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BIM應用|上海世博會博物館全生命周期BIM應用

發布時間:2019年10月31日 14:15:51 來源:中國圖學學會 點擊量:

【摘要】如今BIM成為建筑領域無處不在的熱詞,BIM技術運用范圍也愈加廣泛。為了幫助大家更好的了解BIM相關資訊,順利備考BIM考試,小編整理分享了“BIM應用|上海世博會博物館全生命周期BIM應用 ”,供參考閱讀。了解更多BIM相關資訊請繼續關注環球網校BIM考試頻道。

上海世博會博物館全生命周期BIM應用

1 工程概況

1.1項目簡介

上海世博會博物館項目是上海首個市財力投資的BIM試點項目,同時也是和國際展覽局合作的國際性博物館。本館規劃選址于上海世博會地區文化博覽區15街坊15-02地塊,具體范圍為北至龍華東路,南至局門路,西至15-01地塊,東至蒙自路,規劃用地面積約4公頃,容積率不超過1.0,建筑高度不超過40米。世博會博物館總建筑面積約為46550㎡。該項目是上海市實施BIM技術管理試點樣板示范工程。

在世博會博物館工程項目中開展BIM應用和科研創新課題,目的是在于:通過世博館項目,創建打造面向建筑全生命周期的BIM三維可視化協同工作平臺,實現項目建設全程可視化、精細化管理;通過BIM實施,實現項目的“縮短工期、降低成本、確保質量”的工程目標;通過BIM實施,實現世博會博物館工程項目的應用示范、科研創新和工程實施相互促進;實現BIM在世博館項目中出標準、出成果的科研目標。

圖一 圖二

圖1 項目效果圖                                    圖2 博物館模型

1.2 工程特點和難點

首先體現在項目管理難度大。本項目坐落于中心城區,施工時間和場地都受限制,且各參與單位達到30多家,業主、施工、設計均不在同一場所辦公,項目管理和協調成本較高。

其次體現在技術難度大。本項目中的歡慶之云建筑造型獨特,為空間三維扭曲網殼結構,桿件和節點數量多、形式多樣,造成設計深化難度大;同時桿件為箱型,截面切割變化無統一規格,造成加工難度大;結構整體跨度大、單件噸位輕、桿件、節點、焊縫較多,造成施工難度大。

綜上所述,結合本項目的實際需求,采用基于BIM技術的協同平臺來解決項目管理中的難題,提高效率。同時利用專業BIM工具軟件進行建模和性能化分析,提高設計和施工效率,以解決攻克技術難題。

2 BIM組織與應用環境

22.1BIM應用目標

本項目由業主主導,涵蓋設計、施工、運維全生命周期,同時開發一套基于BIM技術的三維協同管理平臺。

設計階段主要進行各階段的建模,通過三維模型進行光照、風環境、熱環境、火災煙氣模擬等性能化分析,以提高設計效率;通過多專業綜合管線碰撞優化設計階段的管線排布;通過三維模擬來提高業主決策效率。

施工階段在設計模型的基礎上進行鋼結構、幕墻、機電等主要專業的深化工作,通過模型深化調整模型的可實施性;通過場地布置模擬快速制定施工組織方案和措施;通過施工過程BIM量價的動態數據為造價控制提供決策依據。

運維階段根據業主的管理需求,開發一套基于BIM技術的運維管理平臺。根據博物館的特色,在空間管理、展陳管理、設備管理等方面進行運維管理。

協同管理方面,針對項目管理要求開發一套基于BIM技術的三維協同管理平臺,能夠支持PC端及移動端,提高項目管理效率。

2.2實施方案

在本項目實施開始前,制定了完整的BIM實施方案,包括建模深度標準、文檔及構建編碼標準、協同平臺使用手冊、算量建模規范等;設計階段采用Revit建立建筑、結構、機電模型,歡慶之云的異形曲面采用Rhino+grasshopper進行參數化設計,以達到設計師所需要的效果。施工階段利用Revit進行二次結構與機電專業的深化,根據安裝工藝要求添加保溫層、法蘭等構件,形成施工模型。其中歡慶之云結構復雜,采用Tekla進行節點深化并出圖,將模型送至加工廠進行預制,真正做到正向三維設計及施工。在竣工階段根據運維的要求添加設施設備的屬性、說明手冊等,以滿足運維系統的需要。竣工進入運維階段后,將竣工模型進行輕量化及構建化,利用數據庫進行數據的管理,按照運維需求進一步完善模型信息。

全過程所有圖紙、模型、文檔等數據都采用工程協同平臺進行管理,各參與方通過平臺實現數據的交互及傳遞。各類模型審核、提資等流程通過協同平臺進行統一流轉。

2.3團隊組織

本項目是由業主主導,由BIM總包對各BIM應用團隊進行管理的模式。同時聘請社會行業內的專家作為專家組對項目里程碑階段給予指導和質量把控。各BIM應用團隊皆來自項目本身的設計、施工單位,有效地把傳統項目管理和BIM技術結合在一起,真正做到BIM技術為項目服務。各項目團隊通過三維協同平臺進行協同工作,有效保證了數據的及時性和唯一性。

圖3  組織架構圖

圖3 組織架構圖

2.4應用措施

本項目規劃的全生命周期的BIM應用有132項,根據項目的進度及實際應用場景,在眾多應用中挑選價值容易突顯的應用點進行著重深入的實施。同時做好宏觀層面的規劃,每個參與方進入項目體系之前都會有一份相應的BIM實施要求,并納入合同進行管理。協同平臺的使用手冊分發至每個項目組,按照前期規劃的方案進行執行。在每個應用完成之后通過協同平臺將模型等文件進行流轉,各個參與方對模型進行自檢并已交至下游工作小組。在施工圖設計、竣工等關鍵階段采用專家組進行指導和驗收,以保證項目實施目標符合試點項目的要求。

2.5軟硬件環境

本項目涉及的應用軟件眾多,建模類軟件主要包括Autodesk Revit系列及Tekla結構軟件。工程協同平臺在Bentley ProjectWise的基礎上進行二次開發,并在業主方、施工現場、設計院分別架設服務器,以滿足工程管理需要。

圖4  軟硬件配置

圖4 軟硬件配置

3 BIM應用

3.1設計階段應用

設計階段通過Grasshopper插件進行參數化設計,優化歡慶之云的幕墻板塊,使得幕墻面積減少5%。同時將幕墻板塊分割進行調整后,減少了損耗。

完成各專業模型后,利用各類性能化分析軟件進行分析,提高設計效率,性能化分析應用見表1。

圖五

表1 性能化分析效用

3.2施工階段應用

對設計模型進行深化,增加支架、保溫層、法蘭等附件,對直徑250mm以上管道進行碰撞檢測,確保模型可施工性。同時對異形云廳結構進行深化,三維深化建模完成后導出圖紙,并下料進行加工,利用BIM技術指導復雜曲面的施工。

圖五 圖六

           圖5 Tekla深化設計                                                   圖6 預制加工

同時在施工過程中通過模型導出土建、機電、鋼結構、幕墻的量,進行歸納統計,為投資控制提供依據。將BIM工程量與傳統造價估算相比較,本項目整體誤差在1%以內。

3.3運維階段應用

根據業主實際運營要求,定制化開發一套運維平臺。平臺具有空間管理功能:實現二維圖紙與三維模型空間的聯動,快速查找定位并顯示空間體積、歸屬等屬性;搬運管理功能:實現展陳物品的智能模擬搬運,自動計算最優搬運路徑;設備管理功能:將模型中的設備構件、二維系統圖中的設備、進行統一編碼,并將說明手冊、廠商信息等與編碼進行關聯,對設備進行結構化數據的管理;開放接口:提供標準開放的接口,將建筑智能化系統中的視頻監控、樓宇設備控制系統、門禁等接入運維管理平臺統一監管。

圖七 圖八

        圖7 空間管理圖                                            8 搬運管理

3.4協同管理平臺應用

數據管理方面,對現有的圖紙、模型、圖片等各類文檔進行管理,并支持輕量化模型、圖紙等文檔預覽、批注等。編碼體系方面,對文檔進行統一編碼及版本管理,保證數據唯一性和準確性。權限及流程管理方面,不同的參與方在平臺使用過程中擁有不同的權限,既滿足協同工作的要求,又保證數據安全。同時將模型審核等流程通過平臺進行管理,實現管理數據可追溯。移動應用方面,實現流程、數據存儲、模型瀏覽等功能在移動端的應用,提高平臺使用的便捷性。

圖9  協同管理平臺及移動端應用

圖9 協同管理平臺及移動端應用

4 應用效果

BIM技術在本項目中的益處顯而易見,雖然不能做到面面俱到,但在本項目的設計應用,施工深化應用、算量應用、協同平臺中都發揮了很大的作用。

設計方面主要解決大量的凈高問題,通過管線綜合,BIM團隊與設計人員的拍圖例會,不斷的溝通,減少了大量設計過程中的疏漏,解決設計錯漏碰缺700多處。

鋼結構深化設計方面,主要針對云廳鋼結構(復雜的異性曲面)進行三維深化,3000多個不同節點深化后通過三維方式展現出來并出具二維圖紙指導施工,節省鋼結構噸位約8%,一般桿件數量減少5%,鑄鋼件減少87%。

算量方面,目前主要針對地下土建部分進行算量,主要包括混凝土及模板數量,通過三維模型的算量結果和實際投資監理的人工算量相比,誤差大多在5%以內,可以說三維算量結果具有一定的參考價值,部分異常值如框架柱模板面積是由于勁性柱里面含有鋼板,計算模板時將鋼板所占面積也計算在內,屬于建模技術問題,可后期進行處理,在初次建模的時候應盡量規避。

協同平臺中數據文檔5002個,累計數據約30G,在線用戶132個,顯著提高了項目管理的信息化水平。

5 總 結

5.1創新點

BIM技術應用是一項結合項目管理的系統工程,在本項目實施過程中也積累了不少經驗。其中項目管理方作為BIM總包在項目實施的過程中帶來了極大的好處主要體現在以下幾方面:

1)作為項目管理公司對設計方、施工方都有一定的約束力;

2)擁有工程技術背景的優勢使得在BIM技術應用的過程中溝通更加順暢。

其次協同平臺的使用也使得溝通成本大大降低,主要表現在:

1)數據源、編碼統一,各類文件版本管理使得共享文件的準確性和可追溯性;

2)分布式服務器的部署方式使得本地訪問數據的效率更高;

3)兼容各類不同版本的文本文檔及各種格式的三維模型,使得輕量化訪問數據成為可能;

4)基于平臺的BIM流程使得模型等單文件容量較大的電子文檔流轉效率更高更流暢。

最后鋼結構三維深化應用使得深化效率更高,主要體現在:

1)正向三維設計顯著加快設計和施工速度,模型及圖紙質量更高;

2)在平面圖表達效率低下時,通過專業三維軟件設計使出圖效率更高。

5.2經驗教訓

當然根據項目不同的性質和實際情況,在本項目的實施過程中也遇到了很多困難。首先專業工程師BIM應用能力欠缺,BIM工程師專業能力欠缺,這使得在前期兩個團隊合作的過程中溝通成本較高。其次由于項目工期緊張等各種因素,項目實施過程中以解決工程中的實際困難為首要目標,理論性的科研嘗試較少。再者,本項目為上海市首個試點項目,為保證項目實施效果,從技術選型上較為保守,選擇一些市場上較為成熟的產品和技術路線,大膽創新的應用點沒有全面開展。

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分享到: 編輯:楊靜文

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