BIM在EPC工程总承包中的应用

BIM在 EPC工程总承包中的应用

梁秋凤 李秀峰 付恒得 聂向东

中国建筑第八工程局有限公司南方公司 广东深圳 518000

摘要：最近10年来建筑业高水平发展，BIM作为信息化技术在建筑业全生命周期领域有了一定的发展，给建筑业的发展带来革新，但距离全面高效应用还有一定距离。目前BIM应用层出不穷，但大部分应用流于形式，浮于表面，华而不实，投入与产出不对等。EPC作为施工总承包模式的一种，即设计、采购、施工于一体的承包模式，最终目的是给业主提供一个满足需求、质量合格工程项目。EPC项目通常签订的总价合同，近年来低价中标是EPC项目的一个特点，“超概”现象是EPC项目普遍存在的问题，最终结果是总承包商承担风险。基于此，本文主要以房建工程项目为研究对象，如何运用BIM避免EPC模式项目“超概”问题进行研究与分析。

1 BIM技术在设计阶段的运用

作为EPC项目，设计阶段的工作对项目盈亏起着决定性作用，因此，做好设计优化是EPC的重要工作。如何做好设计优化，从BIM 入手，可以从以下几个方面优化。

1. 1. 建筑性能模拟

基于BIM建立包含建筑工程所有信息及参与建筑的多方数据信息为基本模型，对建筑声环境、热环境、采光、通风、疏散等进行分析。基于正向设计的模型实时变化可快速导入到分析软件中，更有助于分析设计调整对建筑产生的影响，提高设计质量和效率。通过绿建分析优选出满足绿建规范要求、经济合理、性能安全、能顺利通过节能验收的方案。对于幕墙优化，可以从绿建优化入手，不可一味追求传热系数小的玻璃幕墙，尽可能地挖掘自然环境如地理环境、气候环境带来的节能效果，这就需要对建筑形体、气候影响、建筑朝向、围护结构的材质、遮阳措施等进行综合分析与把控。利用BIM绿建分析技术辅助建筑节能设计，可以分析出一年中太阳辐射量最多的方位角度并选取一个最佳的朝向，使得建筑在夏季与冬季获得的太阳辐射处于最佳状态。不仅如此，BIM绿建分析技术还可太阳活动区域入射角范围来确定光照范围，通过分析太阳活动区域来确定建筑物某个时段接受光照最佳的朝向，可以为设计师提供有力支持，提出更多可行性方案，优选出业主满意的外观效果，造价最经济，节能环保的方案。

影响玻璃幕墙的几大成本因素中：型材费用占比约十分之三，玻璃占比约四分之一，施工占比约六分之一。因此，玻璃在幕墙的成本中比重还是比较大的，而玻璃的成本主要与玻璃的颜色、厚度、表面处理方式及中控层厚度有关。在幕墙优化方面，可以从优化玻璃入手，降低成本。例如，BIM绿建分析技术分析建筑物不同方位接受太阳辐射的辐射量，合理选用玻璃型材。在建筑物接受太阳辐射量多的一侧，尽可能选择遮阳型玻璃，在接受太阳辐射量少的一侧，尽可能选用高透型玻璃。

1.2混凝土结构代替钢结构的优化

钢结构因为重量轻其刚度大，多用于超长悬挑结构中。钢框架与混凝土框架在造价上面比较，相差30%左右。虽然“钢结构”工程在强度、刚度稳定性、及空间布置等方面具有优势。但钢框架的结构用钢量较大，造成了土建工程造价较高，通过BIM优化设计可以降低一部分造价，但必须通过全面、正确地综合对比分析。

下面以某图书馆为例分析运用BIM技术在混凝土结构代替钢结构的优化。本项目为EPC项目，地下1层、地上6层，设计图纸3层、4层、5层南侧局部为悬挑钢结构，悬挑长度为8-10米，结构上为保证安全性，采用了钢骨混凝土柱及钢梁来实现，施工难度较大、成本较高。钢梁普遍为350x1000的工字钢梁，这导致整体用钢量偏高，同时，钢结构需要后期维护，例如定期做安全检查、重新喷涂防火漆、防锈漆等，综合来说，实现原方案的代价较大。若能将悬挑钢结构改为混凝土结构，既能减小施工难度，又能节省成本，降低总造价，减小超概风险。

3层、4层、5层、6层南侧局部为悬挑钢结构

针对两种不同的方案，建立BIM模型，并进行结构安全验算，导出工程量进行商务预算。根据商务预算，采用悬挑钢结构的总造价为1975万元，采用混凝土结构的总造价为614万元，改为混凝土结构后降低了1361万元造价。

2 BIM技术在施工阶段的运用

2.1 如何提高模板周转率

在现浇混凝土工程总费用中，木模板周转次数约为五至八次，但大多数工程模板周转次数严重不足，远低于额定次数，正常周转次数的模板费用约占混凝土工程总造价的五分之一到十分之三，周转次数越低，费用越高。

造成模板周转次数低的原因主要有以下几个方面：工期把控不到位，拆模不及时，模板没有能在规定的工期内快速周转利用；工人不按规范操作施工导致模板损坏；模板进场质量不合格，厚度不达标。

标准层建筑的模板周转率高，易于控制及管理，房建项目等标准层较多，施工时准备三套模板，即可满足周转率。但公建建筑一般都是非标准层，模板无法按成套体系周转利用。若事先没有对模板安装使用进行合理规划，工人施工时随意切割模板，配模时会造成不同程度的边角料废弃。工人拆模后随意堆放，没有按指定位置堆放，再次使用时需要花费大量人工长时间清点，给施工管理带来不便。

BIM技术可以参数化建模，建模过程中可以给模板参数化建模，生成材料明细表。例如，制定参数化模板族文件，可以给族定义尺寸参数，安装及拆模时间参数，每一次周转安装位置参数也就是ID，并将这些参数生成二维码，张贴在模板上并给模板编号，工人拆模时可以扫描二维码获取下一次模板周转安装的信息，按规定位置码放，运至指定位置周转使用。基于BIM技术的模板工程建模，合理优化配置模板排布，降低整块模板切割率。由于给模板贴上了参数，大大提高了切割模板的利用率，加快了模板的周转使用率。

2.2 如何降低钢筋损耗率

传统模式下，钢筋施工，班组手工翻样，翻完再把料单交给钢筋工加工切割。由于是人工翻样，工人专业知识水平较低，往往是凭经验翻样，针对大型复杂的钢筋节点，往往容易造成差错，并耗费大量的时间。工人切割钢筋没有一个合理的切割方案，直接拿着原材料随意切割，最终生成大量钢筋废料，钢筋损耗率过大。

BIM技术用于钢筋工程，指导钢筋施工，可以有效解决传统模式下的钢筋施工问题。运用BIM软件对钢筋翻样，在插件的辅助下，可快速翻模。因BIM可视化的特点，审阅者可以一目了然快速审阅翻样结果是否准确，审阅无误的模型可以一键导出料单，管理者只需将料单传送给数控钢筋加工厂，在数控钢筋机械中输入料单数据便可自动完成钢筋钢筋调直、弯曲，切割等。与传统工艺相比，BIM+数控钢筋加工长短合理搭配，方便、精准、快速、高效，损耗率大大降低。

3 结语

现如今，EPC总承包管理模式受到越来越多的项目推崇，但大部分人还是按照总承包管理模式思维来管理。EPC总承包模式区别于其他承包模式，设计优化应走在前面。设计优化应摒弃传统的CAD模式，必须借助BIM提前将风险识别并判断出来，在施工前将风险降至最低才能有效控制投资。未来，如何运用BIM规避EPC总承包管理模式风险，如何运用BIM将设计施工有效衔接将是研究的内容。

参考文献

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