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大型综合工程总承包模式下的BIM实施应用

    文章来源:鞍山建设科技网 发布时间:2018-09-27 点击数: 字号:

  0 引言
  建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)作为一种全新的理念和技术,正受到国内外学者和业界的普遍关注[1-3]。住建部《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》把BIM技术定义为支撑建筑行业发展的核心技术。BIM技术目前在单专业的施工过程中应用较多,如解决机电专业的碰撞问题,幕墙专业、钢结构专业的预拼装工序问题等,大型综合商办项目全专业的BIM实施应用尚不多见。中海油大厦(上海)项目是一个典型的大型综合商办项目,本项目成功的探索、总结了一套施工总承包模式下的BIM实施应用管理方法,并取得了良好的效果。

  1 项目概况与实施难点
  中海油大厦(上海)项目是一个集商业、办公于一体,多专业、高要求的综合项目,位于上海市长宁区临空经济园区9-2、9-3地块。本项目实施BIM管理模式、实现数字楼宇模型有以下几个难点:
  1)建筑面积大:本工程总建筑面积158 235 m2。其中地上9 层,建筑面积96 319 m2;地下2 层,建筑面积61 916 m2。建筑限高40 m。
  2)涉及专业多:本工程除基本的土建工程(结构、粗装修)、机电工程(暖通、给排水、电气)、市政工程(给排水、燃气、电力)外,还包含幕墙、精装修、园林绿化、钢结构、弱电、太阳能、电梯、景观照明、高压细水雾、气体灭火、VRV等专业工程。
  3)项目工期紧:本项目从主体结构施工到验收仅13 个月,精装修施工完成仅6 个月,机电工程安装完成仅10 个月。
  4)业主要求高:业主方要求本项目竣工时需交付BIM模型,并在工程初始阶段就制定了《中海油数字楼宇技术标准》,其中对模型中的各项信息和精度作了详细的规定,要求本项目的BIM模型需与实体一致,且实体中所有材料、设备信息(包括技术信息、产品信息、建造信息、维保信息等)需录入完整。
  综上所述,本项目可以作为一个典型的BIM实施应用管理实例,施工过程中解决上述难题的方法具有较为普遍的意义。下面将详细介绍本工程总结的一套施工总承包模式下的BIM实施应用管理方法。
  2 BIM实施工作流程
  BIM模型的建立过程可分为5个阶段,分别为清图阶段、初模阶段、深化阶段、施工阶段、竣工阶段。根据每一个阶段的工作内容,可以相应的对BIM模型进行应用。
  2.1 清图阶段
  清图阶段是指施工单位接收到设计院的施工图或专业单位的深化图后,对图纸进行整理的阶段,其主要目的是完成建模前的准备工作,包括检验图纸的完整性、编排建模计划等工作,具体流程见图1。
大型综合工程总承包模式下的BIM实施应用
图1 清图阶段流程
  2.2 初模阶段
  初模阶段是指清图阶段后,建模团队接收到可建模图纸时建立第1版模型的阶段。该版模型是对工程包含的全专业建立的初步模型,其主要目的是进一步检查、复核单专业图纸的完整性、准确性。在建模过程中发现的图纸问题,如图纸中的系统不完整、内容表述不清楚等,都会汇总在问题清单里集中由总包、业主的技术人员及设计院的设计人员统一解决,待问题解决后进一步完善并提交第1版初步模型。初步模型提交后,各专业的技术及施工人员会集中对本专业模型进行审核,审核结果会反馈给建模团队用于完善模型,最终实现初步模型完成。具体流程见图2。
大型综合工程总承包模式下的BIM实施应用
图2 初模阶段流程
  2.3 深化阶段
  深化阶段是指将初步模型(所有专业的单专业模型)整合在一起,发现、解决各专业间存在的问题,并修改各专业深化图,根据修改后深化图再次建立高精度模型的阶段。其中该阶段的工作内容包括3个部分:第1是整合模型,由各专业技术人员共同审核模型,发现并解决模型在的问题,如机电专业与土建专业的碰撞问题,可通过修改机电专业深化图解决碰撞;第2是根据模型问题的解决方法由各专业单位修改深化图;第3是根据修改后的深化图建立满足精度要求的深化模型。具体流程见图3。
大型综合工程总承包模式下的BIM实施应用
图3 深化阶段流程
  2.4 施工阶段
  施工阶段是指深化模型在施工过程中应用的阶段。BIM模型的应用包括三维可视化交流、方案交底、施工模拟等,与此同时模型还需要时时更新,以保证与现场一致。具体流程见图4。
大型综合工程总承包模式下的BIM实施应用
图4 施工阶段流程
  1)三维可视化交流。三维可视化交流主要指模型的浏览,模型浏览可以以3D漫游、视频动画等形式进行,供各需求方查看虚拟施工现场的情况。
  2)方案交底。BIM模型可对各项施工方案进行三维可视化交底,对施工过程中使用dwg格式的二维平面图纸难以理解的节点进行建模,可以更直观、更清楚的将施工做法展现在工人眼前。
  3)施工模拟。对于施工重点难点区域以及重要的施工方案,可以进行施工模拟展示。施工模拟包含以下几个方面:施工进度模拟(如整体施工进度4D模拟)、重要方案的施工模拟(如大型设备的吊装模拟、垂直运输模拟)、重要区域的施工模拟(如各大机房设备、管线安装模拟)、复杂区域施工组织模拟(如地下室、办公区走道等专业和工种较多区域的施工工序模拟)等。
  4)模型更新。在施工阶段,模型需根据设计变更、工程洽商等原因造成的设计图纸改变以及现场工程师反馈的施工现场与设计图纸的差异进行更新,以保证模型与最新设计文件、施工的实际情况一致。
  2.5 竣工阶段
  竣工阶段是指完善最终模型的阶段。该阶段的工作内容包括根据各专业竣工图修改模型、完善模型信息、编写模型使用说明、提交模型完整资料等内容。具体流程见图5。
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图5 竣工阶段流程
  3 BIM实施保障机制
  为确保BIM模型的建立和应用顺利进行,本项目总结了若干BIM实施保障机制,这些保障机制在本工程的BIM实施过程中取得了良好的效果。
  3.1 图纸与设计文件管理机制
  对图纸与设计文件进行系统管理的目的是从设计的角度管理模型版本,保证模型与最新版本图纸一致,与此同时也确保审核模型时有图可依。具体实施方法是:建立各专业图纸管理台账和设计文件管理台账,台账中需详细记录各专业图纸版本、设计文件接收日期以及图纸和设计文
件的下发日期。新版图纸或设计文件下发后仍按上述BIM实施工作流程中的几个阶段进行模型更新。
  3.2 施工现场信息反馈机制
  各专业单位现场施工过程中不可避免会出现误差或者与设计图纸不符等情况,由于BIM模型必须与现场施工保持一致,所以上述情况必须有相应的信息反馈。根据现场出现的各类情况更新BIM模型,同时也可以用模型来审核现场施工是否合理可行,若可行则经业主、设计同意后进行相应流程变更,若不可行则施工现场按设计要求整改。具体实施方法可以安排各专业单位的现场工程师以日报、周报的形式,在固定的例会中对现场信息进行反馈。
  3.3 设备材料信息提供机制
  对于精度要求较高的模型,需要在模型中添加现场施工材料、设备的各类信息,由于初步模型、深化模型往往在施工前完成,这时就存在设备材料尚未确定的情况。在竣工模型的完善过程中,需要各专业单位及时将现场使用的材料信息、安装的设备信息提交至建模团队。由于工程中的专业多、材料多、设备多,若不能按工程进度及时提交模型信息资料,会导致后期较大的工作量,因此需建立设备材料信息提供机制。具体的实施方法可以安排各专业单位材料工程师在提交设备、材料进场验收资料时,一并将各类信息提交至建模团队。
  3.4 BIM模型审核机制
  BIM模型的审核是确保最终模型准确性的重要手段。审核的主要目的是保证模型与设计图纸、现场施工一致。模型审核的具体实施方法可以由总包主持,安排固定例会及不定期会议,根据建模进度,召集各专业技术负责人及现场工程师共同审核模型。若模型存在问题,则由建模团队根据各专业单位工程师建议及各专业图纸进行模型修改,直至模型审核无误[4-6]。
  4 结语
  BIM作为一项全新的技术,为施工管理提供了一个全新的平台,在施工企业有着广阔的前景。中海油大厦(上海)项目的BIM实施应用取得了良好的效果,得到了业界的一致认可与好评。
  参考文献
  [1] 何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012(1):12-16.
  [2] 王珺.BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[M].成都:西南交通大学,2011.
  [3] 黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术,2010(4):71-78.
  [4] 李轼,王科亮,刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材,2015(3):34.
  [5] 李红霞.城市地下空间开发中BIM技术的应用探析[J].江西建材,2015(3):39.
  [6] 任志群,林晨,李晨.BIM技术在厦门某地铁车站给排水设计中的应用[J].山西建筑,2015(1):133-134.
  (来源:数字建造)
  (作者:张少骏 卢闪闪 王琦 中国建筑第八工程局有限公司上海分公司)