會員風采

 

融·創——前瞻未來——第一屆BIM技術高峰論壇演講精選(二)

 

BIM技術 驅動建筑業數字化轉型

17500乐彩网兩年前,在雄安市民服務中心建設中,集成了BIM技術、CIM技術、裝配式建造方式等30多項國際先進建設理念。今年,雄安BIM管理平臺第一標形成了爆炸式新聞,雄安新區的基礎設施建設也在積極擁抱BIM技術。雄安的創新試驗標志著中國城市建設正式開始進入“數字城市”時代,是中國建筑業數字化轉型的集中表現。

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張 波 北京市軌道交通設計研究院有限公司信息技術中心主任

作為建筑業數字化轉型的關鍵驅動力,BIM技術的發展收到了建筑業人士的廣泛關注。在10月25日舉辦的第一屆 BIM 技術高峰論壇會議中,我們發布了《中國建筑業企業BIM應用分析報告(2019)》。這本報告從2017年起連續編寫,記錄多年行業發展蹤跡,總結和分析我國建筑業BIM應用發展趨勢。誠如雄安所展現出來的,近年來BIM技術在我國施工行業的應用發展迅速。報告經過歷時4個月的問卷調研,對31個省市868位BIM用戶進行調研,從多個視角分析探討2019年建筑業BIM應用現狀、發展情況與趨勢、BIM落地方法。

17500乐彩网通過對BIM中心人員和管理層人員為主要人群的調查發現,與2017年相比,今年應用BIM項目數量在10個以上的企業占比提升了將近一倍,從16.9%提高到33.07%。有58%的企業建立了企業層面的BIM組織。項目的技術、商務、生產三方面業務內容的BIM應用已經全部有所覆蓋。應用率超過50%的應用點依然是技術管理中較為成熟的業務,包括碰撞檢查、深化設計、專項方案模擬、投標方案模擬、圖紙會審與交底等。

17500乐彩网對于企業在實施BIM中遇到的阻礙因素,缺乏BIM人才連續三年成為大多企業共同面臨的核心問題,建立BIM人才培養機制是現階段最迫切的事情。在調查中與互聯網、移動技術、云技術、人工智能等的集成應用提高施工現場協同工作效率,項目管理信息系統的集成應用實現項目的精細化管理分別占65.9%和75.35%,是BIM應用的主要發展趨勢。

17500乐彩网放眼世界數字化轉型浪潮,英國一直走在前列。英國政府2015年的統計數據顯示,建筑業也收到了數字技術帶來的紅利:2014年建筑業因為使用BIM技術費用節約8.4億英鎊。而國內卻還存在一定的認知偏差,例如,認為BIM技術只適合用于標桿項目,對BIM技術成熟度認知不準確等。事實是,現如今我國的BIM技術已經可以在變更管理、方案管理、質量管理等一般項目所擁有的各個基礎環節中應用,逐漸擺脫標桿化;而萬達、龍湖、綠城等房地產名企作為建設方也已經走在施工企業前面,紛紛展開BIM技術應用探索。BIM技術應用越來越普遍,范圍越來越廣泛。

正如報告中所說,BIM應用表現一種趨勢:以施工階段應用為核心,BIM技術與管理全面融合的拓展應用階段, BIM應用從理性走向攀升;從施工技術管理應用向生產、商務等施工全面管理應用拓展;從BIM向BIM+智慧工地的集成應用拓展;從項目到企業,從施工階段向建筑全生命期輻射。

17500乐彩网廣聯達在2018年提出了“數字建筑”的概念:利用BIM和云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術引領產業轉型升級的業務戰略,它結合先進的精益建造理論方法,集成人員、流程、數據、技術和業務系統,實現建筑的全過程、全要素、全參與方的數字化、在線化、智能化,從而構建項目、企業和產業的平臺生態新體系。

其中,BIM作為載體,將項目在全生命期內的工程信息、管理信息和資源信息集成在統一模型中,將建筑實體與虛擬建筑形成虛實映射的數字孿生,打通設計、施工、運維階段分塊割裂的業務,真正實現從設計到施工再到運維的全鏈條數據共享,讓BIM的價值體現在建筑的全生命期。BIM技術是“數字建筑”“數字城市”乃至“數字中國”的數字化基礎設施,驅動建筑業轉型升級與可持續健康發展。


BIM技術在被動房建造中的應用

2019年10月9日,第23屆世界被動房大會在河北省高碑店市舉行,列車新城作為大會的核心示范項目受到了與會人士的極大關注,這個項目是迄今為止世界上最大體量的被動房社區,由龍湖集團開發建設,中天建設集團施工總承包。

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劉玉濤 中天建設集團有限公司總工程師

被動房包括了隔熱保溫、氣密性、被動式窗戶、無熱橋、高效的熱回收通風五大要素,要滿足這些性能上的要求,設計、施工均有許多特殊處理,必須借助于BIM技術開展相關工作。

深化設計

在深化之初建立統一的建模標準及BIM應用指南,建立工序級精細化建模,創建被動房特有的族元素,制作部分關鍵節點做成施工工藝視頻,深化工作主要包括特殊工藝深化、構造深化、機電深化、施工措施深化以及建模圖審等內容。

17500乐彩网特殊工藝深化主要針對被動房的五大技術特點,充分運用BIM技術可視化功能,制作各類關鍵節點的施工工藝視頻,實現工藝工序的模擬作業,增強技術人員對設計意圖的理解,同時用于施工技術交底。另外BIM技術在各種工況下室內氣流場分布規律的分析、各類管線走向優化以及各類預留預埋精準定位方面發揮了應用價值,從而實現各道工序的高標準和高質量。

17500乐彩网構造深化聚焦于被動房氣密性、無熱橋等技術問題,結合常規施工工法,在模型創建過程中即識別出質量控制難點,針對性開展“全剪外墻,結構拉縫,小墻垛、過梁一次澆筑,套管模塊化一次預埋,層間接茬設企口,熱橋由線到點”等深化工作,通過構造優化減少質量隱患。

機電深化與一般項目相似,利用BIM技術進行管線綜合,形成各專業平面布置圖和預留預埋圖,實現凈高、排布、走向等方面的優化,被動房標準層設備管線相對較多,樓板里預埋的電管,特別是弱電、空調通風、消防系統、窗外遮陽等各專業管線很多,為避免風、水管支架后固定時破壞預埋管線,預埋管線要事先排布走向并精確預埋。

17500乐彩网施工措施深化主要針對實施方案中技術措施的優化,由于被動房對氣密、保溫等方面有苛刻要求,進行了模板、外架、安全防護等方面的深化工作,采用了三段式對拉螺桿、鋁膜拉片、三角支撐式腳手架及機械錨固等技術措施,利用深化模型對采用的技術措施預埋件進行定位和材料統計。

17500乐彩网建模圖審首先根據審圖要點在建模過程中進行問題匯總,基于深化模型進行碰撞檢查。對被動房來說由于錯漏碰缺導致的一些返工將會引起致命的質量缺陷,因此在深化工作之后再次進行碰撞檢查顯得非常重要。

項目管理

項目管理主要體現在技術、工程、生產和總承包這幾個方面。

17500乐彩网技術管理的應用包括場地策劃、技術交底和施工方案推演,確保現場馬道、臨時設施及大型設備等布置合理,通過工藝、方案的動畫演示,對管理人員及工人進行交底,明晰設計意圖,同時進一步優化技術方案和施工部署。

17500乐彩网工程管理包括質量安全管控,借助于模型與實際部位關聯和管理流程信息化對質量、安全進行平臺化管理,管理數據為人員考核、隱患分析等提供了客觀依據。

17500乐彩网生產管理包括進度模擬和物資供給,通過模型與進度掛接,直觀體現實際與計劃進度的關系,利于及時調整關鍵工序以及資源保障提供。另外,整個社區較大,被動門窗、保溫隔熱材料等進行物資提量,按需控制材料進場,避免材料閑置、積壓。

總承包管理體現在協同,后期各分包隊伍進場后利用模型進行場地分配,工作面移交以及質量安全問題的協調。

17500乐彩网借助于BIM技術應用,項目團隊成功實現了項目管理目標,作為第23屆世界被動房大會重要觀摩項目,給全球專家、學者呈現了中國建造的精工之作,同時獲得了世界最大被動式建筑社區的認證證書。


城市軌道交通BIM應用指南與實踐

在加快完善數字基礎設施、推進數據資源整合和開放共享、保障數據安全、加快建設數字中國的背景下,城市軌道交通BIM應用也經歷從建模基礎應用到BIM與GIS、大數據、智能化、移動通信、云計算、物聯網結合應用的發展時期。在BIM快速發展過程中,針對城市軌道交通建設的特點,如何建設數字軌道交通?如何有效地組織各方協同工作?如何將BIM應用于全生命期各階段工作中去?各階段應該建設精細度如何的模型?數據集成平臺如何搭建?這些問題亟待解決。為此住房和城鄉建設部在2016、2017連續兩年組織城市軌道交通領域建設、勘察、設計、施工等單位,針對城市軌道交通工程如何開展BIM應用進行深入研究,并在北京、天津、石家莊、上海、蘭州、西安、重慶、廈門、深圳等城市的軌道交通項目開展BIM應用實踐,最終形成《城市軌道交通工程BIM應用指南》(以下簡稱《指南》)。下面我結合北京地鐵19號線1期BIM全生命期應用的具體實踐,介紹一下《指南》的內容內涵和實踐情況。

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張 波 北京市軌道交通設計研究院有限公司信息技術中心主任

17500乐彩网該《指南》對城市軌道交通工程BIM應用的組織模式、各方工作內容、各階段BIM應用內容制定了詳細要求,明確了城市軌道交通工程全生命期的BIM應用目標,對如何推動數字化建設給出了系統指導,為城市軌道交通工程建設的安全生產、提質增效、節能環保提供了有力支撐。《指南》明確了城市軌道交通工程BIM應用的組織模式。建設單位統籌城市軌道交通工程建設階段的BIM應用,根據需求制定技術標準體系、建立組織架構、建設BIM數據集成與管理平臺(以下簡稱BIM平臺)、組織和管理各參建單位的BIM應用工作。勘察、設計、施工、監理、設備供應單位、第三方監測單位、質量檢測機構、風險咨詢機構、材料供貨商等參建單位,根據建設單位要求創建模型或提供信息,并利用模型和BIM平臺開展相關工作。

17500乐彩网《指南》對城市軌道交通工程BIM應用的模型創建、管理與應用做出了具體規定,明確了各階段的BIM應用目標和內容:在可行性研究階段,應用BIM對設計總體平衡、運營功能、工程規模、工程投資等進行分析,驗證項目可行性、落實外部條件、穩定線路站位、優化設計方案等;初步設計階段:應用BIM對設計方案或重大技術問題的解決方案進行綜合分析,協調設計接口、穩定主要外部條件;施工圖設計階段:應用BIM 對設計方案進行綜合模擬及檢查,優化方案中技術措施、工藝做法、用料等問題;施工階段:應用BIM對工程施工方案開展虛擬建造,全面優化施工組織設計;對施工進度、質量、安全、成本等進行管理,提高施工信息利用的效率和效益。

為保障城市軌道交通工程建設全過程BIM集成、傳遞、共享和應用,完成數字化交付,《指南》根據各階段BIM應用需要對BIM平臺的建設給出了指導性意見。從數據層、引擎層、服務層、應用層、訪問層五個方面對BIM平臺的系統架構給出了系統性建議,并對BIM平臺的建設期功能和運營階段功能拓展給出了詳細的建議。

17500乐彩网根據《指南》規定,城市軌道交通工程竣工驗收后,應在竣工驗收模型中附加或關聯滿足政府管理部門資料歸檔要求以及支持線路運營維護的各類數據,向政府管理部門和運營單位進行數字化移交。

數字成果將在城市軌道交通后期智能運維中繼續發揮作用,并成為數字基礎設施的重要組成部分,對推動實施國家大數據戰略、建設數字中國意義重大。


中信大廈BIM綜合應用

中信大廈位于北京市朝陽區CBD核心區Z15地塊,是中信集團的新總部。項目總建筑面積43.7萬平方米,地上108層,地下7層,總高度528米,為北京市第一高樓。中信大廈是國內第一個由業主主導全生命期BIM應用的超高層項目,在中信和業投資有限公司的總體規劃下,設計師團隊在圖紙設計過程中建立了與之相對應的BIM模型;而施工階段繼承設計階段的模型,并對模型進行深化和部分替換,施工結束后將必要的過程信息和材料設備信息匯總;最終的竣工模型包含了運維所需要的所有信息,在基于BIM模型的可視化運維系統之中使用。

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周千帆 中建三局國際工程公司(大項目管理公司)技術部副經理

17500乐彩网項目建設啟動之時,BIM在國內還處于新興階段,少有成熟應用,標準規范也無從談起。因此,由建設單位牽頭,BIM顧問及BIM主要實施方共同編制了《中信大廈BIM實施導則》,以此規定了BIM工作的組織架構、工作內容、技術標準、信息詳表以及保障措施等內容,指導所有參與團隊的執行。

在實施過程中,設計師在當時較前瞻性地采用了二維、三維協同工作,以BIM完成參數化設計、性能化模擬,幫助團隊攻克大廈造型復雜、建筑凈空要求高、機電系統排布困難等諸多難題,并實現了圖紙、模型的同步交付。

進入施工階段,施工總包方對全專業的模型進行了深化,超過100人的團隊參與其中。憑借高精度的模型,團隊完成了模型綜合協調、施工方案模擬、數字化加工等9大應用,極大程度提升了項目的管理水平,保證了建筑的品質。其中,全專業綜合協調一項累計完成52次,解決了6650項問題,通過軟件自動計算與專業工程師綜合審查相結合的方式,將硬碰撞和影響施工或運維的軟碰撞提前消除,保證一步施工到位。

17500乐彩网在穩步推進BIM深化及協調應用的同時,運用三維掃描進行管理創新。BIM團隊使用高精度三維激光掃描儀,在每層結構施工完成后,對其開展掃描工作。掃描獲得的點云數據可以直接在電腦中查看,是現場影像的1:1真實還原,將這些“真實”的模型與“虛擬”的BIM模型相疊加,可以直接獲得施工誤差,準確判斷質量缺陷的重點部位和存在的質量通病,及時糾偏,保證工程質量。

17500乐彩网踐行生態優先的理念,項目建設全力推進工廠預制化。工程鋼結構用量14萬噸,所有構件全部使用BIM完成深化設計。通過定制的鋼結構全生命周期信息化管理平臺對構件的下料、運輸、安裝進行全過程追蹤管理。優化排版取料順序,實時更新材料精確位置,減少材料浪費,顯著提高加工速度。

項目完工后,建設單位牽頭將BIM與建筑智能化集成管理系統(IBMS)、物業管理(PM)和設備設施管理(FM)有機結合,構建智慧運維云平臺,實現對建筑的可視化、高精度的智能化管理。

中信大廈在順利完工的同時,也取得了豐碩的成果。各參建方利用BIM技術在可視、協調、模擬方面的優勢,有效地提高了設計質量和效率,在設計及施工階段累計發現了12500余個問題,大量減少了可能發生的拆改和返工。據統計,現場變更數量較同類超高層建筑降低了70% ~ 80%。據測算,結合BIM對建筑空間進行的優化,為大廈增加了約7200平方米的凈使用面積,優化了超過20個大型設備用房的機電排布,使得物業運維更加便捷,大量的構件實現場外加工或預制生產,有效減少了現場揚塵及污染,產生建筑垃圾僅為LEED金級評定標準的10%。這些成果是對項目建設團隊的肯定、中國高質量建造水平的最佳證明。

來源:中國建設報