量，减少后期设计变更的产生，避免工程费用的增加。

以计算机 BIM 虚拟技术为手段，结合 BIM 动画演示，设计三维动感地质和地貌互动展示体验馆，以满足游客增加知识、丰富阅历、追求刺激体验等的旅游需求。以互动体验类场馆及设施为载体，运用互动体验、游乐娱乐、演艺等手法，以真人演绎、室内漂流、灾难模拟、水幕电影等形式，融合地区核心文化元素，满足游客寻求刺激、惊险、休闲、放松、娱乐等各种精神需求。

4.2 施工阶段

在项目实施过程中，定期检查和分析项目的完成情况。其主要内容包括：原始进度计划指标的完成情况是否影响工期目标，调整后的进度计划是否满足施工进度需要，材料和施工机械是否按原定计划及时进场，材料进场进度是否满足施工需求，材料进场试验和监理验收及第三方检测是否及时签字确认，工程范围及工程量的变化是否及时得到签字确认，预付款和进度款是否按期支付。分析项目延误的原因，从而制定出相应的解决方案，确保工期顺利进行。

在施工环节，应用 BIM 技术模拟演示复杂的施工工艺和包装工厂与游艺设备的安全界限，有效地开展组织施工；采用数字模拟的方式进行虚拟施工和精确算量，以此来有效指导施工，控制施工成本。

参数化建模可实现分块化加工生产，从而解决单体尺寸过大、运输难度大的问题。在施工中大部分尺寸较大、形状不规则的装饰物需要外加工，加工后还要直接运至现场安装。因此，应用 BIM 技术建立三维信息模型，然后对三维模型进行分割分块，并将分块信息传输给工厂实施生产。采取单体编号、分区分块装箱运输、到安装现场再进行组装的方案，解决了装饰物不利于运输、在运输过程中容易变形和损伤等问题。在汽车运输过程中用气泡膜提前做好保护，必要时采用单个装箱封闭成品的方法，以防成品在运输过程中发生损坏。运输前要向运输公司做好半成品正确运输的交底工作，以免发生不必要的碰撞和返修。

制作视频演示文件、设计生产流程图、分配玻璃纤维增强水泥（GRC）产品的生产加工，解决安装施工交叉作业多、沟通交底量大的问题。在实际 GRC 制作施工过程中，交叉环节多、工序复杂、协调难度大，现场项目管理组织部门和生产负责人在施工组织过程中需要对交叉作业工作制定详细的流程表，明确各专业施工组的责任与分工，保持沟通顺畅、信息传递无误。

此外，BIM 技术还可以应用于其他工作环节，如编制计划、采购材料，协助项目生产、划分施工段、分解施工节点等，解决工程量大、工期紧的问题。在本项目施工过程中，假山塑石制作采用 φ5 细钢筋和钢丝网。单根 Ф5 细钢筋现场焊接成 150 mm×150 mm 网状，进度缓慢、工期拖延严重，组成多个作业队仍然不能满足进度要求。在 EPC 管理模式下，应用 BIM 技术改变生产工艺，在钢筋加工厂完成单个 2 m×2 m、间距 150 mm×150 mm 网状；现场利用成品网状结构制作塑石山体。其效率得到了极大的提高，在减少人工和费用投入的同时，降低了安全风险。

4.3 云平台

云平台的搭设，减少了各专业对项目理解上的偏差，使得各个专业能够协同设计，从而提高了设计效率。利用云平台的联动功能，确保模型一旦被修改其相关的参数也会同时联动，从而很好地解决了图纸与图纸之间“缺、漏、错”的问题，既节省了设计周期，又减少了资源的投入。游艺、动感体验设备是高端装备，对建筑空间要求高。搭建 BIM 虚拟工作平台进行协同工作，可使各参与单位都能在该平台上配合开展施工作业，确保工程项目的高质量完成[3]。