BIM技術(shù)在超大型商業(yè)綜合體項目中的應(yīng)用

(上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032)

1 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling，以下簡稱“BIM”)技術(shù)是建筑三維虛擬化數(shù)字技術(shù)，能夠應(yīng)用于工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工及運營維護等各階段，實現(xiàn)建筑全生命期各參與方和環(huán)節(jié)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)共享及協(xié)同，是實現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高建筑業(yè)信息化水平和推進智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)性技術(shù)[1-2]。作為第三次建筑業(yè)革命，BIM技術(shù)近年來快速發(fā)展，在很多復雜項目中開始應(yīng)用，在項目造價控制、進度控制、安全管理等方面發(fā)揮了重要作用。陳軍[3]結(jié)合世博博物館項目運用BIM技術(shù)進行了深入分析；葉耀東[4]運用BIM技術(shù)對大型復雜項目在工程監(jiān)理中的應(yīng)用進行了探討；沈維龍[5]運用BIM技術(shù)對某大型商業(yè)綜合體進行了日照分析和管線綜合應(yīng)用；王曦等[6]對大型商業(yè)綜合體的管線綜合、深化設(shè)計進行了探索；曾波等[7]結(jié)合天津天匯中心項目，介紹了BIM技術(shù)在大型綜合體工程智能建造中的應(yīng)用。大型CBD項目中，由于項目體量大、工期緊、參建單位多、施工界面管理復雜，給BIM技術(shù)應(yīng)用帶來極大挑戰(zhàn)，每個項目特色不同，本文擬以中民投超大型商業(yè)綜合體項目為例，運用BIM技術(shù)輔助項目管理，通過凈高分析、場地布置模擬、4D進度模擬等BIM技術(shù)應(yīng)用，對 BIM技術(shù)在超大型商業(yè)綜合體項目建設(shè)中的難點和解決方案進行探討。

2 工程概況

董家渡金融城項目地處黃浦江外灘南延伸段，是外灘金融集聚帶南外灘開發(fā)的收頭點睛之筆。項目總建筑面積113.9萬m2，地上建筑面積約70萬m2，地下建筑面積約44萬m2，其中300m、240m、150m的四棟超高層辦公樓將形成南外灘毫無爭議的地標性建筑群落，總投資概算達6 040 000萬元。功能定位于高端金融辦公、商業(yè)服務(wù)和高端住宅為核心的全業(yè)態(tài)城市綜合體項目，配合貫通式綠地、空中景觀連廊、外灘導入型天橋、重心下沉廣場，形成空間靈活、體量適中、創(chuàng)意新穎的體驗式商務(wù)中心。地塊內(nèi)現(xiàn)存上海市第一座天主教堂，同時上海市最早的商船會館也坐落于地塊內(nèi)。項目效果圖如圖1所示。

圖1 董家渡金融城項目效果圖

地面建筑由三棟超高層塔樓，七棟獨立的新金融總部辦公樓及其裙房組成，另外還有多層的商業(yè)街與中山南路東側(cè)的展示中心相連。地下建筑除313A-01/313D-01地塊為地下兩層以外，其它均為地下三層，311A-01地塊局部地下四層。地下一層非住宅地塊大部分為商業(yè)，局部功能為新金融配套商業(yè)服務(wù)；地下二層及以下為機動車停車庫、自行車庫及設(shè)備用房。設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)各地塊業(yè)主要求相對獨立設(shè)置。

項目于2015年12月份正式開工建設(shè)，其中南地塊2016年9月底開工，北地塊2016年12月底開工，預(yù)計2020年12月竣工驗收，地下室建設(shè)工期共40個月，總工期56個月。項目實施的關(guān)鍵點包括：

(1)凈高分析及控制

項目業(yè)態(tài)多，凈高控制復雜，對地下室、大堂、電梯廳、商業(yè)區(qū)、公共走道等重點區(qū)域需要進行建筑凈空分析；

(2)場地布置及模擬

項目地塊多，相互之間相互影響，合理確定不同單體基坑開挖施工工序、臨時設(shè)施搭設(shè)，做好場地布置，整合有限的內(nèi)外部資源非常重要，也是該項目最大的難點。

(3)施工進度控制

項目工期長，關(guān)鍵環(huán)節(jié)多，技術(shù)難度大，在施工之前對關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵線路進行模擬并制定相應(yīng)的預(yù)控措施，對項目整體進度管理非常重要。

3 BIM應(yīng)用組織

該項目的BIM技術(shù)應(yīng)用范圍包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、施工準備、施工實施和交付全過程各階段。BIM技術(shù)的應(yīng)用目標包括：

(1) 通過三維模型向酒店方、商業(yè)運營單位、建設(shè)方、設(shè)計方、施工方、供應(yīng)方、運營方提供信息對稱的可視化設(shè)計溝通工具；

(2) 通過綜合模型為各方設(shè)計人員提供設(shè)計協(xié)同工具、通過碰撞檢測、空間分析、入口分析、性能分析等提供設(shè)計成果的校核工具，進行方案比選和設(shè)計優(yōu)化，提高設(shè)計質(zhì)量及效率；

(3) 通過BIM技術(shù)提供信息載體，運用數(shù)據(jù)管理平臺，為高效、便捷、及時決策提供所需信息。在BIM數(shù)據(jù)支持下，提高工程建設(shè)質(zhì)量和項目綜合管理水平，實現(xiàn)項目全面管控(進度、質(zhì)量、投資、安全等)。

本項目BIM技術(shù)應(yīng)用組織架構(gòu)如圖2所示，采用業(yè)主主導，委托具有豐富經(jīng)驗的BIM顧問公司，為項目提供權(quán)威、及時、可靠和合理的BIM全面咨詢支持。BIM咨詢作為業(yè)主聘請的顧問公司對業(yè)主負責，不改變傳統(tǒng)項目各參與方的主要角色，利用BIM技術(shù)輔助業(yè)主進行項目管理，完成業(yè)主在招標文件和合同中約定的工作，實現(xiàn)BIM的價值[8-9]。

圖2 BIM組織架構(gòu)

4 BIM技術(shù)在項目中的具體應(yīng)用

4.1 凈高分析及控制

多業(yè)態(tài)綜合體有著不同的商業(yè)布局和防火分區(qū)，存在著復雜的結(jié)構(gòu)體系。運用BIM技術(shù)，針對設(shè)計過程中，業(yè)主提出有特別要求的凈高區(qū)域進行再復核，根據(jù)BIM模型，與設(shè)計單位給出的凈高進行對比，凈高不夠的區(qū)域交由設(shè)計單位進行更新設(shè)計，做好凈高分析和控制，如圖3所示。對吊頂區(qū)域，根據(jù)BIM模型，給出每個區(qū)域機電最低點數(shù)據(jù)，包括不含吊頂和含吊頂?shù)膬舾邤?shù)據(jù)，如圖4所示。

圖3 管線復雜區(qū)域凈高示意圖

圖4 吊頂凈高對比圖

地下車庫坡道呈復雜圓弧形狀，空間形式復雜，基于BIM模型和空間分析進行出圖，供設(shè)計方自校與局部修改，如圖5所示。

圖5 復雜圓弧坡道凈高控制

4.2 場地布置及模擬

在施工階段如何使項目施工方案與已完成項目或在建項目做到妨礙最小和干涉最小，是場地布置模擬的重中之重。通過場地布置模擬，結(jié)合地下結(jié)構(gòu)施工方案虛擬演示，有效地指導了基坑開挖和圍護結(jié)構(gòu)的施工安排，包括人員、材料、場地準備；結(jié)合地上主體結(jié)構(gòu)施工計劃，輔助確定機電進場施工的工序安排，如圖6所示[10-11]。

圖6 場地布置模擬

4.3 4D進度模擬

在BIM模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工進度計劃的WBS任務(wù)分解表，將模型構(gòu)件與進度計劃進行掛接，實現(xiàn)不同時點的進度模擬。通過4D施工進度模擬，能充分表述清楚進度計劃的內(nèi)在聯(lián)系性，與其他穿插專業(yè)的配合，將可預(yù)見的問題逐一解決，指導并協(xié)助施工總包通過三維方式展示施工進度組織，如圖7所示[12]。

在進度模擬的基礎(chǔ)上，每月根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況對進度模擬進行對比和修正，對項目整體施工計劃進行優(yōu)化，有效地幫助業(yè)主在總控時間節(jié)點要求下，以BIM方式表達、推敲、驗證進度計劃的合理性，充分準確顯示施工進度中各個時間點的計劃形象進度，以及對項目實際施工進度進行追蹤[13]。

圖7 4D進度模擬

5 結(jié)語

以董家渡金融城項目為例，對BIM技術(shù)在超大型商業(yè)綜合體項目的難點和解決方案進行了探討，BIM應(yīng)用實踐表明，對于超大型CBD而言：

(1)業(yè)態(tài)多樣，凈高控制比住宅建筑復雜得多，基于三維BIM模型進行凈高分析，有效彌補了二維圖紙在空間復核方面的不足，大幅提高了凈高分析的準確性和效率；

(2) 體量巨大，單體之間相互影響，場地模擬比單個公共建筑或住宅小區(qū)復雜得多，基于BIM技術(shù)結(jié)合專項施工方案對場地布置進行模擬，有效彌補了二維場地布置圖在空間表達、動態(tài)影響方面的不足，大幅提高了場地模擬的可視化和過程化；

(3) 施工周期很長，不同單體之間、同一單體不同專業(yè)之間工作界面關(guān)系復雜，進度模擬比小體量建筑或建筑群復雜得多，基于BIM技術(shù)結(jié)合施工進度計劃對進度進行4D模擬，可以仔細推敲驗證進度計劃的合理性，有效彌補了表單格式進度計劃在可視化、可追蹤、可快速動態(tài)優(yōu)化方面的不足。

因此，盡管超大型CBD體量巨大，運用BIM技術(shù)工作量較大、困難較多，但如果能結(jié)合項目實際情況合理選擇BIM技術(shù)應(yīng)用點，對項目輔助決策將起到事半功倍的作用。