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BIM+装配式实现快速建造

2020-06-09张坤王伟杰樊怀亮

中国房地产业·中旬 2020年12期
关键词:BIM技术

张坤 王伟杰 樊怀亮

摘  要:青岛国际会议中心是上合组织青岛峰会主会场,在短短的9个月时间里,项目团队需要完成拆除、设计、采购、施工、调试等任务。项目根据特点制定切实可行的方案,并基于项目实际情况,拓展出适合于项目的其他应用。从设计管理、采购管理、现场装配式施工、后期运维调试、协同平台搭建等多方面着手,将BIM技术落于实处,通过现场BIM技术应用管理,大大的节省了工期,提升效益。

关键词:BIM技术;装配式施工;协同平台;提升效益

1   工程概况

青岛国际会议中心位于美丽的黄海之滨、浮山湾畔,青岛奥帆中心内,是举世瞩目的2018上合组织青岛峰会主会场。建筑以呼应场地格局,强化“山海轴线”,突出青岛“山、海、城、湾”一体的环境氛围,提出“腾飞筑梦、扬帆领航”的设计理念。1

工程总建筑面积53924㎡,建筑高度22.6m,檐口最高处26.4m,工程是集会议会展、高端宴会、新闻发布功能的国际性会议中心,作为青岛的城市客厅,长期使用。工程内装材料独特包括大理石地面、环氧地坪漆地面,石材墙面、硬包墙面,黄铜吊顶、铝方通吊顶、仿铜不锈钢板吊顶、纸面石膏板吊顶、GRG吊顶、铜门等。工程外装包括四玻三腔中空防弹玻璃幕墙、檐口蜂窝铝板幕墙。工程屋面包括上人贴砖屋面,不上人铝镁锰板金属屋面。

建筑内各类系统主要为给排水系统、建筑电气主要包括变配电系统、智能照明控制、智能电力监控、冷热源、空调系统、防排烟等系统。弱电智能化主要包括智能化集成系统、信息化应用系统、建筑设备监控系统、应急响应系统、机房、会议保障系统。

2  项目BIM+装配式应用的必要性

2.1 工程使用用途对BIM的需求

作为上合组织青岛峰会主会场,其建筑内部机电管线设备复杂,存在大量新技术、新设备应用,施工难度大、成本风险高,工期安排紧张,从原建筑物拆除开始到进入调试保会阶段仅有9个月施工时间。2传统的施工管理模式已不能满足新的需求,结合项目实际,针对施工中的诸多难点对BIM的应用提出了更高的要求。通过协同管理平台建立项目部各专业的三维可视化交流平台,实时进行施工模拟,优化施工方案;应用碰撞检查功能对土建与机电、机电各专业间的构件进行预施工检查,提高深化设计质量。

2.2  EPC模式对BIM的需求

青岛国际会议中心為EPC总承包模式,EPC模式是以实现“项目功能”为最终目标的设计、采购、施工等工程总承包模式。3通过引入BIM技术,可以使资金、技术、管理各个环节衔接更加紧密,避免人员与资金的浪费,从而体现EPC工程总承包方式的经济效益和社会效益。4

2.3  结构复杂及工期要求对BIM的需求

青岛国际会议中心造型独特复杂,其中有大量的异型结构,结构内部管线错综复杂,给施工带来了难度。为解决这一难题,项目的技术团队引入“BIM+装配式理念”,将现场拼装、焊接等工序提前在工厂中完成。并且采用预拼装技术,通过建模提前模拟安装过程,提前发现问题,解决工序间的交叉矛盾,精确放样,不但可以保证工程质量,也减少返工,缩短了工期。5施工过程中每个构件都拥有独立编号、角度、尺寸,相互之间不能代替更换。通过BIM技术的应用可以自动生成带编号和三维空间坐标的加工图纸,同时通过精确测量技术来消减误差。6

通过数字模型统计工程量,可以为材料采购、工程付款等成本控制提供依据,数字模型实现机电设备管线的优化、排布、定位及预留预埋定位,提高施工质量和效率。7

在精装修材料选型时,通过数字模型能够观看室内外装饰材料的实时仿真效果,以选择最优方案。8

在保会阶段BIM技术也可以提供便利,运用BIM技术就可以直观的找到复杂的地下管线,便于会议期间的快速维修和更换。通过BIM结合物联网技术的应用,能够便利地进行日常能源管理监控。系统可以实现室内温湿度的远程监测,分析房间内的实时温湿度变化,配合节能运行管理。9

3  BIM+装配式理念应用点

3.1  针对设计难点的措施与应用

3.1.1  舒适度模拟技术

为保证室内舒适度,严格控制室内温度24±0.5℃,项目为缩短设计时间,合理布置空调风口位置、数量,通过ANSYS fluent软件进行CFD模拟。通过调整室内风速、风量、风向,对室内空气流动的速度场、温度场、气流扰动场反复进行多次模拟试验,生成高低温成像分区布置图,不断优化调节,最终达到最高级别会议的功能需求。

3.1.2  照度模拟技术

会议期间按照央视要求,现场大型灯具需要保证无闪断,同时还需要运用光线的变化,对人物与环境进行染色,创造出各种特定的视觉效果。

采用室内光学模拟技术(dialux软件),根据设计图确定空间尺寸,与精装修部门联动,确定现场各类物品材质提供表面反射率数据,反复模拟与实地感知,将光源的功率及排布进行计算,同时满足会议模式和电视直播的要求,并生成模拟作业面范围与炫光观察位置,最后进行光线追踪,生成灯具布置图。

3.2  针对施工过程难点的措施与应用

3.2.1  三维扫描技术

现场施工复核采用trimble软件逆向建模分析建筑物模型,上道工序完成后及时采用三维自动扫描仪对现场进行扫描,通过点云逆向建模,提取现场扫描图并导出,通过BIM模型与1:1云模型对比,再以数据云端为平台进行专业协同整合,将错漏碰缺消灭在下一道工序前,实现了图纸、模型、现场的三位一体化,相较于传统的复核方式,三维扫描可以直接测出结构的三维尺寸,无需XYZ各方向进行测量,并可以直接导出误差分析报告,提高校核效率300%以上。

3.2.2  钢结构软件应用

10月19日,首根钢柱吊装仪式,12月4日举行钢结构封顶仪式,标志着11000多吨钢结构历时46天吊装完毕。项目采用装配式理念,建立钢结构模型,使用tekla软件应用辅助下料加工,利用软件直接生成构件及螺栓清单,将大多数焊接工作提前在工厂完成,提高现场拼装效率。同时进行碰撞分析,结合施工特点与现场实际情况,对碰撞部位进行问题分析,并以软件提供的数据为依据,召开销项会,将碰撞问题提前解决。

3.2.3  BIM技术在机电安装工程中应用

利用BIM模型协助完成机电安装部分的深化设计,包括综合布管图、综合布线图的深化。使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式进行机电专业深化设计。1现场采用机房预制化,针对模型导出的数据,形成配件加工图,输入至工厂自动加工设备,实现了软件与设备数据互通,大大减少了现场施工时间。

3.2.4  装配式理念精装修

幕墙及精装修通过三维扫描技术与云模型对比,消除图纸尺寸偏差。现场采用四玻三腔防弹安全玻璃,该材料有加工难,补件周期长的特点,因此施工过程中现场拼装阶段不允许有任何偏差,否则将直接影响工期。采用revit参数化建模,建立幕墙标准件及非标准件模型族库,所有幕墙及装饰块材均按照图纸尺寸排版下单,厂家进行深化后生产,材料到场后直接安装,保证了一次成活,真正做到了零污染,零损耗。

3.3  项目自主平台使用提高协同作业效率

3.3.1 中建八局BIM协同平台

项目的每一个构件每一根管道都在轻量化BIM协同平台。平台中拥有全部信息,平台服务于建设项目的整个生命周期,包括设计、建造、运营维护阶段。仅仅10天时间,我们就完成了现场强电、弱电、消防、音视频、监控、智能化、给排水等所有系统联机调试,确保会议保障工作顺利完成。

3.3.2 中建八局BIM施工工艺考核平台

现场累计参建人员共计5000余人,施工工期紧张,施工过程中必须一次成活,因此必须加强交底质量、提高交底速度。青岛国际会议中心项目采用公司自主开发的BIM施工工艺考核平台,对经过传统技术交底的工人进行测试。平台可以随时观看操作视频,并且操作简单,反复进行模拟练习,加强工序交底。

4  BIM技术总结

项目部50人的BIM工作室,负责施工图的深化加工,进行全专业三维可视化设计,推行“531”管理模式,即“图纸出图5天内建模完成,3天内图纸综合完成并提出修改建议,1天完成终版施工图纸”。工程大量使用了铜制面板饰面、异形造型工艺、超大部品部件,这些材料均具有加工制作周期长、补件慢的特点,项目采用“BIM+”技术,保证“精确下料,精准安装、一次成优”,实现了精益建造。同时采用全过程数字化管理和模拟建造技术,建造过程的实时监控,实现了现场智慧化管理,提高了管理效率。

通过积极学习、探索BIM在施工管理方面的应用,总结了重大会议会场工程设计模拟技术、装配式预制化施工模拟技术、BIM技术在材料进场把控方面的应用、会议保障系统后期运维技术等成套技术,实现了以设计为龙头,依托BIM技术,融合运用智慧建造、绿色建造、装配式建造等新型建造方式,保障设计、施工、采购、安装各个环节“衔接零等待”,实现了精益建造,确保项目高效运行。

项目自开工以来,项目团队带动中建各参建队伍抗风雨、战严冬、克服一切不利条件,发挥中建集团全产业链优势以及预制装配式技术结合设计、采购、施工一体化的EPC工程总承包模式,仅用6个月的时间,将5.4万平方米的上合组织青岛峰会主会场完成,创出了令人震憾的“青岛速度”和“上合奇迹”。

参考文献:

[1]中国建筑科学研究院. 建筑信息模型统一标准. 北京:中国建筑工业出版社,2016.

[2]李云贵, 何关培. 建筑工程施工BIM应用指南. 北京:中国建筑工业出版社,2014.

[3]刘刚. 以BIM为核心的工程造价行业信息化解决方案及趋势展望[J].工程造价管理,2019,(4):8-13.

[4]杨震卿,张莉莉,张晓玲.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的应用[J].建筑技术,2014,(2):115-118.

[5]叶永辉.江苏大剧院屋面及外部装饰工程(二标段)BIM技术应用[J].建筑与装饰,2018,(8):178-179.

[6]李银.全过程造价管理在EPC总承包模式中的应用—以××煤矿地面系统EPC总承包项目为例[D].云南:云南財经大学,2012:1-5.

[7]刘雯.EPC交钥匙模式的理论和实践研究[D].天津大学,2001.

[8]佚名.复杂工程、造型独特项目必须使用BIM提前建模[N].南京日报,2016-08-31(4).

[9]石韵,刘军生,韩大富.BIM技术在某超高层项目施工中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2015,(3):67-70,96.

[10]蔡伟庆.BIM的应用、风险和挑战[J].建筑技术,2015,(2):134-137.

[11]张海龙.大中型施工企业BIM技术实施探讨[J].安徽建筑,2015,(1):166-167.

[12]佚名.在上海合作组织青岛峰会山东服务保障工作总结大会上的讲话[N].大众日报,2018-06-28(3).

[13]王召斌,郭利伟.BIM技术在超高层建筑工程深化设计中的运用[J].建筑工程技术与设计,2016,(8):474-474.

[14]张建平,胡振中,王勇.基于4D信息模型的施工冲突分析与管理[J].施工技术,2009,(8):115-119.

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