EPC模式下BIM技术在装配式建筑中的应用分析

顾佳华 王凯旋 时开青 贺宁

【摘要】BIM技术和装配式建筑的结合，成为我国建筑行业当下的热点和未来的趋势，与国外相比，装配式建筑在我国处于初级阶段，发展面临许多制约因素。将BIM技术和装配式相结合，可以发挥BIM信息集成的优势，实现设计、施工和运营维护的一体化。本文通过分析装配式建筑和BIM技术的特点，将BIM技术于装配式建筑相结合，重点介绍三维可视化成果分析、构件碰撞检查分析、图纸深化与工程量统计，以期为BIM技术推动装配式建筑的发展提供参考。

【关键词】装配式建筑;BIM技术应用;深化设计;EPC总承包

1、前言

近年来，随着BIM技术和EPC模式的应用逐渐深入，国内相关研究热度不断提高。但是，由于我国工程建设流程相对固定、单一，导致整个项目存在碎片化问题。EPC模式虽然能够将项目各方整合为一个整体，但同时也存在总承包风险较大而导致项目进展缓慢的问题[1]。虽然我们已经开始在装配式建筑应用BIM技术，在培养了一批既懂装配式又懂BIM技术的人才上花了很大的心血，但总体上BIM技术人员的装配式施工经验存在明显的不足。

2、装配式建筑工程总承包模式

为解决平行发包造成设计与施工的分离，建设单位在选择建筑工程项目组织方式时，优先采用EPC（Engineering Procurement Construction）工程总承包模式[2]。它是指总承包受业主委托，按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行作为一个整体实行全过程或若干阶段的承包，并对工程的质量、安全、费用和进度全面负责。

3、BIM技术在EPC工程总承包模式中的应用优势

建筑信息模型 building information model （BIM）建筑及其设施的物理和功能特性的数字化表达，在建筑工程全寿命期内提供共享的信息资源，并为各种决策提供基础信息[3]。BIM技术是一种数据化工具，通过建筑模型整合项目的各类相关信息，在项目策划、设计、建造、运行和维护的全生命周期中进行信息的共享和传递，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。所以，将BIM技术应用于装配式建筑项目的管理，将大大促进装配式建筑的发展速度，提高国内建筑中装配式建筑所占的市场比率。

4、EPC模式下BIM技术在装配式中的应用

4.1 BIM技术应用实施路径

预制结构的深化设计是在原EPC单位出具的设计施工图纸基础上，结合装配式结构构件制造及施工工艺的特点，对设计图纸进行细化、补充和完善，将繁琐的对图工作集于一个预制构件深化模型，找出在二维图纸上不易发现的设计盲点，将设计盲点问题按类别整理成问题报告。通过协调会的形式将设计问题在施工前提前反馈给EPC单位的设计部门予以解决，减少错误的发生。基于深化调整完毕的预制构件深化模型，生成预制构件深化技术资料，包含截面图、平面图、详图等，套用企业模板进行钢筋及混凝土用量统计分析，生成料单。

4.2基于BIM技术的三维成果表现

应用BIM技术，可以从任意一个方向观察模型，而不是单从平、立、剖三个方向观察。选取BIM模型的一部分数据库，作不同的直观效果演示。例如查看PC梁构件，可以将构件的混凝土材质去除，观察内部构成，用色彩体现它不同的构造关系，提供给构件生产单位。

BIM模型里包含丰富的信息，在预制装配式构件模型中除了3D建筑信息模型的几何信息描述外，还包含了建筑构件对象之间的逻辑关系。集合单个预制构件的BIM数据库，就可以产生整个项目的数据库，相当于把建筑项目所有的信息集成在一个三维信息化模型里，这是对工程项目非常有用的三维信息化模型。

4.3基于BIM技术的预制构件及钢筋碰撞检查

常规的碰撞检测，主要是检查构件之间的碰撞，深化设计中的碰撞检查除了发现构件之间是否存在干涉和碰撞外，主要是检测构件连接节点处的预留钢筋之间是否有冲突和碰撞，这种基于钢筋的碰撞检测，要求更高，也更加精细化，需要达到毫米级别。在对钢筋进行碰撞检查时，为防止钢筋发生连锁的碰撞冲突增加修改的难度，先对所有的钢筋节点作碰撞检查，即在建立参数化配筋节点时进行检查，保证钢筋节点钢筋没有碰撞，然后再基于整体配筋模型进行全面检测，直到结果收敛。因此，利用BIM技术可以快速准确的把可能发生在现场的冲突与碰撞在BIM模型中事先消除。

4.4深化图纸的生成与工程量统计

三维模型和二维图纸是两种不同形式的建筑表示方法，三维的BIM模型不能直接用于预制构件的加工生产，需要将包含钢筋信息的BIM模型转换成二维的加工图纸。利用BIM软件的出图和自动更新功能，一旦模型数据发生修改，与其关联的所有图纸都将自动更新，总体上预制构件自动出图，图纸的完成率在80%-90%之间。

在生成加工图纸时还需要对鋼筋及混凝土的用量进行统计，以便加工生产，基于整体配筋模型，利用BIM软件中自带的各类工程量模板进行快速的统计分析，减少人为操作和潜在错误，实现工程量信息与设计方案的完全一致。

结语：

EPC项目较为显著的优势在于总包方早期介入项目设计，利用BIM技术则能够更好的实现总包方对设计的参与和管理。利用BIM模型的直观性、可分析性、可出图性的特点，高效的进行预制构件的拆分设计。通过碰撞检查预先排除预制构件之间、预制构件与现浇部分、设备、管线之间的各种问题，出具预制构件详图，提高图纸的准确性和完整性，避免今后的设计变更等，减少不必要的浪费，以降低成本。基于EPC管理体系，预制构件深化设计与生产加工全面融入项目总体技术管理，覆盖设计、构件加工、现场施工等关键环节，解决了以往的设计图纸控制宽泛，对现场施工指导性差的问题。利用BIM技术能够更好的提升设计品质，充分发挥EPC模式的优势，提升工程整体价值。

参考文献：

[1]高震，毕建静.BIM技术在装配式建筑EPC管理模式中的应用[J].四川水泥，2019，（01）：232-232.

[2]王婷，肖丽萍.基于BIM的施工资料管理系统平台架构研究[J].工程管理学报，2015，（3）：50-54.

[3]GB/T51212-2016，建筑工程信息模型应用统一标准[S].