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行业资讯
自2002年首次提出,BIM已席卷欧美工程建设行业,引发了史无前例的彻底变革,美国国家建筑科学研究院率先于2007年12月发布了美国国家BIM标准的第一部分;韩国国土海洋部于2010年1月分别在建筑和土木两个领域制订了BIM应用指南;挪威公共建筑机构(Statsbygg)在2011年发布了一本BIM手册版本1.2;英国计划于2016年提出一个能多方面充分协作的3D BIM。

美国、英国、韩国、芬兰、澳大利亚、新加坡、挪位等,都是BIM应用较为领先的国家,它们将在2016年前陆续在其公共工程中全部应用BIM技术。

BIM技术在中铁建工集团的推广应用

在我国现代工程建设行业,BIM技术已经成为支撑行业产业升级的核心技术,住建部已将BIM技术列为国家“十二五”科技支撑计划的重点研究和推广应用技术。

中铁建工集团从2012年就启动了BIM技术应用与推广工作,组织召开了BIM技术培训和BIM技术应用研讨会,制定了《中铁建工集团BIM技术实施方案》,建立BIM工作站,策划BIM技术应用的顶层设计。

根据部署,中铁建工集团BIM技术推广应用分为两个层面:集团公司成立了BIM工作站,组建BIM团队、集团公司统一购买BIM软件,组织软件操作的培训工作,选定集团公司BIM技术试点项目进行应用试点,同时制定集团BIM工作流程及应用标准、BIM技术操作手册、BIM技术建模标准、BIM技术数据库应用标准,组织举办集团年度BIM技术比赛;各二级公司推广重点为建立相应的管理机构,配备具有BIM技术的人员,具体负责BIM技术应用推广和应用研究,拓宽应用范围、提高应用层次,因地制宜、慎重选择BIM技术应用推广项目,坚持“试点先行、逐步推广”。

上海公司紫金(建邺)、北方公司中海油天津大厦、深圳公司中海油深圳大厦、安装公司贵州花果园双塔、北京分公司兰州西站、广州公司广州地铁指挥中心等30个项目作为集团BIM技术试点项目已经开展了BIM技术应用工作。其中,中铁建工集团承建的北京SOHO项目BIM技术应用成果获得全国BIM技术大赛三等奖。目前中铁建工集团已经形成BIM技术推广应用高潮,加快了BIM技术应用步伐。

中铁建工集团BIM技术应用实践

目前中铁建工集团BIM技术应用多侧重于施工过程中的应用,结合现场需求,进行BIM技术应用点的研发,主要方向为:与现场技术管理结合,实现施工现场的数字化施工。

施工策划及总平面布置。BIM团队在施工前通过BIM技术绘制3D现场综合平面布置(见图1~3),3D模型结合施工现场实际尺寸,立体展现施工现场布置情况,合理进行施工平面布置和施工交通组织,避免现场混乱;同时为高空安全吊装提供数据。此外,还可以统计临时建筑工程数量,作为与建设方进行临建结算依据。在中铁建工集团承建的中科院丹麦教育中心工程中,BIM技术的这一功能得到应用。

图1 基坑阶段施工平面布置

图2 结构阶段施工平面布置

图3 装修阶段施工平面布置

设计深化及图纸审核。BIM团队在三维建模过程中对设计图纸进行校核和深化;对建筑、结构、机电安装各专业图纸进行碰撞审核,从而在施工前解决图纸的错漏问题。对机电安装进行管线综合,保证精准的管线综合布置。典型工程是广州地铁指挥中心,对地下室管线按照各自的标高和定位均出图交底,避免事后返工拆改;同时对预留孔洞提前定位出图,BIM孔洞预留图解决了砌筑与安装之间的冲突问题(见图4);对设备机房深化设计,特别对地下室双速风机房、生活水泵房、消防水泵房、变电所、制冷机房、全热交换空调机组、地上空调机房等管线综合排布做了深化优化,保证了施工质量。

图4 BIM 孔洞预留

三维碰撞检查。BIM团队在二次深化设计的基础上,建立三维BIM模型,对模型内机电专业设备管线之间、管线与建筑结构部分之间、结构构件之间进行碰撞检测,根据测试结果调整设计图纸,直至实现零碰撞(见图5)。典型工程是北京望京SOHO项目。

发现碰撞后,在结构施工前,结构出设计变更,大的连梁改成双层梁,解决碰在结构施工前,绘制一次结构留洞图,解决碰撞与精装控高问题。

在结构施工前,绘制一次结构留洞图,解决碰撞与精装控高问题。

图5 三维碰撞检查

施工进度管理。BIM团队在模型量化的基础上,将三维模型与施工进度计划连接,将空间信息与时间信息反映到模型中,实现对施工进度计划的管控(见图6)。管理人员可以通过划分已经完成工程量,输出施工进度,进行实际施工进度与计划施工进度的对比;可以直接对现场进度情况进行分析诊断,更直观、可视、清晰(见图7~8),改变了传统的施工进度管理模式,确保了进度计划合理和可行。典型工程是北京望京SOHO项目。

图6 总控进度计划4D 模型制作

图7 4D 模拟过程中,在模型中漫游查看

图8 不同渲染模式下的4D 模拟

施工方案、施工工艺模拟及动态演示。在中铁建工集团重点项目及复杂公建综合项目中,为保证工程质量,项目团队借助BIM模型对施工方案进行施工模拟,利用视频对施工过程中的难点和要点进行说明,提供给施工管理人员及施工班组。对一些狭小部位、工序复杂的管线安装,项目团队借助BIM模型对施工工艺、工序的模拟,能够非常直观地了解整个施工工序安排,清晰把握施工过程,从而实现施工组织、施工工艺、施工质量的事前控制。

大型综合站房施工方案模拟在南宁火车站项目中得到成功应用(见图9);走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟在北京望京SOHO项目中成功应用(见图10)。

图9 大型站房屋顶网架施工模拟

风管安装

桥架安装

喷淋主管安装

空调水管道安装

灯具及喷淋末端安装

图10 走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟

物料跟踪、物资编码及成本管理技术。项目BIM团队运用BIM技术进行工程施工总体组织设计编制和施工模拟;确定施工所需的人、材、机资源计划;减少施工损耗;对项目的资源进行物料跟踪;并对材料进行编码,利用插件进行材料管理;再与施工进度计划相结合,导出对应计划所需的物料清单。根据清单准备材料进场,并能通过多个进度计划的比对,实现材料进场与人员、机械及环境的高效配置。

通过BIM导出的清单与手工提料的工程量进行对比,与物资管理结合,对物资申请计划进行校核,可以规避手工提料的失误。以月为单位对劳务验工的工程量进行核算,快速完成劳务工程款的校核及审批。在苏州狮山广场工程中,BIM技术的这一功能得到应用。对物资管理实行编码管理,编码反馈到BIM模型,编码后的物资导入到易特仓库软件进行管理,当物资进场时打印编码、贴编码、物资入库,过程中对现场物资盘点及跟踪(扫码),确保全程进行数字化管理(见图11)。运用BIM技术建立工程成本数据平台,通过数据的协调共享,实现项目成本管理的精细化和集约化。图11 物料跟踪及控制

数字化加工。项目团队利用BIM模型的各项数据信息,对安装构件快速放样,实现工厂预制,将模型应用到现场放线控制中,满足了施工精度要求。通过模型与现场实物对比,采用数字化验收,实现施工质量的事后控制。北京望京SOHO项目风管加工制作即是数字化加工的代表(见图12)。

a 三维模型处理

b 风管分段处理

c 生成加工数据信息

d 现场加工

图12 北京望京SOHO 项目风管数字化加工

BIM技术推广应用中存在的问题

BIM技术是建筑产业革命性技术,在项目精细化管理、建筑全生命周期管理中能够发挥巨大作用,也是绿色建造技术,但由于目前国内相关法律法规尚不完善,建筑企业使用BIM成果时,缺乏相应的标准和规范配套,影响了新技术的推广应用。此外,BIM应用前期投入大,目前工程定额尚没有这方面内容,给项目管理造成一定压力。随着BIM技术的进一步推广和相关规范的完善,其在工程管理中的价值将会越来越显著,必然促进BIM技术健康有序发展,进而实现建筑行业的巨大变革。