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从设计BIM到施工BIM的延续——宝境广场项目BIM应用介绍

查看: 1752| 评论: 0| 发布者: admin |来自: 龙图杯全国BIM大赛

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简介:从设计BIM到施工BIM的延续——宝境广场项目BIM应用介绍 宝境广场项目原名“宝钢大厦(广东)项目”,位于广州市海珠区琶洲电子商务与移动互联网产业总部区,业主为广东宝钢置业有限公司,同时其母公司上海宝地置业有限 ...

从设计BIM到施工BIM的延续——宝境广场项目BIM应用介绍

    宝境广场项目原名“宝钢大厦(广东)项目”,位于广州市海珠区琶洲电子商务与移动互联网产业总部区,业主为广东宝钢置业有限公司,同时其母公司上海宝地置业有限公司也对本项目的BIM策划与实施进行指导。业主对本项目的品质及建设效率提出了高要求,在项目之初即确立了设计和施工阶段均应用BIM技术的目标。
    本项目的BIM应用有3个鲜明的特点:①业主的主导与深度参与使BIM应用得以顺利推进;②贯彻了从设计BIM到施工BIM延续的理念,避免了重复建模与信息断层,提升了BIM应用的效益;③通过技术上的深入探索与二次开发,弥补软件不足,打通技术路线,使技术得以“落地”。
1  工程概况
1.1  项目简介
    项目为超甲级写字楼,配套商业裙楼及3层地下车库。项目总建筑面积约14.7万平方米,建筑总高度149.50 m,建筑层数地上29层,地下3层。地下室为钢筋混凝土结构,地上塔楼为钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构,地上裙楼为钢结构。整体外立面为铝合金玻璃组合幕墙,通过方格元素的组合表达精炼简洁的商务风格(图1)。
 

图1  宝境广场效果图


1.2  BIM应用概况
    项目业主期望通过BIM技术搭建有效的协同沟通平台,在设计阶段发现并解决各专业系统之间交叉冲突的问题,通过三维校审及管线综合、净高校核,确保设计质量;在施工阶段,通过BIM模型对施工组织方案进行模拟与研讨,消除现场各专业施工的冲突,通过可视化模拟与交底提高沟通效率,提升施工质量,实现精细化的施工进度控制,同时为运维阶段的BIM应用打下基础。
    本项目的技术特点有以下方面:
    (1) 坚持BIM模型与信息的持续原则,贯彻从设计BIM向施工BIM延伸理念,保持主干BIM数据的完整性和可持续性,避免施工阶段的重复建模,实现从设计模型、施工模型、4D模型的有序无缝连接,为4D施工进度管控的实现提供保障。
    (2) 对4D施工进度管理进行了深入的研究与应用,对基于Synchro的4D-BIM技术路线做了探索与开发。
    (3) 通过二次开发,缩短模型创建、深化、调整时间,提升整体建设效率。
本项目主要BIM建模软件为Autodesk Revit 2014,土建专业和设备专业的Revit模型如图2所示。
      

图2  土建与机电专业Revit模型


2  BIM应用技术重点
2.1  从设计BIM到施工BIM的过渡
    在工作中经常听到“设计院所做的BIM模型在施工阶段用不上”这样的说法,其说法产生的原因主要有:
    (1) 设计BIM模型的组织方式不满足施工需要,比如连续多跨的结构梁、整层楼板没有按施工区段拆分,这样的模型无法做施工进度模拟;
    (2) 设计BIM模型的信息不完整,比如仅作管线综合应用的BIM模型,混凝土标号没有区分、梁柱编号没有输入等;
    (3) 设计BIM模型部分构件的扣减关系没有处理,或处理不对,如果不影响出图的话可能被忽略;
    (4) 设计BIM模型对施工安装需求考虑不足,如管线综合排布的方式未能满足施工要求;
    (5) 设计BIM模型本身质量可能欠佳。
除最后一个原因外,其他几方面都可以通过模型的调整来解决。但这种模型调整的工作量非常大,经过深入的研究,提出可通过2个方向来减小调整的工作量:①建模规则;②插件处理,如图3所示。


 

图3  从设计BIM到施工BIM转换的技术路线


    通过前期制定好建模规则,将后续的信息需求与模型处理需求提前考虑,并对模型组织方式做好规划,可以大幅减小后期模型处理的工作量。通过二次开发插件,可以对模型进行批量的处理,比如批量的扣减处理、批量的信息录入、批量的构件拆分、批量的构件替换等,大大减少手工操作,极大地提高效率。
    本项目在设计BIM模型的基础上对以下部分进行了细化处理:
    (1) 土建主体模型:地下室分区拆分(图4)、压型钢板组合楼板细化(图5)等。
    (2) 机电专业模型:深化管线综合模型、补充支吊架(图6)、制冷机房、给水泵房等机房深化等(图7)。
    (3) 节点深化模型:幕墙节点精细化,钢结构节点精细化,模板支撑体系,混凝土柱钢筋节点布置等。


     
      图4  地下室楼板按施工分区拆分   

             

 图5  压型钢板组合楼板细化
    
     图6  补充管线支吊架       

                  

 图7  设备机房深化


    除了模型的处理外,施工阶段还需在设计BIM模型基础上,进行补充、替换等工作。本项目在施工阶段补充了以下模型:临水临电的布置情况、临时建筑用房、施工机械排布、安全围护构件、爬模和铝模板布置、材料加工场和堆放场规划、基坑内支撑体系等施工模型,如图8所示。


 
图8  补充施工相关BIM模型


    施工阶段需替换的模型则有:
    (1) 钢结构模型:替换为钢结构厂家深化设计后的钢结构模型,需通过软件接口进行数据转换(Tekla),由于Tekla与Revit之间区别很大,且接口也不完善,转换前需经过构件过滤,避免细微构件进入Revit整体模型中影响速度;转换后需对部分构件进行整理,本项目通过二次开发实现构件的分段信息重新录入。
    (2) 幕墙模型:替换为专业幕墙公司深化设计后的幕墙模型,按单元组合方式、施工组织方式进行拆分重组。
    (3) 厂供设备模型:大型机械设备替换为设备厂商提供的、与实物一致且带有完备的技术参数与产品参数族(图9)。
    

图9  设备厂商提供的构件族


    通过上述的处理,本项目顺利将设计BIM模型过渡到施工BIM模型,保持了主干模型与信息的完整性与延续性。
2.2  4D施工进度模拟管控
    基于BIM的施工进度控制是在现有进度管理体系中引入BIM技术,综合发挥BIM技术和现有进度管理理论与方法相结合的优势。通过将施工进度计划与BIM模型相连接,形成4D的施工模拟,项目团队可据此分析施工计划的可行性与科学性,并根据分析结果对施工进度计划进行调整及优化,实现精细化的进度管控。在本项目中,通过4D-BIM模拟实现精细化进度管控是重中之重,并作了详细的策划与技术准备(图10)。
 

图10  4D-BIM分步策划

    本项目的4D模拟软件平台选用了来自英国的Synchro软件。作为一款专业4D软件,Synchro有良好的兼容性与强大的模拟功能,显示效果良好,支持对模型与计划的局部修改替换,支持多个计划进行同步对比,因此是施工阶段理想的4D应用软件。
    但Synchro也有操作较为繁琐的缺点,在构件的分类过滤选择方面支持度较弱,因此,直接将Revit模型导入Synchro会带来后续操作低效的问题,为此,广东省建筑设计研究院BIM团队专门开发了一套名为“向日葵4D-BIM”的工具集,并编写了操作规程,以实现Revit与Synchro的良好配合(图11)。这套工具集主要基于模型拆分的思路,通过一系列步骤,将模型按照“专业>>楼层>>分区>>构件类别/系统”的层级进行拆分,并批量导出单个dwf文件,从而实现在Synchro中可以快速跟WBS(任务分解)相关联。
 

图11  二次开发插件实现Revit与Synchro的良好配合


    解决了Revit与Synchro的配合问题后,即可将细分后的BIM模型与细分后的WBS进行关联,实现4D模拟。在本项目中,通过4D模拟,将施工计划的细度细化到一周以内,并将原施工计划中不合理的地方显现出来,从而实现精细化的管理与进度优化。
    在4D模拟完成、正式上线运行后,每周由施工总包方录入实际施工进度,并与计划作对比(图12),直观展现计划完成情况,在每周的监理例会上,对上周完成情况进行审核,并在4D模型上对下周计划进行安排,通过可视化的方式交底,使各方沟通更加便捷高效(图13)。
   
      

 图12  通过Synchro对实际进度与计划作对比               

 

 图13  监理例会上的任务回顾与安排


3  BIM应用总结
    BIM在本项目的顺利实施,得益于业主的深度参与与统筹部署,以及业主、设计院、施工总包、监理单位的多方共同参与。
    在BIM实施的道路上,一定会有一些管理上或技术上的障碍,使得实施过程不够顺畅,效果不理想,影响了BIM的落地。其障碍一旦突破,BIM的优势就可以充分显现出来。突破管理方面的障碍,有赖于多方的协作,尤其是业主的强力主导;技术上的障碍,则通过技术上的研发来解决——在这个过程中,软件的二次开发技术可以发挥巨大的作用,弥补软件不足,减轻BIM操作人员工作量,提升效率与准确度,使BIM技术如虎添翼。
    另外,本项目对于5D-BIM及运维阶段的应用,仍处于初始的探索阶段,随着项目推进与技术研发,还将继续探索更深入的BIM应用。


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