BIM技术在高校基本建设项目管理中的应用
2021-03-31孙海涛张玉腾
孙海涛,张玉腾
(青岛理工大学,山东 青岛 266525)
随着建筑市场需求的多元发展,建筑工程项目的复杂程度不断提高,传统项目管理所存在的信息孤岛、管理和协调工作冗杂的弊端已无法满足复杂工程对于精细化管理和信息协同共享的需求。依靠BIM 信息技术指导项目管理,弥补了传统项目管理存在的相互割裂、不系统和缺乏对不确定性问题管理等方面的缺陷,勇于向技术和管理要效益,实现建设项目精细化管理的高效、高质量发展,已经成为建筑行业的共识。
近年来,众多高校重建老校区、兴建新校区,高校基建项目施工过程中存在的成本控制难度大、现场粗放式管理、信息共享不畅或工作协调困难等问题日益显现。为解决以上弊端,本文将归纳总结BIM 技术应用于某高校基建项目施工过程的优势和应用情况,进而分析BIM 技术对提升高校建设项目管理效能的效果。
1 我国高校基建项目管理的特征
我国高校基建项目管理既具备普通民用建设项目的基本特点,又含有教育性、非营利性建设项目的特殊属性,具体表现如下。
1.1 基建项目种类繁多、功能要求多样化
高校基建项目种类繁多,一般包含教学楼、图书馆、实验(实训)楼、学生公寓、学生食堂、体育馆(风雨操场)等。当前高校对于新建建筑的功能需求越来越复杂,建筑单体所涉及的新材料、新工艺、新技术也越来越多,加之建筑物的服务对象各不相同,使得高校基建项目在设计、施工过程中存在较大差异,对施工过程管理提出了较高要求。青岛理工大学新校区二期工程建设项目2017 年同期在建项目包括教学楼、图书馆、土木实验楼、学生宿舍等包括教学、科研、配套服务设施等30 个,多项目同时施工给基建项目管理带来了巨大的挑战。
1.2 项目协同管理难度大
高校基建项目的校内工作主体一般为基本建设处、后勤管理处等职能部门,同时也需要办公室、财务、审计监察、保卫、资产等相关部门的密切配合,由于受到原部门业务工作或沟通渠道的影响,项目日常管理中易出现分工失调、工作进度相互牵制等问题,限制了工作效率,增大了协同管理的难度。同时,随着高校人事改革的不断深化,职能部门人员逐步精简,能够参与到建设项目日常施工现场管理的专业技术人员较少,且能力参差不齐,为建设项目施工过程协同管理,尤其是现场质量监督、安全落实等工作的顺利开展徒增了较大的不确定性。
1.3 资金来源特殊、成本控制严格
高校建设项目在立项审批过程中明确了投资规模及资金来源方式,一般分为自行筹措和政府补助,所以高校基建项目较普通民用建筑项目更加受到政府部门及相关单位的监督。青岛理工大学二期工程建设项目分为学校自筹资金建设项目和政府支持建设项目两大部分,在项目施工期间遇到人工费调升、钢筋和混凝土等主要材料价格涨幅超过10%的背景下,如何根据项目实际,做好成本控制工作,避免超概算建设,降低高校基建项目的财务风险,是高校基建项目管理面临的重要挑战。
1.4 项目管理精细化需求高
精细化管理是提升高校核心竞争能力的有效途径,当前高校精细化管理工作边界不断扩大,已从资金、制度管理延伸到资源、服务管理,对于影响办学条件、发展规模的高校基本建设项目开展精细化管理也成为高校重点关注的领域。由于没有成熟的精细化管理管理硬件与软件,很多高校在开展基本建设工作时仍然陷在传统项目管理的沼泽中,不可避免的落下粗放式管理的印记,甚至出现成本失控、质量缺陷、进度迟缓等影响高校的事业发展的问题。因此,对高校基本建设项目开展精细化管理是非常必要的。
1.5 高校专业人才培养的内动力不足
当前,高校尤其是建筑类院校已经充分认识到了BIM 专业人才培养的重要性,正在深入开展BIM 技术教学和研究。但如何在高校基建项目实施过程中为BIM 技术专业人才的培养提供支持,却没有得到高校及学科组的重视,缺乏专业教育与行业、企业的有效结合,不利于BIM专业人才的培育。
2 BIM技术在高校建设项目管理的优势
在多项目同时施工的背景下,BIM 技术具有以下优势以提高高校基本建设项目管理的效率,发挥其过程管理的优势,助力高校基本建设项目顺利竣工交付投入使用。
2.1 BIM技术在协同管理中的优势
依托BIM 技术建立的协同管理平台能够为高校各参与部门(例如基建管理部门、后勤服务部门、财务管理部门、保卫管理部门、信息化管理部门、建筑单体使用部门等)、设计单位、咨询单位、施工单位、监理单位提供协同管理与信息共享平台,并根据不同参与单位的具体工作实际开放不同权限,提高工作界面的简洁性,避免不必要的信息推送对其日常业务工作造成打扰。
2.2 BIM技术在成本管理中的优势
BIM 技术在建筑领域应用的重要目的即三维可视化、精确定位,碰撞检查、合理布局,设备参数复核,该应用能够直接控制施工成本或间接通过缩短施工工期与提升施工质量,提高成本管理效率。
2.3 BIM技术在精细化管理中的优势
根据高校基本建设项目自身特点建立BIM 管理平台下设设备管理、材料管理、图纸管理、质量管理等若干子模块,为施工过程中的各单位、各阶段的精细化管理提供独立平台开展工作。
2.4 BIM技术在高校专业人才培养中的优势
依托高校基本建设项目建立在校学生身边建筑单体的BIM 信息模型,复原已建成建筑单体的设计、施工过程,直接参与到运营维护管理中,切实发挥信息化教学作用,提高学生对整个项目的控制能力和具体操作流程的动手能力。
3 BIM技术项目应用
3.1 工程概况
青岛理工大学图书馆项目是新校区二期工程建设中的标志性建筑,建设单位协同施工单位、设计单位等运用BIM 技术全面解决图书馆项目协同管理之广、成本控制之严、施工技术之难、人才培养之急等对项目痛点、难点问题,确保图书馆项目的顺利完工并交付使用。
3.2 协同管理应用
为保证新校区二期工程的顺利实施组建的新校区建设办公室(临时机构),下设综合部、工程部、规划设计部、审计监察部、财务部、档案部等开展协同管理工作,每天开展工作对接将耗费较多人力、物力、财力。为此,本项目以总工程目标为准绳,各部门管理人员每天运用BIM 协同管理平台对项目施工过程中出现的设计变更、成本控制、进度管理、质量管控等工作开展线上协同管理,综合部根据工作实际适时组织线下目标控制会议解决项目管理难点问题。同时,在BIM协同管理平台中为相关职能部门(例如后勤管理处、保卫处、信息化管理中心、建筑单体使用部门等)添加一定功能权限,帮助其掌握工程进展,便于提前介入开展智慧校园网络平台对接、平安校园楼宇监控联动、校园文化配套设施建设等工作,避免建筑单体交付后二次改造的浪费。
3.3 成本控制应用
图书馆项目中使用的钢材、外墙陶板、玻璃幕墙等物料种类多、数量大,运用传统材料统计方法精度较低;加之设计变更与价格波动对材料成本的影响,使得项目材料成本控制难度较大。BIM 技术在本项目中主要从以下两个方面提高成本控制效率:一方面,在项目施工前,建设单位(审计监察部)利用BIM技术按楼层、材料类型、使用时段等不同关键字对各类材料工程量进行了分类统计汇总,将生成的材料工程量预算报表通过信息协同管理平台发布给建设单位(工程部、财务部等)、施工单位等相关部门,便于其在施工过程中进行材料成本控制检查;在各工序施工前,运用BIM 模型对材料进行预排布,精确计算各部位材料用量,施工过程中根据预排布情况进行点对点材料运输,减少建筑材料浪费及建筑垃圾的产生,实现精细化材料管控,最大限度减少材料闲置和丢失浪费,从而实现了材料成本控制的高效。另一方面,不同于传统成本核算与控制方法,建设单位(审计监察部)利用BIM 系统组建了项目施工过程成本核算与控制平台,在施工过程中及时将因设计变更、材料更迭等原因引发的价格调整信息导入平台中,对项目总成本及分项成本进行监管,将实际成本与计划成本对于对比,分析累计偏差原因,为相关决策提供数据支撑,避免超概算施工。
3.4 精细化管理应用
图书馆项目建设被列为青岛理工大学“十三五”规划“校园精细化管理工程”的重点工作,BIM 技术在图书馆项目精细化管理方面的应用主要体现在精、细、严三个方面。
精指的是更好、更优、精益求精。在本项目的图纸交底阶段,建设单位(工程部)协同施工单位利用Revit 搭建4D 模型,弥补传统图纸二维表达与实际施工存在的相对误差,将发现的问题点以问题报告的形式发送给设计院及各参建单位,优化设计、明确设计施工思路,同时统一各单位的施工质量目标,减少因设计执行不当、沟通协调不畅等原因造成的施工质量问题,确保项目施工质量更好、更优。
细指的是工作标准化、程序化。项目中无梁楼盖工程的施工难度较大,若不严格执行标准化施工方案,易出现严重的质量问题。为此,建设单位(工程部)协同设计单位、施工单位利用BIM 信息化软件制作了无梁楼盖施工标准化方案,施工前培训施工人员对钢网箱的尺寸规格、摆放位置及间距等高精度工作的认知与施工能力,帮助其熟练掌握无梁楼盖的标准化、程序化施工技术;同时,施工过程中借助现场智能航拍技术对施工成果进行质量监督与检查,施工结束后及时进行质量验收,避免不合格施工造成的质量隐患。在该分项工程中,借助BIM 技术形成了一套完整、高效的标准化施工流程,不仅提高了施工质量,也为其他工程的实践提供了借鉴依据。
严指的是工作执行制度,严格控制偏差。建设单位(工程部)将项目总计划进度导入BIM 施工进度管理模拟平台中,使计划节点与BIM 模型相应节点关联。在施工过程中,现场管理人员通过C8BIM 移动端将采集到的实际施工进度信息导入BIM 施工进度管理模拟平台中,并通过颜色分类并与计划进度进行对比,通过对比实时掌握实际进度与计划进度存在的差异,引导施工人员严格执行工作计划,动态调整施工步骤,控制进度偏差,确保工期目标的顺利完成;同时,通过采集得到的施工材料信息还可掌握施工材料状态,实现材料管理纠偏及修正的目的。
3.5 人才培养的应用
图书馆项目自2017 年初启动规划设计工作以来,学校高度重视在建设项目过程中推动BIM 技术产教融合专业人才培养,联合设计单位、施工单位等为土木工程学院、建筑与城乡规划学院、管理工程学院各年级、各专业的认识实习、专业实习提供实践平台,探索了高校BIM 人才培养的新模式。
3.6 应用成果
BIM 技术在青岛理工大学图书馆项目管理中的应用成果显著。从数据量化角度来看:钢筋、外墙陶板的科学算量节省了30%~50%的材料成本;多单位联合图纸优化,消除了85%的设计变更,提高了施工质量。从校园精细化管理效果来看:依托BIM 技术开展的“模型式”安全管理提升与交底工作确保了项目全过程无安全事故;校内各参与部门职责分工明确、优化了资源配置,提升了各部门服务育人能力。从人才培养效果来看:与参建单位建立了良好的合作关系,聘请高级技术人才作为兼职教师,扩充了教师队伍储备;建立了6 个BIM 教学实训(实习)基地,丰富了实践教学环节内涵。
4 结语
通过对BIM 技术在高校基本建设项目管理的应用研究分析,发现其切实解决了高校基建项目中存在的协同管理难度大、成本控制效率低、精细化管理不足及人才培养内动力不足等问题,提高了高校基本建设项目的综合管控能力。因此,BIM 技术将成为高校基本建设精细化管理和信息化施工过程的重要工具,实现教育事业和建筑行业的高质量发展。