(安徽國華建設(shè)工程項目管理有限公司,合肥 230000)
合肥新四中建設(shè)工程項目,位于合肥市濱湖區(qū)迎淮路與天津路交口,是合肥市為了優(yōu)化教育結(jié)構(gòu),緩解該區(qū)域板塊高中教育的空白局面,而建設(shè)的省級示范高中項目。項目建成后,可容納在校學(xué)生4 500余人,可容納寄宿生3 300余人。
項目總用地面積約190畝,總建筑面積129 542m2。其建設(shè)內(nèi)容分為教學(xué)區(qū)和生活區(qū)兩部分,其中教學(xué)區(qū)包括教學(xué)樓、實驗樓、藝術(shù)樓、禮堂、圖書行政綜合樓;生活區(qū)包括食堂、女生宿舍、男生宿舍(含校醫(yī)院)、教師公寓、風(fēng)雨操場及其他附屬構(gòu)筑物。圖1為該項目的總體鳥瞰效果圖。
(1)項目社會影響力大,受關(guān)注程度高:本項目建成后是該區(qū)域板塊中唯一一所省級示范高中,社會關(guān)注度高,屬于合肥市重點工程,項目的順利施工必須確保萬無一失;
(2)項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高,要求嚴(yán):由于是合肥市重點工程,爭創(chuàng)魯班獎是本項目的建設(shè)目標(biāo)之一,項目的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、資料、成本等各方面管理要求極高;
(3)項目建筑造型豐富復(fù)雜,施工技術(shù)要求高:該項目建筑風(fēng)格兼具歐式與徽派元素,包含大量裝飾型構(gòu)件,對施工的技術(shù)要求較高,圖2所示為藝術(shù)樓、禮堂效果圖,圖3所示為藝術(shù)樓、禮堂的BIM建筑模型;
圖1 項目總體鳥瞰效果圖
圖2 藝術(shù)樓、禮堂組團(tuán)透視效果圖
圖3 藝術(shù)樓、禮堂組團(tuán)BIM建筑模型
本項目所實施的伴隨項目全施工周期的BIM服務(wù),要求針對不同專業(yè),不同施工階段開展多方面BIM應(yīng)用,形成由BIM咨詢方指導(dǎo),施工總包統(tǒng)籌與實施,專業(yè)分包配合的BIM實施模式。該項目所有的BIM成果均須以指導(dǎo)現(xiàn)場實際施工為前提,力求通過碰撞與管綜、節(jié)點深化、工程量統(tǒng)計、精裝下料、可視化編程、VR安全教育等BIM應(yīng)用提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題和施工難點,提高施工質(zhì)量,加強(qiáng)施工進(jìn)度和安全管理,降低施工成本,提升項目經(jīng)濟(jì)和社會效益。
(1)編制完善的BIM執(zhí)行計劃,以便各專業(yè)BIM成果的提交節(jié)點、成果的質(zhì)量滿足要求;
(2)制定合理的BIM管理機(jī)制,以便能更有效的協(xié)調(diào)各專業(yè)BIM工作的開展;
(3)組織具備多年設(shè)計經(jīng)驗或施工經(jīng)驗的BIM工程師,開展圖紙消化和會審工作,提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題。利用BIM模型直觀地將設(shè)計問題展現(xiàn)出來,提高溝通及問題解決的效率;
(4)依據(jù)建設(shè)方BIM實施要求,組織各專業(yè)分包結(jié)合本工程特色,編制相應(yīng)BIM專項方案并按總包要求落實到位;
(5)搭建BIM協(xié)同管理平臺,方便各專業(yè)分包BIM成果的及時共享與統(tǒng)一歸檔。
本項目的BIM實施由施工項目經(jīng)理直接負(fù)責(zé),并設(shè)立施工BIM負(fù)責(zé)人具體負(fù)責(zé)施工單位BIM相關(guān)工作。同時BIM咨詢方因為具備設(shè)計能力,故特別設(shè)立設(shè)計項目經(jīng)理配合BIM項目經(jīng)理共同完成項目BIM各項工作。項目的BIM實施團(tuán)隊組織架構(gòu)如圖4所示。
圖4 BIM實施團(tuán)隊組織架構(gòu)圖
以《安徽省建筑信息模型(BIM)技術(shù)應(yīng)用指南》為指導(dǎo),項目組編制了《合肥新四中項目BIM實施方案》、《合肥新四中建設(shè)項目BIM執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》,其中,《實施方案》明確了BIM實施各階段項目組工作目標(biāo)、工作方式,以及各參建單位與BIM相關(guān)的權(quán)責(zé);《執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》則闡明了本工程中BIM的建模范圍、建模規(guī)則、命名規(guī)則、優(yōu)化原則等技術(shù)規(guī)定。
(1)項目BIM軟件環(huán)境:模型搭建類軟件包括Autodesk Revit 2016、Tekla、SketchUp 2014,模型應(yīng)用及效果展示類軟件包括Autodesk Navisworks 2016、Fuzor 2016、Lumion 6.0、Autodesk 3dmax、Dynamo,算量類軟件包括品茗和廣聯(lián)達(dá),管理平臺類軟件為魯班BIM系列軟件;
(2)項目BIM硬件環(huán)境:本項目購置了10臺配置一流的臺式機(jī)用于建模,2臺移動工作站用于外出辦公及匯報展示,1臺服務(wù)器(戴爾T630塔式服務(wù)器)用于數(shù)據(jù)存儲及圖形渲染,3個iPad Air 2用于現(xiàn)場查看模型。
本項目利用Revit搭建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)模型,利用Tekla搭建鋼結(jié)構(gòu)模型,利用品茗軟件將BIM模型轉(zhuǎn)化為算量模型,利用3dmax繪制室內(nèi)精裝模型。各階段BIM建模深度及成果要求按照項目《實施方案》和《執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。
(1)三維管線綜合
三維管線綜合的目標(biāo)是在保證建筑使用功能的前提下,最大程度地減少管線翻折,并優(yōu)化管線路由。管線初排的成果,經(jīng)各參建單位認(rèn)可后,由BIM機(jī)電工程師補(bǔ)充支管及支吊架以形成管綜模型,出具圖紙,指導(dǎo)施工。圖5所示為教學(xué)樓管線綜合后出具的電氣橋架平面圖。
圖5 管綜后的電氣橋架平面圖(局部)
(2) 鋼節(jié)點深化
項目利用Tekla軟件完成風(fēng)雨操場鋼結(jié)構(gòu)屋面部分的建立,并對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進(jìn)行深化,以輔助鋼結(jié)構(gòu)加工和現(xiàn)場安裝。 Tekla軟件與Revit軟件的結(jié)合應(yīng)用,使單體結(jié)構(gòu)信息借助三維模型的形式,立體呈現(xiàn)在業(yè)主面前。圖6所示是風(fēng)雨操場鋼結(jié)構(gòu)屋面的整體模型,圖7為部分鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點深化模型。
(3) 工程量統(tǒng)計
BIM模型和數(shù)據(jù)的優(yōu)點之一是可以共享和傳遞,本項目的BIM模型(包括土建、機(jī)電專業(yè))搭建完成導(dǎo)入品茗軟件再進(jìn)行修改和調(diào)整成為算量模型,并可迅速統(tǒng)計出混凝土、鋼筋、模板、砌塊等主材及人工等工程量,進(jìn)而提高項目部成本管控的效率。
圖6 風(fēng)雨操場鋼結(jié)構(gòu)屋面模型
圖7 部分鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點深化模型
(4)可視化編程
管線深化模型完成后,在模型中為各類管線增設(shè)支吊架,為提高工作效率,BIM工作組以Dynamo插件為主要工具,于此階段引入可視化編程技術(shù),協(xié)助吊架排布,圖8所示為項目所應(yīng)用的吊架自適應(yīng)排布程序。
圖8 新四中項目吊架自適應(yīng)排布程序
(5)精裝展示
在傳統(tǒng)領(lǐng)域,純粹使用以3DMAX為代表的可視化制作軟件雖然可以制作出精美的裝修模型,但此類模型僅僅可以滿足業(yè)主的視覺預(yù)覽需求,而并不具備指導(dǎo)裝修施工的作用。在本項目中,以Revit軟件為工具,BIM土建工程師從各單體中挑取了數(shù)個代表性房間來制作包含裝修信息的BIM精裝模型,施工時可借助此模型進(jìn)行下料統(tǒng)計,同時利用VR設(shè)備讓業(yè)主提前感受裝修效果。圖9為本項目中藝術(shù)樓會議室精裝模型。
圖9 新四中項目會議室精裝模型
(6)VR安全教育
安全無小事。而對于施工單位來說,保證現(xiàn)場人員施工安全的核心是使所有參建人員具備足夠的自我防護(hù)意識,以及當(dāng)險情發(fā)生時基本的自救能力。項目組引入VR技術(shù),建立多個事故模擬場景,工程人員只需帶上VR頭盔即可身臨其境般體驗事故帶來的危害,從而加強(qiáng)安全意識。圖10所示是高空墜落場景的VR安全體驗。
圖10 高空墜落場景的VR安全體驗
(7)二維碼應(yīng)用
施工環(huán)境復(fù)雜多變,傳統(tǒng)的工程藍(lán)圖和資料不宜帶入施工現(xiàn)場,將BIM模型和二維碼技術(shù)相結(jié)合,使工程相關(guān)信息集成至二維碼中,并張貼固定于施工現(xiàn)場,項目人員通過移動端即可掃碼讀取相應(yīng)圖紙、模型或技術(shù)文檔等信息,提高施工效率和質(zhì)量。圖11為某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點二維碼示意圖。
圖11 風(fēng)雨操場某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點二維碼示意
(8)BIM項目管理平臺
項目引入魯班BIM平臺,在線上進(jìn)行項目管理流程?,F(xiàn)場各方管理人員如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、安全問題,均可使用BIM手機(jī)端,通過拍照、語音、文字相結(jié)合的方式進(jìn)行精確記錄,及時提交,并可與BIM模型或構(gòu)件關(guān)聯(lián),形成質(zhì)量、安全任務(wù)列表,由責(zé)任人落實整改。有效加強(qiáng)質(zhì)量安全管理水平,提高各方溝通效率,圖12、圖13為本項目中平臺移動端、PC端使用界面。
圖12 平臺移動端使用情況
圖13 平臺PC端使用界面
(1) 施工準(zhǔn)備中獲得的效益:雖然傳統(tǒng)的圖紙會審即可處理掉理論設(shè)計與實際施工間嚴(yán)重的沖突問題,但對于諸如標(biāo)高錯漏、位置偏移之類的細(xì)節(jié)問題,施工單位往往也是在臨近施工前夕才能發(fā)現(xiàn)。BIM三維模型的建立,相當(dāng)于工程預(yù)施工,原本受時間限制而在圖紙會審前被忽略的小問題得到提前發(fā)現(xiàn)和解決。
(2) 施工過程中獲得的效益:整個施工過程中,BIM工作的開展及成果的上傳均是基于具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的BIM云平臺。施工現(xiàn)場中出現(xiàn)的各類問題,借助移動端,由對應(yīng)工序的負(fù)責(zé)人及時傳遞到與該問題節(jié)點相關(guān)的參建人員處,減少了在以往工作流程中交流溝通上的耗時[1]。
(3) 建筑使用階段獲得的效益:根據(jù)以往經(jīng)驗,在建筑投入使用后,對于管線排布復(fù)雜段如需進(jìn)行檢修,檢修人員需先調(diào)取該檢修節(jié)點涉及到的各專業(yè)圖紙及配套資料,經(jīng)檢查對比,多專業(yè)合圖后,方可制定檢修計劃[2]。本項目的竣工模型,是與現(xiàn)場建造實況完全一致的信息模型,調(diào)取該模型,可省去圖紙查看核實的時間,大幅提升檢修效率。
在支吊架的排布工作上,BIM機(jī)電工程師借助可視化編程技術(shù),對以Revit為基礎(chǔ)的主流BIM軟件進(jìn)行二次開發(fā),編制的支吊架自動排布程序,提升工作效率,BIM工作的開展從軟件源頭得到保證。
另外,魯班BIM平臺在本項目的使用是對施工項目管理工作模式的一種創(chuàng)新,這種模式的創(chuàng)新會有一定阻力,但一旦被施工管理人員習(xí)慣和接受后,對建筑工程的施工有極大幫助。
近幾年,BIM技術(shù)以各種形式、借助各種載體席卷整個建筑行業(yè),在BIM推廣如火如荼的大時代下,BIM應(yīng)用不能單純追求于建模的精準(zhǔn),也不能僅只著眼于模型之外的拓展應(yīng)用。三維模型的搭建固然是BIM工作開展的基礎(chǔ),然而創(chuàng)建精確完善的工程信息數(shù)據(jù)才是BIM應(yīng)用的核心。有一種觀點認(rèn)為,建立建筑信息模型的過程需要耗費更多的人力財力,卻無法帶來足夠的效益,但結(jié)合眼下設(shè)計周期短,設(shè)計費用低的建筑業(yè)現(xiàn)況,建立出足夠精細(xì)的建筑信息模型可以對設(shè)計圖紙進(jìn)行二次完善,對施工作業(yè)面進(jìn)行優(yōu)化,隱形提升施工效率、項目精度,這是BIM技術(shù)應(yīng)用的重要價值[3]。