劉光忱，朱 甜，藺騰飛（沈陽建筑大學管理學院， 遼寧 沈陽 110168）

0 引 言

2020 年初，武漢暴發(fā)新冠肺炎疫情。2020 年 1 月 23日，武漢市政府決定參照北京“小湯山”模式建設武漢火神山醫(yī)院。這是一個與時間賽跑的重要建設項目。該項目應用 BIM＋裝配式建筑模式，不僅縮短了工期，保證了施工質(zhì)量，減少了環(huán)境破壞，還充分體現(xiàn)了 BIM＋裝配式建筑模式的優(yōu)勢。

武漢火神山醫(yī)院位于湖北省武漢市蔡甸區(qū)知音大道武漢市職工療養(yǎng)院內(nèi)。醫(yī)院占地面積約 50 000 m2，總建筑面積 33 940 m2，設置床位 1 000 個，用于集中收治新冠肺炎患者。該院主要設有重癥監(jiān)護病區(qū)、接診室、醫(yī)技部、網(wǎng)絡機房、供應庫房、垃圾暫存間和救護車消洗間等區(qū)域。項目整體參照戰(zhàn)地醫(yī)院形式，全部采用裝配式集裝箱式箱體活動板房設計建造，并結(jié)合 BIM 技術進行數(shù)字化運維，兩者相互配合，在較短時間內(nèi)完工并交付武漢火神山醫(yī)院項目。

本文針對 BIM＋裝配式建筑在應急工程建設工程項目中的應用展開研究，以期在日后實踐中得到進一步完善。

1 應急工程建設項目的特點

（1）建設速度快，工期控制嚴。應急工程建設項目是由國家領導和決策的“一級響應、戰(zhàn)時狀態(tài)”的臨時建設項目，需要國家內(nèi)部和外部各種資源的相互配合，以符合建筑標準為前提，短時間內(nèi)保質(zhì)保量地完成建筑成品，為應急防護提供可靠的物質(zhì)保障。在一般的傳統(tǒng)項目中，我們需要通過精密設計和精細施工來交付建筑成品，但在應急工程建設項目中，為保證工期而在施工上往往無法達到設計的精細度。這就需要我們以更加先進的建設方式來適應這一特殊情形，保證項目建設的正常運作。

（2）多專業(yè)協(xié)同配合要求高。應急工程建設項目一般把對建設速度的要求擺在首要位置，在時間緊、任務重的背景下，需要一種能同時滿足高效性、經(jīng)濟性、節(jié)約性的建筑結(jié)構(gòu)形式，并且滿足特殊的防護功能要求。這就需要相關設計-施工-運維全壽命周期階段的工作人員集成管理，在資源配置合理的要求下開展多專業(yè)交叉作業(yè)，統(tǒng)籌各專業(yè)的施工隊伍，保證施工中的每個環(huán)節(jié)都有序進行，確保施工進度的順利推進。

2 BIM＋裝配式建筑簡介

2.1 BIM 技術

BIM 技術是應用于工程設計、施工和運維于一體的數(shù)據(jù)化工具。由該工具構(gòu)建的參數(shù)模型，幫助工程技術人員能夠迅敏、準確地對各種建筑信息數(shù)據(jù)做出判斷，在為各參建方提供協(xié)同管理平臺的過程中，在方案優(yōu)化、成本控制、進度調(diào)控和項目管理等的具體實施中，起到了舉足輕重的作用。近些年來，得益于信息技術的發(fā)展，我國推出了大力推動 BIM 技術應用的相關政策，通過構(gòu)建“云平臺”，掌握項目從策劃、施工、交驗到竣工階段產(chǎn)生的所有動態(tài)資料；同時結(jié)合 BIM 技術，進行綜合檢查，實現(xiàn)裝配式建筑全過程的標準化、模塊化和智能化設計，為在極短時間內(nèi)各專業(yè)相互交叉作業(yè)管理提供便利。

2.2 裝配式建筑

裝配式建筑是一種安全高效、綠色環(huán)保、低碳節(jié)能型建筑。裝配式建筑構(gòu)件在車間生產(chǎn)過程中有固定的模具且依據(jù)統(tǒng)一的技術標準，保障了產(chǎn)品的精度，使產(chǎn)品更加標準化。通過從工廠運輸?shù)浆F(xiàn)場進行裝配施工，降低了現(xiàn)場作業(yè)的工作量，提高了工作效率，加快了施工進度，保證了工程質(zhì)量，減少了工程成本。如今，裝配式建筑正在發(fā)揮其巨大的潛力，也越來越受到人們的青睞。

3 BIM＋裝配式建筑的應用過程

3.1 設計階段

3.1.1 應用 BIM 技術進行三維建模

新冠肺炎疫情暴發(fā)后，武漢市政府下發(fā)指令進行武漢火神山醫(yī)院的建設。中信建筑設計研究總院在第一時間與施工單位進行探討，確定采用裝配式建筑模式，并借助信息化工具—BIM 技術，根據(jù)裝配式建筑的規(guī)范要求，運用 Revit 軟件對建筑結(jié)構(gòu)類型、尺寸和材質(zhì)等單個建筑構(gòu)件元素的參數(shù)，進行設計和三維建模。其間，各種構(gòu)件的參數(shù)不斷被確定和修改，并在軟件中相互關聯(lián)；所有專業(yè)平面、立體和剖面的二維 CAD 圖紙通過 Revit 軟件被轉(zhuǎn)化為三維動態(tài)模型；各參建單位根據(jù)建造模型就如何縮短工期、保證質(zhì)量、確保安全等問題進行探討并達成共識。武漢火神山醫(yī)院依據(jù)傳染病醫(yī)院建造的相關規(guī)范，需要增添一些特殊的建筑功能。這勢必要求在設計過程中將不同專業(yè)的圖紙放置在同一個 BIM 模型中進行互相關聯(lián)，通過Navisworks 的實時互動進行綜合檢查，以優(yōu)化設計圖紙，降低設計階段的出錯概率。最后借助 YJK-AMCS 軟件的模塊功能來提高裝配式建筑的建模速率，從根本上避免了不同專業(yè)圖紙出現(xiàn)差異的現(xiàn)象，為施工建設提供了基礎性的技術保障。

3.1.2 應用 BIM 技術進行協(xié)同設計

BIM 技術是一種建筑信息技術，使不同專業(yè)、不同地區(qū)的人員都能通過網(wǎng)絡參與 “云平臺”的構(gòu)建，在同一個 BIM 上進行協(xié)同設計，實現(xiàn)工程設計中各種信息的共享和協(xié)調(diào)管控，保證設計工作的協(xié)調(diào)推進。在武漢火神山醫(yī)院項目建設過程中，BIM 的創(chuàng)建者通過網(wǎng)絡“云平臺”與團隊成員和來自全國各地的優(yōu)秀設計師共同奮戰(zhàn)，運用建筑物參數(shù)化共享的數(shù)字模型信息，花費 3 天時間共同完成了建模設計工作；各方設計人員運用共享的建筑參數(shù)對建筑物進行模擬化、可視化的碰撞檢查，實現(xiàn)協(xié)同設計和管理。應用 BIM 技術開展協(xié)同設計工作，優(yōu)化了設計圖紙，減少了設計中的出錯次數(shù)，確保了設計工作的順利進行。

3.2 施工階段

3.2.1 應用 BIM 技術進行技術交底

BIM 技術的參數(shù)化設計和可視化交底充分體現(xiàn)了 BIM＋裝配式建筑的創(chuàng)新所在。在武漢火神山醫(yī)院施工前，中建三局運用 BIM 模型進行三維方案技術交底。例如：向生產(chǎn)作業(yè)人員展示三維模型，應用 BIM 技術對施工工序進行動態(tài)模擬和碰撞檢查，并直觀地展示了動態(tài)主體結(jié)構(gòu)縱/橫向施工、集裝箱式箱體活動板房構(gòu)件尺寸大小及關鍵技術要點；運用三維圖詳細記錄每個復雜節(jié)點，然后進行三維渲染；運用三維立體打印技術直接將 BIM 模型打印成實體構(gòu)件，并進行實物模型展示。其呈現(xiàn)方式直觀，不存在理解障礙和誤差，讓加工人員和現(xiàn)場安裝工人了解施工工序并按圖施工，以確保加工和安裝的質(zhì)量。BIM 模型的技術交底，不僅充分體現(xiàn)了交底內(nèi)容的直觀性和準確度，而且便于施工組準確理解設計方案和施工方案，極大地提高了工作效率，確保了施工進度的有條不紊。

3.2.2 應用 BIM 技術進行現(xiàn)場協(xié)同管理

BIM 技術應用到裝配式建筑中的做法，為裝配式建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級開辟了一條新的出路。BIM＋裝配式建筑采用成熟的拼裝式工業(yè)化成品，在很大程度上減少了現(xiàn)場作業(yè)的工作量，將效率發(fā)揮到最大。武漢火神山醫(yī)院項目建設期間，中建三局應用 BIM 技術進行智能化管控，在模塊化設計的基礎上，通過“云平臺”將各部件的工程信息從模型中調(diào)出，提供相對應的技術規(guī)范、加工圖和構(gòu)件詳圖，由工廠進行標準化、模塊化、工業(yè)化生產(chǎn)，使工程成品的質(zhì)量得到了嚴格控制。在施工現(xiàn)場，應用 BIM 技術提前進行場地布置，按照醫(yī)院建設的特點，對采光、管線布置和能耗分析等進行優(yōu)化模擬，確定最優(yōu)建筑方案和施工方案。在運輸過程中，制訂嚴格的運輸方案，確保各構(gòu)件按時運至現(xiàn)場。在安裝過程中，采用構(gòu)件編碼的方式，以便安裝人員可以根據(jù)編碼快速確定構(gòu)件的位置并盡快完成拼裝工序，實現(xiàn)在外部拼接過后進行整體吊裝，將現(xiàn)場施工和整體吊裝穿插進行，以加快施工進度。

3.3 運維階段

3.3.1 應用 BIM 技術進行構(gòu)件信息追溯管理

BIM＋裝配式建筑的應用，推動了武漢火神山醫(yī)院的快速建設。在建設過程中，為了確保構(gòu)件數(shù)據(jù)信息的共享，保證各參建方協(xié)同管理，最終生成管理數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，提高了建設項的準確性；對構(gòu)件自動生成獨有的二維碼，編碼與構(gòu)件一一對應，實現(xiàn)生產(chǎn)和裝配的 BIM 信息錄入、操作、存檔及構(gòu)件跟蹤分析的數(shù)字化管理。工作人員通過掃描二維碼，可實時更新構(gòu)件狀態(tài)、實時對所有構(gòu)件進行追蹤查詢、實時采集數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計各階段完工工程量，并且進行信息共享，以便工作人員發(fā)現(xiàn)問題后及時采取相應措施進行應對，防止造成嚴重的安全事故。

3.3.2 應用 BIM 技術進行工程信息化管理

BIM＋裝配式建筑是一種項目精細化的模式。在建設過程中，BIM＋裝配式建筑的智能化管控優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，使項目的全壽命周期都處于數(shù)字化管控之中。通過構(gòu)建的 BIM 數(shù)據(jù)庫，將各參建單位、建筑材料、建筑機械、建筑工期和建筑成本等信息納入建筑信息模型中，同時運用 BIM 4D 和 BIM 5D 的模型進行集成管理。從初步設計、方案比選、材料需求計劃、工程量、成本估算和工程檔案資料智慧化管理到項目交付竣工，都實行數(shù)字化運維，提高了 BIM 數(shù)據(jù)庫目的管理效率和協(xié)作效率。

4 加快發(fā)展 BIM＋裝配式建筑的對策和建議

4.1 建立完善的標準規(guī)范體系

BIM＋裝配式建筑是武漢火神山醫(yī)院應急工程建設項目的核心，不僅發(fā)揮了其固有的建造優(yōu)勢、提高了工作效率、加快了施工進度、保證了工程質(zhì)量，還體現(xiàn)了 BIM 信息化技術在項目建設全過程階段的顯著效果。項目組構(gòu)建“云平臺”，使得各參建單位能夠掌握項目從策劃到交驗、竣工和管理各階段產(chǎn)生的所有動態(tài)資料，實現(xiàn)項目協(xié)同管理，實現(xiàn)全壽命周期內(nèi)的良性發(fā)展。據(jù)相關資料顯示，與國際建筑業(yè)信息化率 0.3% 的平均水平相比，我國建筑業(yè)信息化率僅約為 0.03%，差距十分明顯。這說明我國建筑業(yè)信息化步伐發(fā)展緩慢，亟待進一步提升。

針對信息化率較低這一現(xiàn)象，當前最重要的任務是加緊出臺相關標準規(guī)范，并盡早建立建筑業(yè)信息化數(shù)據(jù)庫。因此，有關部門應加大力度積極制訂相關的標準規(guī)范和要求，進一步完善相關的數(shù)據(jù)標準和系統(tǒng)的建設規(guī)范，制訂和實施統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲的標準，引導和規(guī)范相關應用平臺的建設，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎的平臺支撐。同時，積極探索 BIM 技術與地理信息集成技術、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等的集成應用管理，推動裝配式建筑的高質(zhì)量發(fā)展。

4.2 完善裝配式建筑的全產(chǎn)業(yè)鏈建設

BIM＋裝配式建筑進一步推動了裝配式建筑在全國各地的迅猛發(fā)展，并從政府投資項目逐步延伸至民用項目。從現(xiàn)階段來看，裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展一直以政策驅(qū)動為主，社會參與程度較低，專業(yè)化分工尚未形成，僅局限于裝配式工廠的生產(chǎn)和制造，缺乏配套資源和配套產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。導致設計單位、預制構(gòu)件生產(chǎn)商、施工企業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)商、材料供應商和裝飾裝修公司等多個產(chǎn)業(yè)鏈主體之間產(chǎn)生斷層，信息共享和主體協(xié)同管理作業(yè)程度較低，裝配式建筑全壽命周期內(nèi)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高嚴重受阻，從而不利于全行業(yè)生產(chǎn)力的提升。

為了更好地促進裝配式建筑的良性發(fā)展，需完善裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的建設。制訂裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展規(guī)劃，打造集裝配式建筑設計、生產(chǎn)、施工、安裝、裝修裝飾、材料供應、產(chǎn)品銷售和運營管理等于一體的相關產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的全產(chǎn)業(yè)鏈。實現(xiàn)企業(yè)集聚、產(chǎn)業(yè)集群、技術集成，促進產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游之間的一體化發(fā)展，形成資源集聚效應和協(xié)同溢出效應，最大程度地取得全產(chǎn)業(yè)鏈的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

4.3 加大 BIM 人才培養(yǎng)力度

BIM＋裝配式建筑助推了武漢火神山醫(yī)院快速建設，讓更多人認識到 BIM＋裝配式建筑的強大優(yōu)勢。這幾年來，國家加大力度推進 BIM 技術的發(fā)展規(guī)劃，也培養(yǎng)出了一批專業(yè)人才，但這一切相對于巨大的市場需求而言還遠遠不夠。與此同時，當前 BIM 從業(yè)人員僅掌握了 BIM 理念和應用工具，缺少相應的實踐經(jīng)驗，無法制訂出符合企業(yè)實際需求的 BIM 應用規(guī)劃和方案。這對 BIM＋裝配式建筑的快速發(fā)展具有一定的制約作用。

面對強大的市場需求，有關部門需完善相關政策文件，制訂出符合要求的標準規(guī)范，開展行業(yè)技術交流，從而推動行業(yè)發(fā)展。進一步優(yōu)化人才培養(yǎng)實施方案，加大對 BIM 應用的宣傳推廣力度，讓更多的人認識到運用 BIM 技術的優(yōu)勢。開展全國 BIM 職業(yè)技能大賽，完善全國建筑信息模型職業(yè)技能等級考試的規(guī)范要求。企業(yè)應制訂公司層和項目層的獎懲制度，以幫助企業(yè)挖掘和發(fā)揮 BIM 人員的潛能，不斷完善獎懲制度，激發(fā)項目應用 BIM 的活力，最終形成一支更加符合企業(yè)發(fā)展和項目需求的、完整的復合型 BIM 人才隊伍。

5 結(jié) 語

BIM＋裝配式建筑在武漢火神山醫(yī)院建設項目中充分體現(xiàn)了實際應用價值，達到了“1＋1＞2”的效果?？梢灶A見，隨著我國大力推進 BIM＋裝配式建筑的高質(zhì)量發(fā)展，BIM＋裝配式建筑未來必將在臨建工程、緊急用房、抗險救災、應急倉儲、市政設施和商業(yè)住宅等領域進一步發(fā)揮其得天獨厚的應用優(yōu)勢，為傳統(tǒng)建設方式的升級和轉(zhuǎn)型賦能。