袁波宏　張　卓　馬喜軍　韋曉歡　高志偉

(中建三局集團(tuán)有限公司安裝事業(yè)部西北經(jīng)理部，西安　710000)

邁科商業(yè)中心項目BIM設(shè)計施工運(yùn)維一體化

袁波宏張卓馬喜軍韋曉歡高志偉

(中建三局集團(tuán)有限公司安裝事業(yè)部西北經(jīng)理部，西安710000)

【摘要】西安邁科商業(yè)中心是西北地區(qū)第一座連體全鋼結(jié)構(gòu)綜合體，BIM設(shè)計施工運(yùn)維一體化貫穿項目全生命周期，在設(shè)計階段就提早介入BIM技術(shù)，深化設(shè)計除了基本的管線綜合排布、優(yōu)化凈高外，還涉及支吊架設(shè)計、可視化交底、施工模擬、施工管理以及工廠化預(yù)制加工等各個方面，以項目為載體，運(yùn)用三維協(xié)同的模式，將BIM技術(shù)落實項目，大大提高施工質(zhì)量，方便施工管理，縮短工期，為后期運(yùn)維管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；全生命周期；深化設(shè)計；施工質(zhì)量；運(yùn)維管理

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.03.10

1工程概況

1.1項目簡介

西安邁科商業(yè)中心位于陜西省西安市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，西鄰丈八二路，北鄰錦業(yè)路，是一座集商業(yè)、甲級辦公樓、超五星級酒店于一體的多元化超高層連體全鋼結(jié)構(gòu)綜合體，總建筑面積226 333 m2。高層主要分為一棟34層、高度159.8 m的超五星級酒店和一棟46層、高度213.2 m甲A級辦公樓，兩棟單體在22、23層用連廊相互連通。地下4層為車庫、酒店及辦公制冷機(jī)房；地下2、3層為車庫；地下1層為商場，酒店及辦公設(shè)備房；1～6層為酒店大廳和商業(yè)用房。

西安邁科商業(yè)中心延續(xù)了國家首批歷史文化名城西安的建筑特點(diǎn)，又賦予其現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)與特性，建成后將是一棟矗立于大西北的全鋼結(jié)構(gòu)地標(biāo)型建筑。本項目由西安邁科商業(yè)中心有限公司投資建設(shè)，質(zhì)量目標(biāo)為確保長安杯，爭創(chuàng)魯班獎。項目建筑專業(yè)模型和結(jié)構(gòu)專業(yè)模型如圖1所示。

1.2工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

本項目結(jié)構(gòu)和體量極具復(fù)雜性，為了提高設(shè)計、施工的質(zhì)量和效率，項目在設(shè)計過程中就引入了BIM技術(shù)。采用設(shè)計、施工、運(yùn)維一體化的全新設(shè)計施工理念貫穿于項目全生命周期?？罩羞B廊的安裝為鋼結(jié)構(gòu)施工重難點(diǎn)，更是本項目的最大特點(diǎn)，前期在BIM的支撐下進(jìn)行了方案模擬和專家論證，最終確定連廊為整體吊裝施工。由于地下室綜合排布極具復(fù)雜性，直接施工會給排布帶來重重困難，利用BIM進(jìn)行綜合排布優(yōu)化之后即可用于指導(dǎo)施工，這也是本工程第2個難點(diǎn)?？罩羞B廊及地下1層模型如圖2所示。

(a)建筑模型

(b)結(jié)構(gòu)模型圖1　建筑專業(yè)模型和結(jié)構(gòu)專業(yè)模型

(a)空中連廊吊裝

(b)結(jié)構(gòu)模型圖2　空中連廊和地下1層模型

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1BIM應(yīng)用目標(biāo)

BIM的應(yīng)用打破傳統(tǒng)CAD流水線設(shè)計模式，所有專業(yè)以三維模式一同工作，更能了解具體需求，創(chuàng)造無缺陷的設(shè)計作品。

施工BIM僅在現(xiàn)有設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)將BIM應(yīng)用階段前移，與設(shè)計單位一起參與BIM設(shè)計，可以做到整個項目的最優(yōu)化設(shè)計，減少變更，實現(xiàn)全部工廠化預(yù)制，節(jié)約工期，創(chuàng)建綠色設(shè)計、綠色施工的綠色社會。

BIM在后期的物業(yè)運(yùn)維中應(yīng)用，進(jìn)行機(jī)電設(shè)備智能物業(yè)管理。

2.2實施方案

在項目中，建立所有專業(yè)全部模型，并且和施工技術(shù)人員配合，通過設(shè)計優(yōu)化，提前排布管線布置，減少管線碰撞點(diǎn)，優(yōu)化管道層凈高。主要針對地下室、管徑等管道排布復(fù)雜部位進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化，現(xiàn)場實測實量，使得綜合排布與現(xiàn)場完美結(jié)合。

2.3團(tuán)隊組織

本團(tuán)隊由BIM中心負(fù)責(zé)人、資深BIM工程師，項目總工，資深設(shè)計師協(xié)作完成，每人均有著豐富的項目施工和BIM應(yīng)用經(jīng)驗。

2.4應(yīng)用措施

“三維協(xié)同”是數(shù)字化帶來的全新工作模式，建筑師、結(jié)構(gòu)師、機(jī)電工程師、業(yè)主、施工方、裝修方、機(jī)電顧問可以基于同一個全信息建筑模型完成設(shè)計成果的交流與傳遞。為了大家在同一個架構(gòu)體系下合作，設(shè)立了協(xié)同規(guī)則。設(shè)計院參照傳統(tǒng)圖紙按照不同專業(yè)、不同系統(tǒng)構(gòu)建了全信息模型。施工方、幕墻專業(yè)設(shè)計等按照此規(guī)則建模，大大減少了施工圖紙錯誤，提高了整個項目的工業(yè)化水平，提高了工作效率，減少了工期。

2.5軟硬件環(huán)境

BIM深化設(shè)計是在優(yōu)良的軟、硬件環(huán)境中實現(xiàn)的，BIM信息平臺硬件配備高性能圖形工作站作為協(xié)同設(shè)計的服務(wù)器，為設(shè)計提供3D運(yùn)算服務(wù)、文件共享服務(wù)、協(xié)同設(shè)計服務(wù)。BIM設(shè)計小組成員配置較好的本地終端電腦，滿足建模需求(如表1所示)。

表1硬件配置表

CPU至強(qiáng)E52690V3×2顆主機(jī)超微×10DAI內(nèi)存ECC(校驗)之星16GDDR4×8根顯卡麗臺K4000硬盤三星250G(固態(tài))+2T企業(yè)盤×2塊電源全漢100W(額定)服務(wù)工作站專用機(jī)箱雙鋼板8個熱播撥位專用機(jī)箱

BIM軟件應(yīng)用也不可小覷：

Revit系列軟件是專為建筑信息模型(BIM)構(gòu)建的，是建筑設(shè)計師常用的綜合類軟件。在本工程使用過程中主要用于模型的建立及對整體模型的分析

SolidWorks為達(dá)索公司研發(fā)的一款機(jī)械設(shè)計軟件。本工程使用過程中主要用于對支架的受力分析及校核，并為支架后期的預(yù)制加工出詳圖。

Navisworks是一款3D/4D協(xié)助設(shè)計檢視軟件，針對建筑的項目生命周期，能提高質(zhì)量，提高生產(chǎn)力。在本工程使用過程中主要用于模型的碰撞檢測及施工進(jìn)度的動態(tài)模擬。

3DS MAX是Discreet公司開發(fā)的(后被Autodesk公司合并)基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件，本項目主要用于效果圖片和部分動畫的渲染處理，以求達(dá)到最佳效果。

BIM360glue基于云的服務(wù)和數(shù)據(jù)聚合集成平臺，協(xié)作可一鍵訪問，定位指定視圖，碰撞檢測結(jié)果，標(biāo)記等，移動版本隨時隨地可將問題反饋到電子郵箱。

CAD是所有項目設(shè)計的基礎(chǔ)軟件，輔助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作。

3BIM應(yīng)用

3.1BIM建模

BIM建模主要針對結(jié)構(gòu)專業(yè)、建筑專業(yè)、給排水、消防專業(yè)、暖通專業(yè)和電氣專業(yè)進(jìn)行了全方位三維協(xié)同設(shè)計與深化。為了能夠更好的利用Revit模型，項目開始就得對模型有組織的安排和儲存。嚴(yán)格按照邏輯，系統(tǒng)進(jìn)行模型的精細(xì)度完善，以此保證模型信息的完善、為后續(xù)的運(yùn)維管理做好鋪墊。

在可視化施工交底過程中即完善模型信息，為以后的應(yīng)用做好鋪墊。

3.2BIM應(yīng)用情況

BIM在運(yùn)維系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有3大方面：①完善精準(zhǔn)模型，輔助運(yùn)維原理；②搭建運(yùn)維系統(tǒng)(包括系統(tǒng)硬件架構(gòu)和系統(tǒng)軟件架構(gòu))以及物業(yè)系統(tǒng)功能模塊；③建立信息數(shù)據(jù)庫，通過IFC模型轉(zhuǎn)換接口和導(dǎo)入接口，導(dǎo)入Revit模型中的幾何信息及其所有的屬性信息，也可通過Excel文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入，用戶可以按照制定的Excel格式錄入構(gòu)件的相關(guān)數(shù)據(jù)，導(dǎo)出相關(guān)設(shè)備、材料的信息，建立所有設(shè)備上下游數(shù)據(jù)庫，還可以通過二維碼實現(xiàn)所有信息的共享和讀取，以此實現(xiàn)信息在運(yùn)維系統(tǒng)和物業(yè)上的應(yīng)用。

施工企業(yè)在設(shè)計階段提早介入BIM設(shè)計，實現(xiàn)信息模型延續(xù)使用；提早融入各方關(guān)注點(diǎn)，避免出現(xiàn)重新設(shè)計與重復(fù)建模，有助于提高質(zhì)量和降低成本；事先確定深化設(shè)計思路，以此更加有針對性的為項目服務(wù)。

針對機(jī)房模型細(xì)化設(shè)計，精確所有管段和設(shè)備尺寸，管線綜合排布之后，結(jié)構(gòu)施工前期出具預(yù)留預(yù)埋圖，指導(dǎo)現(xiàn)場的精準(zhǔn)預(yù)留預(yù)埋，利用SoildWorks軟件提早進(jìn)行支吊架受力分析，得出穩(wěn)定可靠的支吊架，在精裝修之前出具節(jié)點(diǎn)詳圖為安裝和精裝修提供施工依據(jù)，不僅施工一次成優(yōu)，而且節(jié)約成本，實現(xiàn)綠色施工。

4應(yīng)用效果

在項目中，建立所有專業(yè)全部模型，并且和施工技術(shù)人員配合，通過設(shè)計優(yōu)化，提前排布管線，減少管線碰撞點(diǎn)，優(yōu)化管道層凈高，酒店建筑優(yōu)化層高總和為10.6 m(3個酒店標(biāo)準(zhǔn)層高度)，辦公建筑優(yōu)化層高共13.8 m(3個辦公酒店標(biāo)準(zhǔn)層)，地下室部分優(yōu)化層高3 m(接近一層地下室高度)。提高了酒店及辦公空間品質(zhì)，設(shè)計BIM與施工BIM合作，優(yōu)勢超乎想象。

在現(xiàn)場管理中利用手機(jī)快速看圖現(xiàn)場指導(dǎo)施工，實現(xiàn)無紙化指導(dǎo)施工，不僅方便而且高效。與此同時，可利用BIM360移動設(shè)備進(jìn)行可視化交底和可視化交流，讓勞務(wù)隊更加客觀實際的認(rèn)識模型，并在其中對不同方案進(jìn)行模擬論證，以此來確定所有實施方案的安全、經(jīng)濟(jì)合理性。重要部位施工前的階段展現(xiàn)用于指導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)度和生產(chǎn)實際進(jìn)度。對項目物資設(shè)備按專業(yè)、系統(tǒng)進(jìn)行編碼，根據(jù)編碼生成二維碼，現(xiàn)場人員通過便攜式掃碼器對設(shè)備進(jìn)場入庫、出庫、安裝、調(diào)試等不同階段掃碼，自動將設(shè)備狀態(tài)信息加載到云平臺，生成《物資設(shè)備狀態(tài)清單表》，實現(xiàn)對項目材料的動態(tài)管理。

數(shù)字化的工廠預(yù)制加工可以自動完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制，在后續(xù)的機(jī)房施工中將全面應(yīng)用，對提高工程質(zhì)量、縮短施工工期、減少安全事故、減少施工場地和加工現(xiàn)場以及減少工程材料不合理的損耗有很大效果。

5總結(jié)

5.1創(chuàng)新點(diǎn)

西安邁科商業(yè)中心在兩棟單體22、23層通過連廊互通是本工程的一大亮點(diǎn)，也是本工程的重難點(diǎn)，最后確定方案為整體吊裝，通過提升設(shè)備安裝調(diào)試、空中連橋地面拼裝(提升30 mm靜置12 h)、整體提升、空中連橋與塔樓鏈接、空中連橋正式提升6個步驟完成空中連廊的安裝。

本工程第二個創(chuàng)新點(diǎn)為地下一層室外風(fēng)環(huán)境優(yōu)化的綠色設(shè)計，針對項目的周邊風(fēng)環(huán)境分析，得出最不利風(fēng)速點(diǎn)，通過分析入口的風(fēng)環(huán)境，將入口由完全開放式改為半封閉加熱風(fēng)幕構(gòu)造形式，結(jié)合地下商場入口下部的熱風(fēng)幕將應(yīng)對極端天氣的幾率由五年一次提高到百年一遇。

5.2經(jīng)驗總結(jié)

在項目中，機(jī)房還采用工廠預(yù)制加工，可以自動完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制，對提高工程質(zhì)量、縮短施工工期、減少安全事故、減少施工場地和加工現(xiàn)場以及減少工程材料不合理的損耗有很大效果。

先進(jìn)的理念成就卓越的品質(zhì)，現(xiàn)正在實施的項目西安高新NEWWORLD項目，目前還處在設(shè)計階段，但已完成設(shè)計和BIM的完美結(jié)合，再次將一體化應(yīng)用于項目實際，不僅提高了建造工程的工業(yè)化水平，而且集眾人之力應(yīng)用于項目的全生命周期。

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Integration of BIM Design,Construction,Operation and Maintenance in Maike Commercial Center Project

Yuan Bohong,Zhang Zhuo,Ma Xijun,Wei Xiaohuan,Gao Zhiwei

(NorthwestManagerDivisionofInstallationBusinessDepartment,ChinaConstructionThirdEngineeringBureauCo.,Ltd.,Xi′an710000,China)

Abstract:Xi′an Maike Commercial Center is the first all-steel complex in the northwest area.BIM design,construction,operation and maintenance are integrated throughout the project life cycle.BIM technology is applied as early as in the design phase,and in addition to the basic design of the pipeline,the comprehensive arrangement optimizes the clear height,and also involves all aspects of hanger design,visualization correspondent,construction simulation,construction management and pre-processing factory.As a carrier,the project uses three-dimensional collaborative mode,and implements the BIM technology in the project,which greatly improves the construction quality,facilitates construction management,shortens the construction period,and lays a solid foundation for the operation and maintenance management of later stages.

Key Words：BIM Technology；Lifecycle；Deepening Design；Construction Quality；Operation Management

【作者簡介】袁波宏(1987-)，男，工程師，主要從事機(jī)電安裝BIM運(yùn)用研究； 韋曉歡(1991-)，女，助理工程師，主要從事機(jī)電安裝BIM運(yùn)用研究。

【中圖分類號】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)03-0053-04