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[分享]美国总务管理局(GSA) BIM使用及管理调研报告(一)

发表于2015-01-27     4382人浏览     3人跟帖     总热度:141  

标签: BIM

来源:JoyBIM

前言

提到美国BIM的使用,不得不提到美国最大的甲方——GSA。作为美国BIM推动的先驱,大家肯定对GSA很熟悉,并且肯定都听说过GSA编制的3D-4D-BIM手册。

 

  笔者曾经参与过GSA的部分项目,对GSA的BIM使用和管理有一定的了解,所以这里来聊聊GSA的BIM使用和管理情况。希望对大家能有启发。

 

  1.1  美国总务管理局介绍

 

  1.1.1   GSA概况

 

  成立于1949年的GSA全称为GeneralServices Administration, 中文翻译为总务管理局,是美国政府中一个独立的机构,负责管理各联邦机构的各项事务管理,包括项目开发、物业管理、建筑维护、环境保护等。其中,为政府机构开发的地产项目和为政府建筑提供物业管理是GSA最重要的两项工作。相对应的,GSA下最大的业务部门是联邦采购服务所(FederalAcquisition Service)和公共建筑服务所(Public Buildings Service)

 

  据GSA官方统计,目前GSA在美国所持有的建筑约为9600栋,面积约为3亿5千万平方米。除了写字楼,GSA所持有的主要地产还包括邮局、实验室、法院、数据处理中心等。

 

  1.1.2    GSA使用BIM概况

 

  2003年,美国总务管理局(General ServicesAdministration)通过公共建筑服务所(PBS)下属的总建筑师办公室(OCA),发布了国家3D-4D-BIM项目。OCA共完成过约30多个项目,并为超过100个项目提供过三维(3D)四维(4D)和建筑信息模型(BIM)技术支持。3D,4D和BIM技术具有强大的可视性、协调性、模拟性和优化型,GSA借助这些优势在项目上可更高效地达到客户、设计、施工等各方面的要求。3D,4D和BIM的技术在GSA的战略规划和自身成长上占据了重要的位置。

 

  从2007财政年度开始,GSA对其所有对外招标的重点项目都给与设计资金支持,来推动BIM技术的发展。现状BIM已成为设计方和施工方获得GSA项目的最基本要求:在投标时投标单位必须向GSA总建筑师办公室提交BIM执行计划,并要通过总建筑师办公室和公共建筑服务所的审核。

 

  1.2  GSABIM使用年鉴,BIM在GSA里的架构

 

  1.2.1   GSA使用BIM背景介绍

 

  跟据JBIM月刊在2009年对GSA的内部采访,BIM技术在GSA的使用可以追溯到2003年。

 

  在2003年早期,BIM技术开始逐渐吸引建筑行业一些机构的兴趣,如美国建筑师协会等(AIA)。GSA下属的公共建筑服务所(PBS)那年在西雅图举办了一次2003 PBS施工先锋会,美国建筑行业中的许多科技和软件公司都参加了这个会议,如Autodesk,Bentley, Optira, Commonpint等。这些公司的研究热点都集中在三维建筑信息模型,三维扫描,4D施工以及其他BIM相关的分析软件。这些技术引起了GSA公共建筑服务所的极大兴趣,因为GSA早期的设备管理手册中曾经提到过建筑信息模型,那时BIM的概念已经逐渐形成,但技术还不完善,建筑行业预测到未来在模型中加入建筑信息可以辅助建筑的运维管理,能提高设计与施工的质量。GSA在2000年初编写的《公共建筑设备管理手册》(编号P-100)中曾明确指出:“在2006年财政年时使用BIM技术来提高项目的设计水平和施工交付是GSA的一个长期目标。”

 

  虽然在手册中只是把使用BIM技术作为一个“目标”,没有要求具体实现,但是整个建筑行业希望GSA作为政府开发商,能将BIM这一技术落地开花。协调工作能力(Interoperability)作为BIM协调理念雏形,早在1994年的时候就被国际协同工作联盟(IAI)所提出来,但是像GSA这样的在整个建筑行业有着深刻影响的大型政府开发商在发展计划中提及运用BIM技术,还属第一次。

1.2.2    GSA推广BIM过程

 

  GSA在2003年的时候成立了3D/4D BIM工作组,开始将“目标”变为现实。工作从技术、商业和社会三个层面出发,寻求利用BIM优势于企业项目的最佳方法。

 

  1.2.2.1   BIM项目考察

 

  推广BIM的第一步就是向GSA各级汇报阐述BIM的优势和能给行业带来的利端。在这方面,3D/4D BIM小组选择了和大学合作,因为大学科研中心是最先接触到前沿技术并能运用到实际的机构。来自斯坦福大学综合设施工程中心的CalvinKam博士及Charles Matta向GSA提供了大量他们正在进行项目的案例分析,并向GSA阐述BIM在这些项目中所发挥出来的优势以及后期可能为项目带来的利益。

 

  从俄勒冈一个需翻新的法院建筑到纽约的地标性政府写字楼,每一个BIM案例分析都向GSA清晰的讲解了三维模型技术在项目上提供的帮助以及为项目省下的时间和金钱。其中在有个项目上,斯坦福大学将结构的协调精确到了1/64英尺(约0.4毫米),这给GSA留下了深刻地印象,因为GSA许多老建筑的翻新项目需要如此精确的协调。另外在三维的基础上加入项目时间节点形成四维模型也给GSA留下深刻印象。

 

  更重要的是,GSA的高层开始意识到,BIM可成为一个辅助工具运用到各个项目中去,不管是新建还是翻新,从设计到施工再到运维,BIM可在建筑的整个生命周期管理发挥它的优势。

 

  1.2.2.2   BIM业务探索

 

  前期的调研让GSA各级管理层认识到了BIM的优势,但问题也随之而来,GSA是一个有200多个正在开发项目总价值达到120亿美元的超大型开发商,所以BIM在GSA推广时必须专注于现有项目、易于项目人员接受、短期内使用能见到效果。为了顺利推广BIM,GSA的BIM团队决定先从BIM的一小块技术优势向项目突破,GSABIM团队选择从BIM的空间检测开始,因为在这方面BIM的优势最直观最容易被人接受。GSA有大量的写字楼新建与改建项目,这些办公空间会租售给不同的政府不同部门。不同的政府部门对办公空间有不同的要求,外加上租户的不断变化,所以在管理租赁办公空间的安排管理上,如果BIM能发挥经济且高效的作用,在推广的过程中GSABIM团队将走下坚持的一步。

 

  GSA BIM团队开始与行业里多家领先的科技公司合作,要求他们按照GSA的BIM空间概念标准提供自己的软件工具。这是个双赢的合作关系,对于GSA而言,他们可以在多家科技公司的提供的软件中审核是否有符合自己要求的工具;对于科技公司而言,如果GSA采用了他们的技术,会有助于他们软件的销售。

 

  一共有六家软件公司参与了和GSA的合作,包括:Autodesk,Bentley,Graphisoft,Onuma,Digital Alchemy,Solibri。在试点项目上与这些公司的合作使GSA逐步对BIM在项目上的使用与管理有了清晰的认识。这也为后来GSA的3D-4D-BIM手册的编写打下了基础。

 

  1.2.3     GSABIM团队组织架构,如何协调与全国各分部的关系

 

  1.2.3.1   BIM Champions

 

  除了技术水平与商业模式外,在GSA的BIM推广中还有一个重要因素:人员配置。GSA在内部成立一个名为BIM Champions的人员架构网。在每个区域选择若干个精通BIM技术的工作人员作为GSA BIM Champions负责这个区域的BIM技术推广及使用。GSABIM Champions里有项目经理、运维管理者、建筑师、施工监理等,他们来自GSA的各个团队,都直接参加过GSA的项目。专业的多样性让GSABIM Champions小组能更好地与每个团队沟通,在BIM实施推广的过程中,在自己的专业领域贡献力量。

 

  除了研发和推广BIM,GSA BIM Champions还几个分享各区域间的最新信息。GSA BIM Champions每年都会在不同的区域举办BIM大会,全国各地的BIM Champions汇聚到一起,分享各自的经验与行业信息。

 

  GSA BIM Champions成员的联系信息在GSA网站上是公开的,并会及时更新。任何GSA项目上的人员如果有关于BIM上的问题,可在联系列表上找到对应区域的负责人。

1.2.3.2   BIM 图书馆

 

  GSA BIM团队还在网站主页设立了BIM图书馆。图书馆里有GSA的所有BIM资源和GSA BIM团队得研究成果,资源包括GSA的BIM标准,示范项目,视频讲解等,任何人员都可以直接登录GSA BIM图书馆去寻找自己所需资源。

 

  1.2.4    GSA BIM团队人员配置

 

  许多公司在最初培养BIM团队时,都喜欢使用刚入职的新人,认为新人对新事物的接受能力快。但GSA很快意识到BIM只是一个工具与平台后,使用BIM的好坏关键还在于对于专业的积累和行业的素养。所以GSA在初期BIM团队的培养上配置豪华的梦之队,其中不乏经验丰富的Project Manager、Facility Manager、Design Leader等。这些人依靠其丰富的专业知识,加上针对性的培训,很快将BIM技术推广到整个公司层面。

 

  这些人都成了后来GSA BIM Champions里的核心成员。

 

  1.3 3D-4D-BIM项目介绍

 

  在进行一系列调研后,GSA意识到,作为一个拥有一万两千多名员工的超大型政府房地产开发商,开发项目遍布于整个美国, GSA需要推行准则,使自身员工快速了解BIM技术,统一企业开发流程。其次,作为联邦政府的房地产开发龙头,必须制定一个准则来引导行业的发展。

 

  于是GSA成立了3D-4D-BIM工作组,推行GSA和美国3D-4D-BIM的发展, 3D-4D-BIM组将BIM技术试点应用于目前已进行的重点项目中,对项目提供管家评估与支持,使项目更好地整合BIM技术。

 

  根据试点项目的BIM使用与管理经验,3D-4D-BIM工作组整理并发布了供内部及整个行业参考的《3D-4D-BIM指导手册》(以下简称BIM手册),设立了GSA的3D-4D-BIM奖励制度,建立了仅供GSA内部使用的3D-4D-BIM服务招标与合同,并与BIM软件商、专业机构、标准机构及科研组织建立合作关系。

 

  从2007年开始,GSA所有的项目都必须按照《3D-4D-BIM指导手册》来执行。

 

  1.3.1 《3D-4D-BIM指导手册》特点

 

  GSA的BIM手册是针对自身的地产开发项目与工作员工而定制的,但GSA BIM手册又是一个开放性的标准。

 

  首先手册是向整个行业免费公开,任何公司与机构都可以登录GSA网站查阅和下载BIM手册;其次,手册着重于对技术流程和达到效果的定义,不制约项目参与者使用何种软件和如何使用软件。

 

  面对行业开放可方便其他同行的兴趣研究,如建筑,结构,施工,咨询等。资源的公开能使整个行业更好地了解BIM技术和潜在用途。除此之外,建筑行业的软件开发商也可以利用GSA的BIM手册了解行业现状、优化软件开发、促进BIM行业技术进步。

 

  1.3.2.手册内容

 

  GSA根据BIM在建筑开发过程不同阶段的使用特点,将3D-4D-BIM指导手册分成8个部分:手册总览,空间检测,3D激光扫描,4D进度,建筑性能,安全与使用,建筑构件,运维管理。

1.3.2.1 3D-4D-BIM项目总览

 

  BIM指导手册的编制是针对GSA的员工以及参与GSA所有项目的BIM设计与施工人员,由于每个从业人员对BIM技术的理解与掌握水平不同,所以指导手册第一部分为3D-4D-BIM项目的总览。此部分详细阐述了3D,4D和BIM的定义,并介绍了他们的技术特点和可提供的服务。

 

  介绍中,GSA从自己开发商的角度解释了BIM的优势都能为自己带来哪些优势,以及GSA对项目使用BIM的规划。另外GSA还在总览中介绍了BIM技术中常见的词汇用语并解释其含义。最后GSA还通过一个简单的案例总述BIM在项目开发中的应用。

 

  手册1像是一个扫盲手册,让初次接触BIM的人迅速了解这项技术,并明白这项技术在行业中可带来的变化。从手册2开始,GSA开始侧重于BIM各项技术的规范与标准。

 

  1.3.2.2 空间检测

 

  GSA BIM指导手册的第二部分是空间检测,侧重点是让设计准确高效地满足GSA规范上的空间要求。

 

  这部分内容的针对对象为公共建筑服务所(PBS)和所有项目设计施工人员,如建筑师、工程师、合约部、PBS项目经理等。其他的PBS工作人员,客户机构,施工承包商、咨询商等也可用这部门手册作为项目指导。除此之外,手册对建筑行业软件公司尤其是项目所用软件的提供商有着很大的指导意义。

 

  对于在2007财政年之后取得资金的所有主要项目,在最终初步设计方案确定前必须有一个针对手册第二部分的BIM计划。GSA的设计部门使用BIM来判断项目符合空间使用要求(如面积、各种比例等)比用传统的二维手段更为高效。

 

  GSA作为一个拥有3亿平方米使用建筑面积的超大型政府开发企业,在初设阶段审核建筑师和工程师方案是优化空间使用过程中重要的一步。GSA已和5家BIM软件商合作开发了针对GSA项目要求的BIM平台,此平台也可使用于其他开发企业。

 

  1.3.2.3 3D激光扫描

 

  GSA BIM指导手册的第三部分是3D激光扫描,详细阐述GSA对已有建筑的3D扫描模型和竣工3D扫描模型的要求,及模型应用要求。

 

  GSA下属的总建筑师办公室(OCA)虽然鼓励使用3D激光扫描技术,但在每个项目上都应用3D激光扫描技术还处于研究和评估阶段。3D激光扫描技术允许开发商在很短的时间里收集到建筑的三维几何和空间信息。

 

  目前GSA项目线上有几类产品已开始使用3D激光扫描技术,包括:

 

  历史建筑模型存档

 

  设备信息存档

 

  竣工模型

 

  BIM相关需求

 

  目前PBS部门提供CIO Venture Capital资金支持计划,来资助OCA的3D激光扫描技术发展。OCA现在和NIBS,NIST,ASTM,FIATECH,SPAR Point等组织和部门合作,一起研究制定3D激光扫描的标准。OCA目前在纽约的布鲁克林,佐治亚的亚特兰大和佛罗里达的迈阿密均有试点项目,用来检验并改善手册3的内容。

1.3.2.4 4D进度

 

  GSA总建筑师办公室要求并鼓励在每个项目都使用4D技术。GSA把4D模型作为一个理解施工进度的工具。4D模型就是3D模型加上时间,它为开发商、设计师、施工方提供了一个平台,项目上的所有人员可以在这个平台上看到并讨论工程的进度模拟。

 

  有了4D模型,项目管理人员可更加形象地了解项目进度对自己的影响(如不同施工阶段的施工区域,不同时间点的人员地点安排等)。在4D模型的基础上,GSA还可以加上价格结合工期来分析项目不同阶段的现金流。

 

  1.3.2.5 建筑性能

 

  GSA总建筑师办公室要求在每个项目上使用BIM技术辅助评估建筑性能和使用性能。手册的第五部分为BIM在建筑性能分析和绿色指标上使用的准则。

 

  国家13123号行政命令要求GSA着手于降低建筑平均每年的使用能耗。所以GSA希望能借助BIM技术,来加强预测建筑能耗使用和花费的准确性和可用性。BIM技术能让项目团队在早期设计设计阶段更加准确完善地分析建筑能耗、预测建筑全生命期成本、增加了建筑使用后检测建筑实际耗能的概率、实践中提升了建筑节能的技术。总体来说,BIM的优势会增加节能模型在建筑设计和使用阶段的使用概率,从而整体上降低GSA建筑的平均能耗。

 

  目前,GSA有几个试点项目,对比BIM节能模型与传统节能计算方法的异同,并探索如何将BIM运用到后期的设备管理上去。

 

  1.3.2.6 运维管理

 

  GSA的设计施工办公室是负责公司的物业管理及建筑运维阶段的工作,他们一直强烈鼓励把BIM的信息化优势运用到建筑运维上去。

 

  在运维上应用BIM技术,可使GSA有效掌握建筑全生命周期的数据,为客户提供安全、健康、有效、高效的工作环境。运维的信息均要求在设计和施工中实时加入到模型,GSA负责在物业管理过程中更新管理运维信息。以运维标准来要求设计及施工可使竣工模型更加准确、建筑信息更加全面,是建筑后期管理更加高效。

 

  1.4 BIM执行计划书

 

  1.4.1 BIM执行计划书介绍

 

  如前文所述,GSA的BIM指导手册是属于开放的,为GSA内部及整个行业的BIM使用提供一个流程指导,但并不针对某个项目。针对每个特定项目,GSA维托建筑设计方编写,施工总承包商协调,各设计单位和分包商参与,共同编制项目BIM执行计划书。

 

  BIM执行计划书最大的特点就是将项目开发、设计、施工、运维过程中所有和BIM相关内容进行综合,并制定施行标准。GSA负责审阅项目BIM执行计划,审阅通过后,各方将严格遵守执行计划书要求完成各项工作。在项目进行过程如出现与BIM相关的问题,可通过计划书内容找到责任方。

1.4.2 BIM执行手册内容

 

  1.4.2.1 软硬件配置

 

  BIM执行计划里确定了参与项目的所有单位在设计和施工过程中需要使用的软件和电脑配置。

 

  统一软件使用,会使项目开发过程更加顺畅,协作更加快捷,避免了在数据交互时出现信息流失。确定了电脑配置要求,可使每个参与方都能顺利读取其他参与者的模型及信息。

 

  1.4.2.2模型共享方法

 

  BIM执行计划对模型如何共享也有详细要求,具体从服务器、模型链接两方面阐述。

 

  首先,建筑设计师需建立一个服务器并制定各个参与方的资料上传点,参与项目的单位可随时在服务器上找到其他设计方的最新设计信息。设立服务器可使建筑信息分享云端化,项目参与者可以随时随地登录服务器上传下载设计信息。

 

  其次,执行手册还对每个参与方的模型如何共享进行阐述,指导其他单位如何使用把模型导入到自己的设计模型中去。由于每个项目参与单位使用的软件可能不一样,所以在读取其他参与方的模型时,会出现无法读取或信息流失的现象。在BIM执行计划中对模型读取方法进行详细阐述能显著节约设计时协调时间,并避免建筑信息流失。

 

  1.4.2.3模型命名要求

 

  GSA每个项目都会有多个设计方、咨询单位和施工总承包商分包商参与,为了避免设计施工协调时管理出现混乱,BIM执行计划对模型的命名规则也做了详细的要求。

 

  执行手册中给出了模型命名的方法和样例,项目参与方可根据模型名字清晰辨别模型所对应的建筑区域、功能、设计方及软件信息等。

 

  除了整体模型命名外,BIM执行计划还对模型中每个构件的命名方法做出了要求。

 

  在设计协调和施工可行性分析时,所有的模型会整合成一个综合模型,对构件的统一合理命名可避免在协调期间出现构件命名混乱现象,降低协调效率。另外合理的构件命名会给后期BIM工程量和造价计算带来便利。

 

  1.4.2.4模型责任方

 

  模型责任方有两个含义,一个是每个项目参与方所负责的模型内容,另一个是每个参与方的负责人,及BIM经理。

 

  在BIM执行计划中规定每一方的职责,可避免模型构建的遗漏。同时,在后期工程量计算和施工协调中出现差错时,可通过模型责任划分来确定负责方。另外BIM执行计划规定每一方需选择一个直接参与设计的人为BIM经理,座位以后设计施工协调的联系人。确定每一方的BIM经理,可提高设计时的沟通效率。

1.4.2.5模型使用

 

  这一部分规定了设计阶段中,哪些方面必须利用BIM设计模型对建筑进行分析。

 

  BIM工具贯穿于建筑开发和运维的整个过程,BIM执行计划书中针对项目特点和BIM优势阐述了设计模型将在哪些方面进行分析利用,这一可避免设计中没发挥BIM的全部优势。GSA大部分项目会对如下方面规定使用BIM模型:建筑设计,采光分析,节能分析,施工可行性分析,工程量计算,工程造价,碰撞分析,4D施工模拟,产品预制等。

 

  1.4.2.6功能使用要求

 

  针对每个模型使用功能,BIM执行计划均规定了使用要求与流程。

 

  以碰撞分析为例,执行计划规定了碰撞分析的规则,包括软件的设置、文件的读取、碰撞准则、分析报告、设计修改等。按照这个准则,各设计方在设计阶段需按照文件读取要求提供相应的模型,施工总承包商按照软件设置和碰撞准则运行施工可行性分析报告,之后设计方按照报告进行设计修改。

 

  对模型使用要求进行详细的阐述,会为未来的协调工作提供一个执行准则,方便设计管理,节约设计时间。

 

  1.4.2.7 模型要求

 

  BIM执行计划根据模型未来的使用方向规定了模型要求。执行计划从三个方面规定了建模要求:模型精细度、构件输入信息、建模方法。

 

  模型的精细程度影响着后期的工程量计算、碰撞分析和出图质量等。BIM执行计划将模型精细程度分成100到500,建筑每个类别的构件建模细度按照后期使用要求详细地划分到100-500 五个阶段。

 

  模型构件的信息输入会影响到施工管理及竣工后的运维管理。按照GSA的运维管理要求,BIM执行计划统一规定了每类构件需加入的模型信息,如生产商、LEED产品信息、防火等级等。

 

  模型的建模方法和软件类型有关,错误的建模方法会影响工程量计算和施工图纸的准确性。在收集到各设计方使用的软件后,根据后期的模型使用,BIM执行计划列出了每个软件建模时的要求。

 

  1.4.2.8 BIM软件出图要求

 

  所有BIM软件的出图必须达到GSA的CAD制图标准。

 

  1.4.2.9 BIM进度表

 


美国总务管理局(GSA) BIM使用及管理调研报告(一)_1

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