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23项世界之最中国尊中BIM技术应用的详解

时间:2018-08-18  来源:中国景观网   编辑:fangfang   浏览:218次
中国尊的23项纪录,在这一系列耀眼的数字背后,正是中国自主研发的科技力量,支撑起来这座世界第三高楼。中国尊大厦各专业深化设计重点难点多,专业间协调要求高。施工阶段,项目把BIM技术深入应用于建设过程中,实现工程的全关联单位共构、全专业协同、全过程模拟、全生命期应用。建造全程采用先进的BIM技术,利用计算机代替人工对结构进行预拼装,减少建造中的返工及错误。

中国尊,是利用BIM模型、三维扫描等技术辅助项目管理,从设计、施工到运维阶段全生命周期的项目。经过“十五”、“十一五”十年的发展建设,其产业形态、空间形态初具规模,现代商务功能日益完备,国际影响力逐年提升,与中关村科技园区、西城金融街等形成空间呼应、功能互补、协同发展的格局,现在进入到拓展空间、规范管理、提升品质的发展阶段。

BIM即“建筑信息模型”,是对一个设施的实体和功能特性的数字化表达方式。建筑信息模型是建筑学、工程学及土木工程的新工具,是以建筑工程项目的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。它具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点。本文就给大家介绍一下中国尊跟BIM的关系,与BIM的相关趋势吧!

建造全程采用先进的BIM技术,利用计算机代替人工对结构进行预拼装,减少建造中的返工及错误。

中国尊.png

1. 项目难点

中国尊计划施工总工期为62个月,计划开发周期与同类超高层建筑平均开发周期相比,减少31个月,月施工建筑面积是国内已建成同类超高层建筑的1.4倍。大厦自身无裙房,外围又条件受限,几乎是“零场地施工”。参建单位多,除机电各专业(暖通、给排水、电气、消防、智能化、冷热源等)之间的综合协调外,还需与土建、钢构、装饰等其他专业协调。

2. BIM技术应用与管理

中国尊的建筑信息模型构建(BIM-Building Information Modeling)、模型应用(BIM-Building Information Model)和模型信息管理(BIM-Building Information Management)这三个维度由业主、设计、施工三方全体参与,在设计施工运营全过程中应用BIM技术。

2.1 BIM+深化设计

一般来说,项目BIM建模的深度越浅,越不容易发现问题,建模深度越深,模型上表达的内容越多,越容易发现各专业之前的综合协调问题。中国尊的BIM建模深度和精度为同类型项目之最。在如此大的项目体量下,对全专业,全区域进行建模。机电模型深度到末端,如暖通风口、消防喷淋头、灯具等,而土建装饰则需要留洞,构造柱,装饰龙骨吊杆等等。在这样高精度的模型下,更多的专业间综合碰撞问题在施工前被发现解决,现场拆改显著减少,从而确保了工期。


油脂分——北京第一高楼中国尊BIM详解

油脂分


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旁流水处


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机电综合模型

在BIM+深化设计工作流程上,中国尊的方式与其他项目有两点显著不同:

第一是直接采用三维建模软件进行深化设计,先有模型,图纸由模型导出,而非先二维设计再三维翻模。

第二是协同方式由各专业之间的协同变为各区域之间的协同,每个工程师需要对自己负责的楼层、区域范围内的所有专业进行综合排布。各工程师进行的是区域间的接口协调。与各专业间的协同相比,这种方式能从整体上进行规划,从更高的角度对全专业进行方案统筹。

通常在各专业间的协作中,等发现碰撞问题的时候,往往局限于在某个局部去解决碰撞,甚至等发现问题时已无力解决,被迫牺牲原有的建筑空间或吊顶高度。

借助高质量的BIM+深化设计,使空间紧张的区域满足安装检修,对空间宽松的区域(窗边风机盘管、巨柱边管井、地下室等)提出优化方案,使大厦可用建筑面积大幅度增加,使办公区平均平面使用率高于同类超高层写字楼。

2.2 BIM+工厂化预制加工

垂直运输是超高层施工的重难点。中国尊的施工条件可以说是前所未有的艰苦,现场几乎没有机电加工的场地。为了解决这一难题,项目使用BIM技术辅助工厂化预制加工。首先完成定位准确的三维施工模型,然后在工厂中按模型进行预制加工并编号,到现场后,根据编号将材料快速准确的运输到指定的楼层和位置,现场根据编号进行拼装,只进行少量的拼装。这样现场加工量减少,随之产生的建筑垃圾也减少,从而减轻二次运输的压力。

中国尊在多个专业和区域使用

BIM+工厂化预制,如:

部分竖井内管道(空调水、给排水、消防水等)采用预制立管施工技术,预先在工厂内制作成各组单元节,在结构施工的同时进行安装。


中国尊BIM详解——预制立管BIM模型

预制立管BIM模型

各标准层空调机房排布方案类似,将空调机组进出口处的水管阀门管件做成预制模块,减少现场焊接作业。

各标准层弱电间,桥架排布复杂且异形构件多,在工厂根据BIM模型预制异形件并将各构件编号,现场不再进行桥架切割加工。


弱电间桥架加工图

弱电间桥架加工图

窗台一体化系统的窗台板采用BIM模型与现场测量结合的方式,在工厂完成定制。


窗台板加工图

窗台板加工图

蓄冰机房弧形区域管道采用工厂预制弧形管,不仅美观也减少了大量焊缝,降低了施工难度。


现场弧形管

现场弧形管

2.3 BIM+三维激光扫描

在机电安装之前,传统的做法会先对现场土建结构实测实量,以免土建偏差造成机电安装的返工,但这种方式随机性大,容易遗漏,人工复核精度不高,复核所需的时间也较长。

中国尊采用三维激光扫描仪进行现场扫描,机器扫描具有数据信息完整,无遗漏,精度高的优点,软件通过将现场点云模型和施工模型做分析比较,可以生成各种可视化的图表。方便管理者迅速发现问题,及时制定应对策略。生成的色谱分析图根据偏差大小的不同,在模型上显示不同的颜色,管理者可以根据偏差的范围,偏差的大小,采取不同的措施,来消除误差。点这免费下载施工技术资料


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色谱分析图

色谱分析图

在机电管线安装前,对土建结构进行三维扫描,规避风险。对偏差较小的区域,可以通过施工交底,加强机电施工精度或者协调土建、装饰专业共同吸收误差。对无法吸收误差的,需要事先调整深化设计方案,修改管线路由,避免因为现场条件与设计不符造成的机电拆改。

在机电管线安装后,对机电管线进行扫描和质量管控。扫描确定重要设备和阀门的现场安装位置与施工模型位置一致,方便后期运维。分析机电管线安装完成后的实际最低标高,避免因安装精度不够造成吊顶标高降低,提升建筑的品质。

2.4 基于BIM技术的质量管理

中国尊的BIM技术管理有三个一致:“模型与图纸一致,模型与图纸提交时间一致,模型与现场一致”。为了达成这一目标,中国尊的BIM技术管理从设计、施工及验收三个维度进行质量管理。

中国尊的BIM模型首先由机电总包完成综合管线排布并自审,然后由深化设计顾问单位对模型排布方案提出优化建议,由BIM顾问单位对模型规范性作出审核(如命名、属性、碰撞等),接着由施工总包结合其分包专业模型(土建、钢构、装饰等)进行综合协调,最后报送设计院审核。

每个步骤根据实际需要均有反复协调的情况,这样各方从不同角度对模型进行优化后,从设计上确保模型的高质量。


施工质量管控

施工质量管控

在施工之前对技术员及现场班组长就复杂区域进行三维模型交底,并与现场施工随时保持紧密联系,及时纠正因现场条件导致的模型无法施工的问题。同时对现场劳务队加强管理,严格要求按图、按模型施工,合理安排工序,禁止因自身方便随意施工而影响其他专业。

验收质量管控

为确保模型与现场的一致性,中国尊采用定期和不定期现场巡检的方式,在施工过程中,由业主、施工总包、机电总包、BIM顾问、监理组成联合巡检,手持移动设备查看BIM模型,比对模型与施工现场的一致性。

机电总包及其分包单位、监理也各自组织人员进行不定期的巡检。对于发现模型与现场不一致处,根据实际情况要求现场整改或模型整改保持两者一致。

除人工巡检外,在机电安装完成后,采用三维激光扫描技术对现场进行还原,在软件中对模型和现场进行对比。

这样通过人工和三维扫描技术检验,中国尊做到模型与现场基本一致。

巡检人员


空调机房施工与模型对比

空调机房施工与模型对比


BIM巡检报告

BIM巡检报告


模型与现场扫描对比

模型与现场扫描对比

通过BIM的深入应用,我们深深的感受到,BIM应用须建立在高质量的模型基础上。这个“高质量”不仅仅指模型的深度,也包括了设计人员在模型创建时体现出的专业知识和施工经验。BIM从业人员需要不断累积经验,才能为项目提供更有力的技术支持。

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