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无锡恒隆广场的BIM应用

来源:北纬华元

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项目概况

无锡恒隆广场综合发展项目是集精品购物、高端餐饮、五星级酒店和甲级写字楼等多功能于一体的现代化“城市综合体”,为无锡崇安区CBD增添一“重量级”商业航母,也将成为无锡市发展高端服务业的重要载体。项目位于无锡市崇安区中心位置的东大街地块,占地总面积为3.73万平方米。地上建筑面积约24.2万平方米,地下建筑面积约13.2万平方米。项目包括以大型高级购物中心,两幢高层办公大楼集停车库。购物中心共有地上7层,楼高约44米。其中一座办公楼(1)共有44层(包括裙楼),楼高约250米,另一幢办公楼(2)共有33层(包括裙楼),楼高约200米。购物中心及两座办公楼另设四层地下室及局部一层地下夹层,开挖深度约23米。购物中心的设计特色为三条成三角形环绕状的通光回廊,使顾客有全天候行走于步行街的感受。此世界级购物中心的落成将为无锡市中心平添一份靓丽的色彩。

本工程2010年9月28日开工,2014年2月18日竣工。中建五局承包了该项目的底裤及裙楼的机电安装总承包工程,施工范围包括:暖通系统(包括通风、加压系统、防排烟、送排风、供回水、空调设备、中央制冷机采暖水、风阀等、锅炉房等)、给排水系统(包括生活给水系统、排水系统、热水系统、污废水系统雨水系统、室外排水管道等)、强电系统(高低压配电系统、照明系统、漏电报警、电能监控、建筑物防雷、接地低压及安全措施等)、消防系统(消火栓、喷淋、自动水泡、防火卷帘、消防火灾报警、防排烟控制)、弱电系统(公共广播系统、综合布线系统、建筑设备管理系统、保安监控系统、无线巡更系统、停车库管理系统、能源计费系统等)。

应业主要求,由公司完成该项目所有BIM三维模型的建设,并要求机电管线综合设计采用最新的建筑信息化技术-BIM技术进行设计。

项目难点

1、  合同图纸存在大量的“错、漏、碰、缺”问题,深化设计难度很大;

2、  结构层高低、梁深,管线布置综合平衡非常困难;

3、  系统设备参数必须重新复核计算,确保计算结果准确性及高效率十分困难;

4、边设计边施工,图纸变更频繁,深化设计,施工管理困难;

5、专业系统很多,机电管线分布密集,专业交叉施工协调难度大,项目各参与方协调、配合困难;

6、项目本身工程体量大,预留给机电的施工周期短;

7、项目造型复杂,需要加工的材料耗损率控制难度大。

软件平台选择

软件采用AUTODESK Revit系列软件,软件包括AUTOCAD Revit Architecture(建筑)、AUTOCAD Revit Structure Suite(结构)、AUTOCAD Revit MEP Suite(机电)、AUTUCADNavisworksManage(集成、分析)。Revit系列软件采用建筑信息新技术-BIM技术,该软件在2008年北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁等项目取得了成功的应用。

BIM技术应用

无锡恒隆广场综合发展项目由中建五局工业设备安装有限公司设计中心牵头,与欧特克公司在中国的总代理商-北京北纬华元软件科技有限公司签订了战略合作协议,就BIM模型建设及BIM技术应用提供技术支持和应用软件开发。共同完成住房和城乡建设部信息化示范项目,《基于BIM技术在机电安装工程中的研究与应用》课题。内容主要包括:BIM深化设计,物资设备及成本管理,施工管理,系统开发等。

一、课题实施准备

课题实施准备阶段,确定课题实施方案,成立课题实施机构,以及BIM技术应用培训。

二、深化设计

1.采用三维可视技术进行深化设计。

首先,各专业工程师根据图纸对机电各专业进行二维深化设计,并进行初步管线综合平衡设计,同时,BIM小组对项目设计图纸进行分析,建立Revit项目样板,制作族文件,并根据建筑、结构图纸建立建筑和结构模型。其次,待机电专业图纸审批通过后进行各专业设备管线的建模,并将建筑、结构模型与机电各专业模型整合,再根据各专业要求及净高要求将综合模型导入Navisworks进行碰撞检查,根据碰撞报告对管线进行调整、避让,得出施工模型。设备管线的建模与调整、避让其实是无法截然分开的过程,常常是一边建模一遍调整避让。

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2.采用碰撞检测技术进行管线综合平衡设计。

本项目地下二层为公共车库,需要将管线合理美观布置,提升整体管线高度,创造较好的空间感。但是通过模型显示有一车道交叉处管线极其复杂,梁底高度为3.02m,梁下需安装机电管线分别为:纵向DN500的冷冻水管两根,DN250冷水管两根,DN150冷冻水管两根,1600x300补风管一根,DN150消防水管三根,DN150无压污水管一根;横向DN250冷冻水管六根,DN125冷冻水管四根,50x25,75x75,100x50,100x100/200x100/300x100桥架各一根,生活给水管DN150一根,DN100两根,DN150消防水管两根,经过与业主、总包、各专业顾问多次协调沟通,决定两根DN500的冷冻水管从车道位置移到车位位置以提高车道上方的净高,桥架绕开冷冻水管集中的区域,风管利用梁空上翻让冷冻水管从其下方通过,一根DN150的消防水管穿梁以避开与冷冻水管的碰撞,这样在空间满足的情况下,尽量满足了布局的美观合理。

3.对净高控制技术进行了研究。

通过建立一个标高检查过滤器,依据要求设置好相应管线的最低标高要求,设置过滤器所显示的颜色,应用过滤器后低于设置标高的管线即会通过相应的颜色显示出来。或建立一个天花板平面,按要求设置好天花板标高,通过碰撞检测功能检测天花板跟相关机电管线之间的碰撞结果,即可查找到不满足净高要求的位置。通过这些功能,大量的节省了人工排查的时间,提高了综合排布的效率。

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4.辅助深化设计软件的开发。

选择Revit系列软件作为管线综合的设计工具,在管线建模的过程中,我们编写了“拾取中线生管道”,“管线变高”,“管线标高层级”等插件,这些插件都是建筑师编写的,并不需要专业的程序员,由此可见Revit的API接口友好,可以实现个性化需求。

三、基于BIM的物资设备及成本管理

为节省传统工程量计算中需要大量输入各建筑构件的尺寸参工作量,同时保证工程量计算结果的精确性,公司开发了中建五局安装物资编码算量统计软件(简称:CS5DT),是一种全新的计算工程量方式。利用CS5DT关联数据库,快速、准确获得过程中工程基础数据拆分实物量,随时为采购计划的制定提供及时、准确的数据支撑,随时为限额领料提供及时、准确的数据支撑,规范物资管理,减少材料浪费。同时计算出精确的材料需用计划,并进行精确的放样下料,控制材料损耗,避免材料浪费。暖通风管的钢板制作安装耗损量一直是比较高的大多都会超过定额规定的11%,而本项目通过BIM技术风管加工后废料很少,损耗率控制在4%以下。

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四、基于BIM技术系统设计和开发研究

中建五局安装东经天元族库管理系统提供了族文件集中统一存储和管理功能,便于用户在项目中直接取用;同时针对族文件的参数提供模板化管理,创建并存储与族文件相应的参数数据,可以选择不同参数数据组合生成不同族类型。族库管理系统通过族文件参数管理和参数模块大大提高了族文件的复用性和多样性。

五、基于BIM的施工管理。

通过IPAD利用BIM技术完成现场过程管控,主要包括:便捷的全方位可视化交底;建立视角管理系统;施工过程的现场校验;现场检查、下发质量整改通知单、模型调整、进度报表、工程量统计、第三方验收、模型一致性控制等研究工作。不仅拓展了BIM软件的应用领域,而且方便了施工企业的现场管理,使发现问题-记录问题-纠正问题更加清晰、便捷。真正实现了通过桌面终端、移动设备和网络界面查看项目信息,开展模型调整和冲突检测的全过程管控,从而使BIM技术贯穿设计至施工的整个流程。

六、企业级BIM模型建设标准的编制

以无锡恒隆广场综合发展项目为基础,总结模型建立规则与方法,同时为了推广普及建筑信息模型的应用,提高公司BIM水平,保证BIM模型建设质量,制定了中建五局工业设备安装有限公司企业标准《建筑信息模型建设标准》。该标准针对的是深化设计环节中,以建筑为对象的BIM技术应用标准,它定义和规范的是建筑工程中BIM应用的通用原则和基础标准。

成果总结

一、工法

BIM技术辅助高层建筑机电工程施工工法(HNJSGF47-2012),2012年度湖南省省级工法。

二、QC成果

1、《BIM技术在机电安装工程深化设计中的推广应用》,2013年上海市工程建设优秀QC成果

2、《超长异形折叠提升式防火卷帘同步运行控制方法研发》,2013年荣获湖南省优秀QC成果

三、论文

1、2011年湖南省土木建筑学会施工专业学术委员会优秀论文

BIM技术在机电安装工程的应用与研究,一等奖 (《绿色建筑施工与项目管理》2011年论文集273页)

2、2012年湖南省土木建筑学会施工专业学术委员会优秀论文

BIM技术在管道预制组合中的应用,一等奖 (《绿色施工新技术与工程管理》2012年论文集208页)

3、2013年湖南省土木建筑学会施工专业学术委员会优秀论文

BIM技术在深化设计中的应用,一等奖 (《绿色施工技术与管理》2013年论文集264页)

四、知识产权

1、《中建五局安装东经天元族库管理系统》(软著登字第0632696号)

2、《机电深化设计BIM工具软件》V1.0(软著登字第0648519号)

3、《中建五局安装物资编码算量统计软件》(软著登字第0652925号)

五、获得专利

基于BIM技术的施工工艺优化研发了4项专利。

1、一种模块化桥架多通装置(ZL2012 2 0567921.2)

2、一种穿楼板地漏管(ZL2013 2 0288035.0)

3、一种穿墙及楼板防水套管(ZL2011 2 0128345.7)

4、一种套管预埋定位仪(ZL2013 2 0288852.6)

5、实现异形大跨度卷帘门同步运行的万向联轴器(ZL2013 2 0319018.9)

6、一种悬臂式升降平台(ZL2013 2 0295415.7)

六、获得大赛荣誉

1、中国建筑业建筑信息模型(BIM)大赛的最高类别奖-最佳BIM协同及数据互用奖

2、首届“工程建设BIM应用大赛”二等奖

七、获得科技奖项

1、荣获2013年度中建五局科学技术奖一等奖

2、荣获2014年度中建总公司科学技术二等奖

总结

本项目用BIM技术进行复杂机电工程精细化施工,解决了设计中的“错、漏、碰、缺”,减少返工、管线路由优化,解决工程中重点、难点提供理论支撑,为科技创新提供了新动力,提升了BIM技术在建筑行业应用整体水平,取得了显著的经济、社会和环境效益。
 

关于中建五局工业设备安装有限公司

中建五局工业设备安装有限公司(简称中建五局安装公司),系世界五百强第100名的中国建筑总公司三级独立法人子公司,是中国50强、湖南10强中建五局骨干企业。 公司始建于五十年代,前身是为建设茂名炼油厂成立的中南安装公司,六十年代根据国防建设需要并入国家建工局一○一指挥部,1994年按照现代企业制度建立起来的国有独资的一级建筑安装施工企业。

公司以房建机电安装、工业设备安装、基础设施安装、钢结构安装四大业务板块为主营业务,拥有机电安装工程总承包壹级,机电设备安装工程、钢结构工程、消防设施工程、建筑智能化工程、化工石油设备管道安装工程专业承包六个一级资质,以及房屋建筑工程总承包、市政公用工程总承包、变配电承装、锅炉(压力容器)安装、压力管道安装等资质。


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