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申都大厦改建工程全生命周期BIM应用

来源: 《建筑技艺》

BIM技术作为建筑行业热点,创新、整合、绿色和信息化是其关键要素,模型整合和数据管理作为BIM的核心,一直是BIM技术研发的重点。在全生命周期中通过多方合作,实现BIM模型和数据的流转及管理,是BIM实现全生命周期价值的根本路径。以下结合申都大厦改建项目具体阐述。

1 项目概况

申都大厦改建工程原建于1975年,为3层车间,1995年改造设计成办公楼,属多层公共建筑,耐火等级为二级,地下室耐火等级为一级,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,局部采用钢框架结构。改造采用钢结构加固措施。改造后框架抗震等级为三级。建筑呈L形平面,L形两长边分别为南向、东向。基地东侧为主入口面,结合市政广场、绿化等,统一设计。人行主入口位于建筑东北角,保留原有位置。半地下室为机动车停车库和配套设备用房。首层东侧为入口门厅,南侧设有展示休闲区域、餐厅等公共空间。二层局部为首层入口门厅的上空,其余为公共办公空间。三至六层以开放式大空间办公空间为主。屋面层设置屋顶花园、机房设备区,结合布置太阳能光伏电池、太阳能热水器等系统。

本项目为国家绿色建筑设计三星项目。设计难点包括:层高较低;管线明装,美观要求高;中庭空间复杂;垂直绿化设计协调难度大等。改建的出发点和定位为:1)绿色、节能、智能化办公楼示范建筑;2)既有建筑改造的范例;3)各种先进数字化建筑技术的载体;4)充分利用BIM平台提供高品质的设计服务;5)BIM模型成功应用在项目管理中;6) BIM模型成功应用在运营管理中。

2 BIM全生命周期应用

2.1 BIM实施的目标与关键

目标:建筑信息在全生命周期的流转与管理。

关键:模型、图纸与现场施工,三者协调一致。

2.2 基于BIM的设计

采用BIM软件伴随设计构建模型,以BIM模型充当提资、沟通平台,并完成垂直绿化等细部节点的设计和室内模型构建。同步完成结构模型的建立和机电所有专业的模型建立,并在模型构建的基础上进行管线综合,充分利用Revit软件和Navisworks软件的交互解决各类专业协调等问题,通过模型彻底解决管线综合问题。最终通过模型出图,保证模型与图纸的一致性。通过BIM完成设计综合,BIM设计与传统设计合作解决设计综合发现的问题。并通过Navisworks软件进行净空分析、模型漫游等,协调主体设计单位与室内设计单位,通过变更分析等手段协调现场实际与设计模型的一致性。

2.3 基于BIM的性能化分析

将通过Revit软件构建的基础模型导出到以Ecotect软件为主的各类专业分析软件中,进行基于BIM的各项建筑性能化分析,以指导设计进行优化。其中,Ecotect软件作为建筑性能化分析的核心工作平台,以功能强大、方便易用、速度快、表达效果好、交互性强等特点,给建筑性能化分析工作带来极大便利,特别是在建筑设计前期进行设计优化,效果明显。相关分析软件还包括FDS、Radiance、Fluent、Pathfinder、Airpark等。基于BIM的性能化分析主要包括以下几方面:1)当地气象数据分析:采用Ecotect软件在设计初期进行建筑物当地气象数据分析,对于方案优化意义重大;2)采光分析和入眼环境模拟:充分发挥Ecotect软件简便快速的优势,在设计过程中随时根据需要进行采光分析和入眼环境模拟,对于优化室内光环境作用非常明显;3)能耗分析和太阳辐射模拟;4)室内气流组织模拟和室外风环境模拟;5)声学分析;6)火灾烟气模拟;7)人员疏散模拟。

2.4 基于BIM的项目管理

通过Revit软件构建出模型,导入项目管理软件,利用项目管理软件辅助工程项目管理,并完成五维模拟。这对模型构建提出了更多要求,特别是信息类型与输入标准,在构建模型时就要充分考虑。主要工作包括以下六步:1)模型整理与核查;2)工程量过滤与分配;3)确定计算模式;4)工程量自动计算;5)完成工程量清单;6)五维模拟。

2.5 基于BIM的运营管理

通过基于BIM的全生命周期解决方案,可以帮助运营方在运营阶段进一步发挥BIM的价值。本项目中,将模型通过软件Plug-in方式导入到运营管理软件中,利用BIM技术帮助业主进行运营管理,充分实现BIM的最大价值。作为建设行业与运营行业联系的纽带,BIM技术可以充分整合两大行业多个专业众多参与方,实现在设计时考虑运营,植入运营标准,用运营的思想和考虑要素指导设计。作为既有建筑改造和国内BIM全生命周期完整应用案例,申都大厦改建工程在改建时充分考虑了日后运营要求,突出空间管理和设备维护检修这两大管理主题,完成了初步知识体系的梳理,形成了BIM信息标准和作业流程。主要工作包括:1)模型导入;2)设备资产查看;3)生产运维图形报表;4)利用FM插件编辑BIM模型;5)调用运维系统的空间类型;6)将空间标准写入BIM模型;7)调用运维系统人员数据库在BIM模型中分配座位;8)调用BIM模型数据导入运维数据库;9)将BIM空间数据导入运维数据库;10)运维图形报表与模型数据双向互动。

3 BIM在建筑整合中的作用

作为建筑整合信息化的平台和重要工具,BIM在申都大厦改建项目中发挥了重要的整合作用,具体体现在以下六方面:1)建设与运营两大行业的整合;2)建设内容的整合;3)各参与方的整合;4)建筑全生命周期过程的整合;5)各阶段交付成果的整合;6)价值的整合。在申都大厦改建项目BIM全生命周期应用实践的过程中,团队遇到了众多问题,包括软件层面数据标准的问题、作业层面流程协调的问题、专业层面技术把控的问题、组织层面知识体系和人员架构的问题,行业层面系统整合的问题经共同努力,这些问题得以初步解决,也使我们体会到了BIM的巨大价值。相信今后会有更多的项目基于BIM技术完成全生命周期的整合,使建筑模型成为建筑信息模型,并通过建筑信息模型完成建筑信息管理,最终通过信息化手段整合建筑及相关资源,使建筑全生命周期都能够做到参数化、可视化、性能化、精益化、集成化和智能化,使BIM技术成为建筑行业可持续发展的催化剂和助推器。

参考文献

[1] Chuck Eastman. BIM Handbook[M]. John Wiley & Sons,Inc. ,2007.

[2] National Institute of Building Sciences. National building information modeling standard[S]. 2007.

[3] MCGRAW-HILL. Construction SmartMarket Report. 建筑信息模型——设计与施工的革新,生产与效率的提升[R]. 2009.

作者简介

耿跃云,华东院数字化建筑设计研究中心副主任,国际设施管理协会( IFMA)上海分会建筑环境委员会副主任,注册公用设备

工程师。长期从事建筑及暖通设计、BIM技术应用与拓展工作。

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