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        BIM技術(shù)在中國尊裝飾裝修工程施工中的應(yīng)用

        2018-05-31 07:11:23管相奎北京弘高建筑裝飾設(shè)計工程有限公司北京100012
        建筑 2018年10期
        關(guān)鍵詞:大堂吊頂放線

        管相奎 北京弘高建筑裝飾設(shè)計工程有限公司,北京 100012

        中國尊位于北京CBD核心區(qū)中心地帶的Z15地塊,是目前已知的北京最高建筑。因其設(shè)計構(gòu)思源于中國古代禮器—“尊”的形象,外形上下自然放大,中部略有收分,呈雙曲線造型,故而得名。該項目總投資達240億元,總建筑面積43.7萬m2,其中地上35萬m2,地下8.7萬m2。建筑總高度528m,地上108層,地下7層(不含夾層),其中,首層大堂最高點與地面距離16.7m。整棟大樓的使用功能以辦公為主,頂區(qū)設(shè)有商務(wù)會所和城市觀光大廳。該項目將被打造成國際頂級總部辦公大樓,可以為近兩萬人提供高端辦公場所,是當(dāng)今全球能抵御8度烈度地震的最高建筑。詳見圖1:基本概況圖。

        圖1 基本概況圖

        中國尊地上部分共分9個區(qū),自下而上為:Z0大堂區(qū)、Z1-Z7辦公區(qū)、Z8觀光和商務(wù)區(qū)。Z3、Z5、Z7區(qū)設(shè)有空中大堂,Z8區(qū)設(shè)觀光大廳;地下1個分區(qū)為:ZB。詳見圖2:中國尊豎向分區(qū)示意圖。

        圖2 中國尊豎向分區(qū)示意圖

        弘高裝飾懷著對華夏文明的尊重,承載著新時代的理想與激情,攜手中信和業(yè)、北建院、中建股份&中建三局等建設(shè)責(zé)任人,為中國尊的建造奉獻智慧,親歷中國尊的成長。弘高裝飾接觸中國尊項目始于2014年,歷時5年頭,從承擔(dān)該項目公共區(qū)域(包括首層大堂、空中大堂、地下大堂、空中觀光大堂和標準層核心筒精裝設(shè)計)裝飾裝修設(shè)計,到承擔(dān)10層“十字”核心筒(電梯廳、走廊、衛(wèi)生間等)測試樣板區(qū)施工和首層大堂裝飾裝修測試區(qū)(B)施工。對中國尊項目裝飾裝修最大的感觸就是:BIM技術(shù)對于裝飾裝修施工企業(yè)來說是一張入場券,沒有BIM技術(shù),拿不到項目,也做不好這個項目。其中首層大堂裝飾裝修概況詳見圖3:首層大堂樣板測試區(qū)概況圖。

        圖3 首層大堂樣板測試區(qū)概況圖

        1 裝飾裝修工程BIM應(yīng)用的重點、難點

        1.1 選用協(xié)同系統(tǒng)

        BIM在國內(nèi)的應(yīng)用尚屬嘗試階段?!爸袊稹表椖緽IM應(yīng)用的目標是實現(xiàn)國內(nèi)BIM技術(shù)的全流程應(yīng)用,這是國內(nèi)建設(shè)項目首次真正將BIM技術(shù)全流程應(yīng)用的第一個超大型建筑項目,其示范效應(yīng)不言而喻。通過調(diào)研和資料查詢,之前,國內(nèi)建設(shè)項目應(yīng)用BIM僅僅是某一階段在應(yīng)用,即使是國內(nèi)已完成的比較成功的案例也沒有一個項目真正意義上全過程應(yīng)用BIM的。另外,梳理國內(nèi)外各類可視化軟件,目前為止,沒有某一款軟件是針對裝飾裝修開發(fā)了相關(guān)功能,所以,裝飾裝修工程BIM應(yīng)用需要多種軟件配合使用。事實上,建設(shè)項目各專業(yè)工程應(yīng)用的BIM軟件也不同,但這些軟件都有一個共同的特點:協(xié)同,不僅在建模上協(xié)同,在信息匹配、工程管理上也體現(xiàn)了協(xié)同的特點。因此,裝飾裝修工程BIM應(yīng)用應(yīng)與業(yè)主、總承包單位已經(jīng)構(gòu)建的項目協(xié)同系統(tǒng)平臺統(tǒng)一標準,裝飾裝修BIM應(yīng)用方案應(yīng)支持跨階段應(yīng)用、與前期BIM應(yīng)用結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一、高效、穩(wěn)定的軟硬件平臺。所以,BIM軟件選擇是一項重點工作。

        1.2 BIM建模深度

        真正發(fā)揮BIM協(xié)同工作價值的最大難點在于各軟件間數(shù)據(jù)互用及各方之間的BIM成果交付標準。裝飾裝修單位(子單位)工程BIM應(yīng)用模型有數(shù)十GB大小,因此,裝飾裝修施工BIM應(yīng)用方案要滿足模型構(gòu)建規(guī)模,BIM模型應(yīng)能夠接受多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入輸出,具備三維輕量化顯示性能,方便施工圖設(shè)計階段的BIM建模、驗收和交付。由于現(xiàn)在國內(nèi)BIM尚未建立系統(tǒng)的標準體系,因此,需要結(jié)合項目特點策劃裝飾裝修工程BIM應(yīng)用內(nèi)容,明確裝飾裝修階段施工BIM建模內(nèi)容、交付標準與范圍、精細化程度等具體要求。

        另外,“中國尊”項目裝飾裝修工程施工工藝和輔助措施的要求高,如首層大堂吊頂測試樣板采用單曲面、雙層3mm厚陽極氧化鋁板吊頂,其龍骨體系和面板組裝是吊頂工程的重要工序,其吊頂施工BIM必定會成為建模的重點內(nèi)容;另外,吊頂內(nèi)機電專業(yè)管線的布置、檢修通道位置和形式及其標高控制等均比較復(fù)雜,裝飾裝修龍骨體系與機電專業(yè)管線的碰撞檢查也會成為吊頂施工BIM模型的創(chuàng)建難點。

        2 BIM應(yīng)用技術(shù)的價值

        目前,建筑裝飾工程施工仍然處于粗放型管理和經(jīng)營階段,成本高、利潤低。BIM技術(shù)可以構(gòu)建精細化管理協(xié)同平臺,使建筑裝飾裝修項目從粗放型管理模式向信息化、精細化管理模式轉(zhuǎn)型,改變傳統(tǒng)施工管理的錯、漏、碰、缺等通病帶來的施工缺陷和返工。“中國尊”項目裝飾裝修BIM應(yīng)用的價值主要體現(xiàn)在:優(yōu)化設(shè)計方案、減少施工圖中的錯漏、提高業(yè)主等相關(guān)方參與度并增進了解等方面。

        2.1 優(yōu)化設(shè)計方案

        基于BIM應(yīng)用技術(shù)的裝飾裝修深化設(shè)計,能夠提供建筑裝飾裝修的實際工程信息,包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息,能夠?qū)崟r生成裝飾裝修變化以后的模擬信息。Autodesk Revit Architecture軟件中創(chuàng)建BIM模型通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換導(dǎo)入輔助生態(tài)設(shè)計的模擬分析軟件(Autodesk Ecotect Analysis等),進行室內(nèi)照明亮度、通風(fēng)、噪音、室溫、全生命周期造價等分析,為業(yè)主提供更舒適的裝飾裝修設(shè)計方案。通過BIM模型信息管理協(xié)同平臺能更加有效、直接地與業(yè)主進行工程信息交流,并且在裝飾裝修材料材質(zhì)的選擇上實現(xiàn)比選優(yōu)化,通過碰撞檢查,優(yōu)化設(shè)計方案。

        2.2 減少施工圖中的錯漏

        建筑裝飾裝修BIM建模設(shè)計過程中,直接在三維模型中進行設(shè)計,通過BIM應(yīng)用在構(gòu)件之間形成互動和反饋。高精度BIM模型、高性能模擬施工現(xiàn)場(仿真)和平臺協(xié)同功能可以直觀、形象、準確地表現(xiàn)裝飾裝修設(shè)計和施工方案,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,施工前解決掉這些問題。尤其在機電管線布置、標高優(yōu)化、裝飾裝修分層構(gòu)造和飾面排版、收口處理方面優(yōu)勢明顯。

        2.3 提高業(yè)主等相關(guān)方參與度并增進了解

        由于BIM虛擬可視,所見即所得。BIM技術(shù)憑借可視化功能,使不具備專業(yè)能力的人,也可以參與設(shè)計,參與施工,參與管理,能提高業(yè)主和相關(guān)方參與度,是有效增進業(yè)主和相關(guān)方理解力的手段,可以降低設(shè)計、施工過程的不確定性和統(tǒng)一所有團隊成員利益、期望的最有效方式,實現(xiàn)良好的關(guān)系營銷。同時,促進與其他項目參與方的協(xié)作,減少向設(shè)計單位索取信息的次數(shù)和需求,減少設(shè)計變更特別是邊設(shè)計邊施工的項目。

        3 BIM應(yīng)用方案

        3.1 裝飾裝修施工模型構(gòu)建

        為便于BIM文件使用,裝飾裝修模型文件盡可能輕量化,要合理拆分建模分區(qū)?!爸袊稹痹诎凑障到y(tǒng)劃分模型的基礎(chǔ)上,各系統(tǒng)再進一步按照豎向空間區(qū)域拆分。共分為ZB(地下室部分)、Z0~Z8共10個區(qū)(詳見圖2:中國尊豎向分區(qū)示意圖),機電模型按分區(qū)和專業(yè)系統(tǒng)拆分,不進行核心筒拆分。同時,確定了模型定位、模型標高、構(gòu)件命名規(guī)則、構(gòu)件精度、過濾器設(shè)置規(guī)則和模型提供要求。

        模型定位包括基點和方向兩個方面?!爸袊稹苯;c:統(tǒng)一約定以8軸線和E軸線交點,首層標高(F001)作為本項目基點(見圖4);方向:項目北和正北方向重合,因此項目北和正北不作調(diào)整。Revit模型鏈接采用“自動-原點到原點”的方式。

        圖4 “中國尊”建?;c

        模型標高采用建筑標高。構(gòu)件命名規(guī)則是便于分類、檢索、方便使用和識別的6類信息編碼,包括構(gòu)件命名:[Z15]_[公司簡稱]_[位置]_[分區(qū)]_[專業(yè)代碼]_[構(gòu)件說明],例如:Z15_ZJZS_FL_Z01_D_吊頂_礦棉板副龍骨。在此基礎(chǔ)上,對模型文件命名也采用類似的6類信息編碼規(guī)則進行系統(tǒng)規(guī)劃。構(gòu)件精度滿足施工需要,達到LOD300以上,達到構(gòu)件的幾何尺寸、定位分格與實體一致,材質(zhì)信息完整。在過濾器設(shè)置上,裝飾模型根據(jù)實際需要,按照墻面、地面、吊頂、門窗和細部等面層、基層的不同,設(shè)定便于查看的構(gòu)件顏色。

        由于“中國尊”為典型的超高層建筑,室內(nèi)裝飾裝修復(fù)雜,因此,該項目裝飾裝修工程BIM模型,按層提供模型。每層模型包含三個Revit文件,分別是墻面、地面、吊頂。另外每層建立“瀏覽模型”文件夾,內(nèi)包括Revit模型對應(yīng)的三個NWC文件,以及一個綜合墻面、地面、吊頂?shù)腘WD文件。裝飾裝修中的門窗及細部做法根據(jù)建模習(xí)慣及模型附著關(guān)系放在墻面、地面、吊頂三類模型文件中。

        3.2 復(fù)雜裝飾造型部位精細建模

        “中國尊”首層大堂結(jié)構(gòu)總高20米,吊頂完成面外幕墻處16.68米(相對高度),其核心筒轉(zhuǎn)角處為弧形,四角巨柱裝飾方案為雙曲面造型,室內(nèi)吊頂與幕墻、與室外雙曲面弧形雨棚均為極為復(fù)雜的裝飾裝修部位,如果在具備CAD施工圖的前提下,采用傳統(tǒng)放線方式或九宮格放線去確定其完成面線,難度極大,施工操作不便。

        根據(jù)裝飾裝修設(shè)計方案,在完成整體BIM建模的基礎(chǔ)上,對上述復(fù)雜裝飾部位模型進一步拆分,將各部分鏈接整合,這樣,雖然增加了建模工作量,但是有利于工程量的統(tǒng)計和未來各點的應(yīng)用。比如“中國尊”巨柱裝飾模型構(gòu)建的首層大堂巨柱BIM裝飾模型。這些復(fù)雜裝飾造型部位在裝飾裝修BIM建模完成后,可以直接生成剖面圖,能夠在任一點生成關(guān)聯(lián)標高,可以輔助施工現(xiàn)場在傳統(tǒng)施工工藝條件下實現(xiàn)異型造型定位放線。也可以直接在激光全站儀或放線機器人的輔助下將BIM三維坐標直接投放到既定空間點位,方便地實現(xiàn)復(fù)雜裝飾造型施工放線、定位放線,將傳統(tǒng)工藝條件下若干工日的放線工作量在幾個小時之內(nèi)完成,其工效提高非常明顯。

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