郑州国际文化交流中心项目 BIM 技术综合应用 1、项目概况 郑州国际文化交流中心项目位于中原科技城片区内,龙湖内环北路南、龙源西三街东、龙源西二街西、龙湖北岸围合区域,项目规划用地约158亩,总建筑面积约31万平方米,其中地上建筑面积约16万平方米,地下建筑面积约15万平方米,项目估算投资约50亿元。
郑州国际文化交流中心项目 BIM 技术综合应用
郑州国际文化交流中心项目位于中原科技城片区内,龙湖内环北路南、龙源西三街东、龙源西二街西、龙湖北岸围合区域,项目规划用地约158亩,总建筑面积约31万平方米,其中地上建筑面积约16万平方米,地下建筑面积约15万平方米,项目估算投资约50亿元。
本工程地下室2层,建筑高度10.15m,建筑面积15.255万㎡,主要功能为地下车库及设备用房;地上包含会议中心、会展中心和酒店三个单体,其中会议中心5层,建筑高度约44.6m,建筑面积63000㎡;会展中心1层,建筑高度16.5m,建筑面积39500㎡。酒店9层,建筑高度45m,建筑面积54600㎡。
项目作为中原科技城核心片区地标建筑,是一个集会议、展览、酒店、宴会于一体的大型综合性国际文化交流中心,建成后可举办高规格、国际型、首脑级别会议。
1、项目自身需求
项目涉及大跨度空间管桁架吊装、高支模、深基坑开挖等多项超危大工程作业以及复杂地质溶洞处理,施工技术难度大;同时涉及大体量金属屋面和双曲面幕墙安装,施工精度要求高;
项目机电系统专业多、设备体积大,与土建交叉施工较多,须运用 BIM 对管线进行综合排布,提升施工效率和施工质量。
2、管理需求
项目工期紧、专业分包多,作业交叉面广,工序穿插多,总承包管理难度大,我司采 BIM 技术提升总承包管理能力,加强项目信息化沟通,提升施工管理效率。
项目为创“鲁班奖” 工程,同时项目建设单位对本项目 BIM 技术应用过程管理及成果交付有严格要求。
3、社会影响力需求
项目为郑州市中原科技城标高项目,备受各界关注。
建设单位为郑州市郑汴开发建设有限公司,本项目是我司与建设单位的第二次深度合作,实现完美履约、建设好本项目,维护好业主,“以现场促市场”,对后续的战略合作有重大意义。
3、 BIM 应用环境的构建
3.1 BIM 应用标准制定
项目为保证 BIM 的实施落地,组织编写了一整套 BIM 技术应用管理制度文件,主要包括《 BIM 技术应用实施方案》,《 BIM 技术实施细则》、《 BIM 技术应用计划》,《 BIM 技术应用策划》。
3.2 BIM 应用软件选用
项目采用Revit软件创建土建、机电模型,对钢结构采用Tekla、3DMAX进行参数化就建模,并通过C8BIM及Navisworks平台进行模型整合形成完整的项目模型。辅助使用FUZOR、Enscape、PR完成完成动画制作。
4.1 BIM 基本型应用
4.1.1 BIM 模型创建
项目根据《中建八局一公司 BIM 指导手册》要求进行建模,各构件按照手册要求进行命名,模型细度满足手册要求建模的几何信息需要准确,非几何信息也要完整准确。根据项目情况,需要对基坑平面布置、地下结构、地上结构、屋面、填充墙、管线预埋、管线排布、精装修、外墙装饰、景观、室外管网等一系列内容进行模型构件。
4.1.2 基于 BIM 的方案交底
通过 BIM 技术指导编制专项施工方案,可以直观的对复杂工序进行分析,将复杂部位简单化、透明化,提前模拟方案编制后的现场施工状态,对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐患等提前排查,对专项方案的施工工序进行合理排布,有利于方案的专项性、合理性。对重点、难点部位的施工工艺,利用该区域 BIM 模型予以详细深化模拟展示,为现场施工带来良好的示范、引导作用。对专项施工方案中重难点部位进行模型深化与优化,达到模型指导施工的目的。
4.1.3 图纸会审
本项目属于EPC总承包,前期属于边出图边施工,图纸会审在整个前期施工过程中都有体现,而且对审图的效率要求较高,审过之后即要用于现场施工。各专业分包相关人员应熟悉图纸,在创建模型的过程中,发现图纸中隐藏的错漏碰缺等问题,并将问题进行汇总,在完成模型创建之后通过软件的碰撞检查功能,进行专业内以及各专业间的碰撞检查,进一步检查设计图纸中的问题。图纸会审前将发现的问题在三维模型中标记,在会审时,将三维模型作为各方会审的沟通媒介,对问题进行逐个评审并提出修改意见,提高沟通效率。在进行会审交底过程中,通过三维模型就会审的相关结果进行交底,向各参与方展示图纸中某些问题的修改。
4.1.4 现浇混凝土结构优化设计
现浇混凝土结构深化设计中的二次结构设计、预留孔洞设计、节点设计、预埋件设计等应用 BIM 。在现浇混凝土结构深化设计 BIM 应用中,基于施工图设计模型或施工图创建深化设计模型,输出深化设计图、工程量清单等
4.1.5 钢结构深化设计
本项目钢结构主要集中在两块,一是劲钢混凝土中的型钢梁、柱,二是展厅的钢结构屋盖。其中型钢梁柱的深化设计对时间要求比较高,同时一方面是自身的 BIM 设计,另一方面还包括的审核专业分包的深化图纸。
4.1.6 平面管理
分阶段建立(基础施工阶段、主体施工阶段、外立面及装修施工阶段),内容包括 办公及生活区临建、临水、临电、库房、材料堆放区、材料临时加工场地、施工机械布 置、运输道路、绿化区、停车位。通过模拟,可以更加直观准确掌握现场施工平面布置情况。同时可以提高施工场地的利用率,达到节地目的。
4.1.7 工程量统计
项目主要设备、材料需求计划宜采用深化后的 BIM 模型进行提取统计,并结合实际进度合理安排进场时间,辅助项目物料管理。用于工程量统计的 BIM 的模型,精度应达到与现场实际一致,保证提取数据的准确性。
4.1.8 专利方案 BIM 化
利用 BIM 建模软件对受理的专利方案进行建模,体现主要零部件的结构、位置、连接关系及具体的实施方式,使得方案更加形象生动,进而辅助专利方案的优化与完善。
4.1.9 机电深化设计
BIM 模型可以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,应用软件功能解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备的碰撞,优化设计方案,为设备及管线预留合 理的安装及操作空间,减少占用使用空间。
4.1.10 施工方案比选
针对不同的实施方案,应采用 BIM 技术进行实施模拟,明确表达优缺点,综合分析可行性,合理选择适用于施工现场的最佳方案。较大方案之间的比选,应借助 BIM 技术以会议形式讨论。较小或局部方案之间的比选,宜借助 BIM 技术采用随时沟通随时确定的方式解决。最终方案确定后,需尽快将方案意图反映至 BIM 模型中,必要时以纸质资料的形式报送业主、监理、设计院等相关单位审核确认。
4.2 BIM 增强型应用
4.2.1 施工组织模拟
项目平面组织模拟宜结合施工进度安排,优化各施工阶段的塔吊布置、现场车间加工布置以及施工道路布置等,满足施工需求的同时,避免塔吊碰撞、减少二次搬运、保证施工道路畅通等问题。
4.2.2 施工进度控制
工程项目施工中的实际进度和计划进度跟踪对比分析、进度预警、进度偏差分析、进度计划调整等。在进度控制 BIM 应用中,应基于进度管理模型和实际进度信息完成进度对比分析,并应基于偏差分析结果更新进度管理模型。
4.2.3 质量、安全管理
在质量管理 BIM 应用中,基于深化设计模型或预制加工模型创建质量管理模型,基于质量验收标准和施工资料标准确定质量验收计划,进行质量验收、质量问题处理、质量问题分析工作。
在安全管理 BIM 应用中,基于深化设计或预制加工等模型创建安全管理模型,基于安全管理标准确定安全技术措施计划,采取安全技术措施,处理安全隐患和事故,分析安全问题。
4.2.4 基于 BIM 的钢筋优化管理
利用 BIM 及其二次开发技术,结合相关设计文件、图集规范及《钢筋工程常规优化策划100例》要求,结合公司图集 BIM 化相关成果,在三维模型中进行钢筋效率化建模与智能化翻样。基于 BIM 的钢筋翻样、数控加工及信息化配送技术能有效提高钢筋施工作业效率,降低了劳动强度与材料损耗,保证钢筋加工的质量,促进钢筋施工的精细化管理。
4.2.5 BIM +二维码技术
项目实测实量采用 BIM +二维码技术指导施工;方案交底、设备状态、房间手册等宜采用 BIM +二维码技术指导施工。二维码信息宜具备 PC 后台端、手持终端双向追溯查询功能,信息能够根据不同时段的真实情况进行修改。二维码信息准确简洁,图文并茂。
4.2.6 钢结构构件加工
对钢结构节点进行深化设计,优化钢筋排布,节约成本,降低施工难度,指导工厂提前预支打孔加工,避免现场返工。在钢结构构件加工 BIM 应用中,可基于深化设计模型和加工确认函、变更确认函、设计文件创建钢结构构件加工模型,基于专项加工方案和技术标准完成模型细部处理,基于材料采购计划提取模型工程量,基于工厂设备加工能力、排产计划及工期和资源计划完成预制加工模型的批次划分,基于工艺指导书等资料编制工艺文件,并在构件生产和质量验收阶段形成构件生产的进度信息、成本信息和质量追溯信息。
4.2.7 BIM 协同平台应用
项目基于公司自主研发 BIM 协同平台包含施工图模型、深化设计模型、工法样板模型、重难点工艺节点模型及相关方案模型、 BIM 场布方案模型(模型应详细反映施工过程中各阶段现场功能区域布置状况:包括但不限于基坑、场区围挡、大门、施工区域、钢筋加工区域、木工区域、大型工具存放区域、场内道路、办公区域以及临时水、电布置等构件信息)。进行质量、安全、进度、设计、资料等协同管理、
4.2.8 BIM +无人机
项目采用 BIM +无人机技术通过对地形地貌进行测绘,快速地完成场地地貌信息的数据采集,利用采集的点源信息建立与现场地貌完全一致的地理原貌模型。
4.2.9 BIM 商务化管理
在施工图预算 BIM 应用中,基于施工图设计模型创建施工图预算模型,基于清单规范和消耗量定额确定工程量清单项目,输出招标清单项目、招标控制价或投标清单项目及投标报价单。创建施工图预算模型时,根据施工图预算要求,对导入的施工图设计模型进行检查和调整。确定工程量清单项目和计算工程量时,针对相关模型元素识别工程量清单项目并计算其工程量。分部分项计价时,针对每个工程量清单项目根据定额确定综合单价, 并在此基础上计算相关模型元素的成本。在施工图预算 BIM 应用中,施工图预算模型宜在施工图设计模型基础上,附加或关联预算信息。
4.3 BIM 拓展型应用
4.3.1 BIM 蓝图
项目重点区域、复杂空间、节点大样、特殊做法等深化设计出图应采用 BIM 蓝图技术。设备机房、综合管井、复杂走道、节点大样、特殊做法等深化设计出图采用BIM蓝图技术。BIM蓝图应采用统一色彩填充式出图方式,图面标识信息简洁、全面,具有较强的指导性。
4.3.2 BIM +VR技术
BIM +VR的使用,利用VR技术提升 BIM 应用效果并加速其推广应用。 BIM 是以建筑工程项目各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点。VR沉浸式体验,加强了具象性及交互功能,大大提升 BIM 应用效果,从而推动其在建筑业的推广和应用。
在整个项目实施过程中,通过全过程应用 BIM 技术,项目管理人员在公司的大力推行以及 BIM 部门的主导下,均有效参与 BIM 应用和实施,整个项目主要参与 BIM 人员约为 20 人,为公司日后在 BIM 技术进一步推广,提供了有效的人员储备。
项目通过采用 BIM 技术后,前期通过各专业 BIM 模型创建整合,累计向设计反馈重要问题多达162项,预计为整个项目直接节约成本160万,通过钢结构、机电、幕墙深化,共计解决问题超过236个。净高分析过程中共发现装饰装修吊顶与管道标高冲突问题。通过基于 BIM 的大跨度超高超大空间钢结构机电施工一体化技术、信息化及智能建造技术融合应用,基于 BIM 的机电安装综合施工技术等技术实现各工艺穿插实施智慧园区。
自项目开工建设以来,省市各级政府领导多次来项目调研,对项目的各项工作进展完成情况给予高度肯定,同时项目部积极与郑州市质、安站等政府部门对接,多次举行省市级绿色智能、安全文明、科技创新观摩活动,省市新闻媒体对此进行采访报道,扩大了项目的社会影响力。
基于 BIM 技术的应用,项目目前共获得省部级工法7项,国家级QC成果二等奖2项,省级QC成果11项,发明专利2项,实用新型专利6项,外部核心期刊2篇,局核心期刊2篇,一般期刊6篇,并立项开展:省部级新技术应用示范工程、多场馆联通式高大空间钢结构综合技术联合研发立项、会展场馆建筑综合建造技术等特色技术。