美国总务署（GSA） BIM使用及管理调研报告（二）

摘要：Edith Green-Wendell Wyatt联邦写字楼（以下简称EGWW）坐落于美国波特兰市区的中心地带，共18层建筑面积约为5万平方米，超过16个政府机构1200名员工在此写字楼办公。BIM在此次项目的建设中发挥着巨大作用。

1.5 案例分析- Edith Green-Wendell Wyatt

         1.5.1 EGWW项目介绍

         Edith Green-Wendell Wyatt联邦写字楼（以下简称EGWW）坐落于美国波特兰市区的中心地带，共18层建筑面积约为5万平方米，超过16个政府机构1200名员工在此写字楼办公。

         EGWW始建于1974年，从2008年开始GSA开始对EGWW改建，2013年竣工。现在EGWW是GSA绿色建筑的一个里程碑，全新的暖通、电气、给排水、数据系统设计使它成为美国最节能的写字楼之一。Edith Green写字楼改造共耗资1亿4千万美元，由SERA设计，Balfour Beatty Construction施工。EGWW项目效果图EGWW项目竣工照片         

1.5.2 BIM合同内容

         BIM合同按照GSA的3D-4D-BIM指导手册规定内容为蓝本，对项目每阶段服务内容和每一方的交付内容做了详细阐述，并规定了交付标准。

         合同内容还包括BIM使用工具、人员配置、纠纷解决方案等。

         1.5.3 BIM在策划阶段的使用 

        GSA的EGWW管理团队在设计规划阶段雇佣SERA建筑设计事务所为顾问，为EGWW的原建筑进行建模，并通过日照分析软件掌握原建筑中的设计不足点。同时，GSA还对EGWW项目进行场地模拟，分析周围建筑对EGWW影响。

         根据分析结果，EGWW和SERA提出多种设计改进方式，如在采光过强区加入遮光设备、采用强反光遮光板来增加建筑远窗处的采光、在屋顶加入太阳能面板能。GSA与SERA对不同的方案进行简单建模，快速模拟，分析可行性。对同一种方案，GSA还会进行深度分析，如调整设备的位置、尺寸大小、角度、建筑分布律等，对建筑能耗的影响进行对比，寻找最优方案。分析阶段，GSA使用了Revit Architecture, Ecotect, eQuest, Vasari等软件，对比每种方案的建筑全生命期成本和建造所增加成本，选定最终方案。 策划阶段的建筑采光分析，模拟建筑采光情况，分析建筑需改进区域。  采光深度分析，加入遮光设备，并调整尺寸和大小，模拟对建筑采光性能的影响                  1.5.4 BIM在施工前期的使用

         施工前期为Pre-Construction阶段，包含了深化设计、施工图、预算等工作。总包商Balfour Beatty Construction 在设计阶段加入到了设计团队担任咨询顾问。           

         施工前期的使用工作具体如下。

         1.5.4.1 深化设计

         在确定设计方案后，设计师开始进行深化设计。深化设计阶段在策划阶段的方案基础上，从施工图角度继续进行设计研究，并分析其建筑绿色性能影响和施工难度与造价等。综合比较后会选择最终方案。

         总包商在深化设计阶段会负责组织设计协调会议，综合模型进行碰撞分析，生成施工可行性报告，从施工角度对设计进行评估。除此之外，施工方还会用模型进行算量分析，对比验证分包商报价。 深化设计绿色性能分析 

        1.5.4.2空间检测

         空间检测是GSA根据各业主对空间使用要求、设计规范、设备管道协调等，对各区域的空间进行空间检测。

         建筑师使用Solibri软件对建筑实行空间检测。建筑师可将规范与业主要求编写进Solibri软件，软件根据代码自动判别设计是否符合要求。另外Solibri有类似于Naviswork的功能，可检查建筑内部的使用空间是否足够。

1.5.4.3设计协调

            GSA要求所有的设计都必须在规定的服务器中完成，这样所有的设计团队都可以随时随地更新设计与其他团队及时共享。所有的设计模型都是相关连的，如建筑、结构、暖通、给排水等，故每个设计人员在设计时可看到整体设计情况，及时作出调整。

设计协调会议

         在设计阶段，施工总包商还会组织每周一次的BIM设计协调会议，开发商、设计方、施工总承包商、分包商均会参加设计协调会。BIM设计协调会议以施工总包商综合各方模型的碰撞分析报告和施工可行性报告开始，开发商设计方根据报告提出自己意见或现场修改设计。分包商虽然不参与设计，但也会参加设计协调会议，从分包与施工角度对设计提出建议。

1.5.4.4虚拟展示

         在谈到BIM技术优势时，GSA工作人员提到了虚拟展示。BIM设计的过程就是一个三维展示的过程，开发商和客户可及时直观地看到设计对建筑效果的影响，而不是单纯的二维线条。

         三维的直观展示使得GSA可更好地参与到设计中去，准确自己对修改意见地表达。通过BIM虚拟展示，GSA还可及时把设计成果汇报给自己的客户，及租赁各个办公区域的政府部门。

         BIM虚拟展示为各个团队的交流提供了一个有效的平台，使团队的沟通更加直观高效。虚拟展示还让GSA的客户们直接参与到设计决策过程中。

GSA向客户的BIM虚拟展示

建筑截面虚拟展示         

1.5.4.5模型出图

         EGWW所有的施工图纸均由模型生成。图纸需符合GSA的CAD二维制图规范。由模型直接生成图纸可保证模型和图纸的同步，设计变更时可直接更新模型，而不是通过图纸再对模型进行翻新。避免了人为的错误，提高了工作效率。

         1.5.5 BIM在施工阶段的使用 

        在设计进行到第14个月，制造图(shopdrawings) 完成约60%的时候，Balfour Beatty Construction 开始了EGWW的施工。在施工阶段BIM使用主要包括：施工模型、设备安装、竣工模型等。

         1.5.5.1施工模型

         在施工图(Construction Drawings)通过审核部门审核后，设备设计方(给排水，电气，通风，采暖)将协调好的设计模型共享给设备分包商，分包商在设计模型的基础上继续加工成施工模型。设计模型和施工模型不同之处在于，设计模型更注重设计出图，占用空间，设备性能等。而施工模型更接近于施工现场安装的状况，施工模型包括了设备的链接方式，支撑方式，安装位置等。由于施工模型会比设计模型多更多的细节，所以在正式前还需进行二次协调。二次协调更多的是确定管线与设备在施工安装时的具体位置和高度等。施工模型完成后可直接统计所有零件构件的数量和尺寸，直接可用来预制部件。

         另外，EGWW的建筑表皮采用了复杂的线性竖状钢结构形式，利用BIM可以直接订好每块表皮的尺寸，降低预制难度。预制模型的建模细度         

1.5.5.2设备安装

         施工模型协调完成后，分包商用模型直接生成安装图，表明每个构件的安装高度及位置，现场工人依据此安装图安装可将施工误差降低到最低。

         对于建筑表皮，每块钢构件都为特制，均会边上编号，施工工人依据编号和模型图纸进行安装，降低施工难度。 建筑表皮安装          

1.5.5.3竣工模型 

　　在每层竣工之后，设计方与分包商需按照竣工信息将模型更新。GSA团队会负责现场核查模型信息。

         竣工模型会用于以后的项目运维管理，模型的准确程度影响着后期的运维信息的准确性。

         1.5.5.4信息收集 

        除了竣工模型外，设计方与分包商还要提供建筑的建造信息，包括竣工图纸、材料清单、设备说明、保修维护等，这些信息会链接到模型中，用于以后的项目运维管理。

        1.5.6 BIM项目交付

         GSA要求项目竣工时的交付分为传统二维交付和模型交付两种。

         传统二维交付采用全电子化交付模式。所有竣工图纸、RFI（Requestfor Information）、设备维护信息等均通过PDF电子版本打包交付。所有传统二维竣工信息由施工总承包商负责收集。

         在模型交付上，所有设计方需交付设计原始模型(Revit格式)、协调模型(NWC格式)和通用模型(3D CAD格式)。分包商需要提交施工模型的初始模型（建模软件格式）、协调模型（NWC格式）和通用模型(3DCAD格式)。

         施工总承包商需提供包含了所有模型的综合模型（NWD格式）。所有模型的收集由施工总承包商负责。

         1.5.7 BIM在项目运维阶段的使用

         GSA有自己的运维平台。项目竣工后，GSA运维管理团队会将总包商交付的设备信息与图纸链接到综合模型中去。GSA的运维平台能提取并整理设备信息，如生产厂商、保修分包商、维护日期等，当设备到了检修日期时，运维平台能自动跳出提醒。 GSA的运维平台也是物业管理人员进入所有项目信息的入口。

         1.5.8 BIM 使用优势

         GSA的公共建筑服务所(PBS)在开发过程中起着项目管理的作用，PBS下属的总建筑师办公室（OCA）在开发中负责与设计施工企业BIM团队的沟通。

         OCA的BIM人员都有丰富的直接参与项目经验和BIM实操经验，他们会参加所有的BIM协调与设计协调会议，从开放商的角度提出自己需求并控制开发过程。OCA也负责最后BIM交付成果的验收。

         在谈到BIM给EGWW项目带来的好处时，GSA的管理人员罗列了下面的一些BIM优势：

• 工程总造价比预期降低了

• 更准确的工程量计算

• 更好的信息共享与协作

• 可视化信息更利于和客户沟通

• 更好的建筑质量控制

• 减少了建筑信息的重复

• 模型辅助解决问题

         1.5.9 经验与教训

         在谈到使用BIM的经验与教训时，GSA给出了一下几点：工具定位不明确、出图质量、施工控制、运维管理等。

         1.5.9.1工具定位不明确

         在EGWW项目上GSA要求使用的软件过多，许多软件功能重复，在软件上投入过多。如Solibri与Naviswork，RevitStructure与Tekla等，功能均有重复现象。由于EGWW项目是政府试点项目，资金上考虑到对市场上主流软件供应商的支持，所以出现软件功能上的重复。

         1.5.9.2出图质量 

        GSA要求所有施工图纸均需从模型中生成，并要符合GSA的CAD二维标准，这在一定程度上增加了出图难度降低了出图质量。因为GSA并没有从BIM的三维特性出发，而还是以二维的思维管理着三维过程。GSA在设计后期根据BIM特性，对出图要求做出了修改，抓住BIM三维化和可视化的特性，提高了BIM出图质量和工作效率。              1.5.9.3施工控制

         在施工控制上，由于施工现场的多边形，很难做到竣工模型与施工模型保持一致，GSA需在竣工模型检测上花费一定的人力物力。         这主要是由于现场施工人员整体的BIM概念缺乏，模型更改信息不能及时反馈到施工现场。这反映了虽然BIM提高了信息在团队中的共享，但是共享的方式还有待提高。尤其是如何是信息及时反馈到一线施工人员手中。

         1.5.9.4运维管理

         在项目策划阶段，运用BIM进行运维管理还没有写入BIM执行计划当中。随着项目的进行，设备信息管理模型（FiM）的概念逐渐在行业中兴起。作为BIM的试点项目，GSA决定在项目结束后应用BIM模型来进行建筑的运维管理。

         由于是在项目后期才决定使用FiM，所以这给FiM的执行带来困难。设计中许多运维所需的信息并没有加入到模型中，许多模型构建也没有按照运维管理的需求来建模。所以GSA在项目竣工后又重新雇佣了咨询方(BalfourBeatty Construction)对模型按照FiM的标准重新加工。 

        GSA认为，如果再项目策划阶段就定义好运维管理标准的话，会使后期的工作量减少很多。并且房地产开发全过程都以最终运维管理为标准执行的话，能显著提升整个工程的质量。

         1.6 总结

         GSA是美国最大的政府地产开发商，地产项目包括写字楼、政府住宅、政府机构等。GSA项目数量庞大业务类型多样的性质促使GSA建立了完整的BIM团队构架网BIMChampionship。

         GSA在推广BIM的时期还担当着政府示范的作用，结合GSA的项目多样性，所以GSABIM手册更加具有通用性和指导性。而GSA是美国最早使用BIM的开发商之一，其使用和推广BIM过程中遇到的诸多问题和难点，也是中国建筑房地产事业值得学习的地方。

          参考文献

         [1] Stephen R.Hagan,《BIM: TheGSA Story》,Journal of Building Information Modeling, 2009. 

       [2] American Institute if Architecture,《EdithGreen Wendell Wyatt Federal Building Modernization》, 2012TAP/BIM AWARDS, 2012. 

       [3] The National 3D-4D-BIM Program,《GSA BIMGuide》,General Services Administration, 2009. 

       [4] SERA Architects,《EGWWBIM Overview》, 15 March 2010.