(上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032)

1 引言

建筑信息模型(Building Information Modeling，以下簡稱“BIM”)技術(shù)是建筑三維虛擬化數(shù)字技術(shù)，能夠應(yīng)用于工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工及運(yùn)營維護(hù)等各階段，實(shí)現(xiàn)建筑全生命期各參與方和環(huán)節(jié)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)共享及協(xié)同，是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高建筑業(yè)信息化水平和推進(jìn)智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)性技術(shù)[1-2]。作為第三次建筑業(yè)革命，BIM技術(shù)近年來快速發(fā)展，在很多復(fù)雜項(xiàng)目中開始應(yīng)用，在項(xiàng)目造價控制、進(jìn)度控制、安全管理等方面發(fā)揮了重要作用。陳軍[3]結(jié)合世博博物館項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行了深入分析；葉耀東[4]運(yùn)用BIM技術(shù)對大型復(fù)雜項(xiàng)目在工程監(jiān)理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討；沈維龍[5]運(yùn)用BIM技術(shù)對某大型商業(yè)綜合體進(jìn)行了日照分析和管線綜合應(yīng)用；王曦等[6]對大型商業(yè)綜合體的管線綜合、深化設(shè)計進(jìn)行了探索；曾波等[7]結(jié)合天津天匯中心項(xiàng)目，介紹了BIM技術(shù)在大型綜合體工程智能建造中的應(yīng)用。大型CBD項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目體量大、工期緊、參建單位多、施工界面管理復(fù)雜，給BIM技術(shù)應(yīng)用帶來極大挑戰(zhàn)，每個項(xiàng)目特色不同，本文擬以中民投超大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目為例，運(yùn)用BIM技術(shù)輔助項(xiàng)目管理，通過凈高分析、場地布置模擬、4D進(jìn)度模擬等BIM技術(shù)應(yīng)用，對 BIM技術(shù)在超大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目建設(shè)中的難點(diǎn)和解決方案進(jìn)行探討。

2 工程概況

董家渡金融城項(xiàng)目地處黃浦江外灘南延伸段，是外灘金融集聚帶南外灘開發(fā)的收頭點(diǎn)睛之筆。項(xiàng)目總建筑面積113.9萬m2，地上建筑面積約70萬m2，地下建筑面積約44萬m2，其中300m、240m、150m的四棟超高層辦公樓將形成南外灘毫無爭議的地標(biāo)性建筑群落，總投資概算達(dá)6 040 000萬元。功能定位于高端金融辦公、商業(yè)服務(wù)和高端住宅為核心的全業(yè)態(tài)城市綜合體項(xiàng)目，配合貫通式綠地、空中景觀連廊、外灘導(dǎo)入型天橋、重心下沉廣場，形成空間靈活、體量適中、創(chuàng)意新穎的體驗(yàn)式商務(wù)中心。地塊內(nèi)現(xiàn)存上海市第一座天主教堂，同時上海市最早的商船會館也坐落于地塊內(nèi)。項(xiàng)目效果圖如圖1所示。

圖1 董家渡金融城項(xiàng)目效果圖

地面建筑由三棟超高層塔樓，七棟獨(dú)立的新金融總部辦公樓及其裙房組成，另外還有多層的商業(yè)街與中山南路東側(cè)的展示中心相連。地下建筑除313A-01/313D-01地塊為地下兩層以外，其它均為地下三層，311A-01地塊局部地下四層。地下一層非住宅地塊大部分為商業(yè)，局部功能為新金融配套商業(yè)服務(wù)；地下二層及以下為機(jī)動車停車庫、自行車庫及設(shè)備用房。設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)各地塊業(yè)主要求相對獨(dú)立設(shè)置。

項(xiàng)目于2015年12月份正式開工建設(shè)，其中南地塊2016年9月底開工，北地塊2016年12月底開工，預(yù)計2020年12月竣工驗(yàn)收，地下室建設(shè)工期共40個月，總工期56個月。項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)包括：

(1)凈高分析及控制

項(xiàng)目業(yè)態(tài)多，凈高控制復(fù)雜，對地下室、大堂、電梯廳、商業(yè)區(qū)、公共走道等重點(diǎn)區(qū)域需要進(jìn)行建筑凈空分析；

(2)場地布置及模擬

項(xiàng)目地塊多，相互之間相互影響，合理確定不同單體基坑開挖施工工序、臨時設(shè)施搭設(shè)，做好場地布置，整合有限的內(nèi)外部資源非常重要，也是該項(xiàng)目最大的難點(diǎn)。

(3)施工進(jìn)度控制

項(xiàng)目工期長，關(guān)鍵環(huán)節(jié)多，技術(shù)難度大，在施工之前對關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵線路進(jìn)行模擬并制定相應(yīng)的預(yù)控措施，對項(xiàng)目整體進(jìn)度管理非常重要。

3 BIM應(yīng)用組織

該項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用范圍包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、施工準(zhǔn)備、施工實(shí)施和交付全過程各階段。BIM技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)包括：

(1) 通過三維模型向酒店方、商業(yè)運(yùn)營單位、建設(shè)方、設(shè)計方、施工方、供應(yīng)方、運(yùn)營方提供信息對稱的可視化設(shè)計溝通工具；

(2) 通過綜合模型為各方設(shè)計人員提供設(shè)計協(xié)同工具、通過碰撞檢測、空間分析、入口分析、性能分析等提供設(shè)計成果的校核工具，進(jìn)行方案比選和設(shè)計優(yōu)化，提高設(shè)計質(zhì)量及效率；

(3) 通過BIM技術(shù)提供信息載體，運(yùn)用數(shù)據(jù)管理平臺，為高效、便捷、及時決策提供所需信息。在BIM數(shù)據(jù)支持下，提高工程建設(shè)質(zhì)量和項(xiàng)目綜合管理水平，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全面管控(進(jìn)度、質(zhì)量、投資、安全等)。

本項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用組織架構(gòu)如圖2所示，采用業(yè)主主導(dǎo)，委托具有豐富經(jīng)驗(yàn)的BIM顧問公司，為項(xiàng)目提供權(quán)威、及時、可靠和合理的BIM全面咨詢支持。BIM咨詢作為業(yè)主聘請的顧問公司對業(yè)主負(fù)責(zé)，不改變傳統(tǒng)項(xiàng)目各參與方的主要角色，利用BIM技術(shù)輔助業(yè)主進(jìn)行項(xiàng)目管理，完成業(yè)主在招標(biāo)文件和合同中約定的工作，實(shí)現(xiàn)BIM的價值[8-9]。

圖2 BIM組織架構(gòu)

4 BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

4.1 凈高分析及控制

多業(yè)態(tài)綜合體有著不同的商業(yè)布局和防火分區(qū)，存在著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系。運(yùn)用BIM技術(shù)，針對設(shè)計過程中，業(yè)主提出有特別要求的凈高區(qū)域進(jìn)行再復(fù)核，根據(jù)BIM模型，與設(shè)計單位給出的凈高進(jìn)行對比，凈高不夠的區(qū)域交由設(shè)計單位進(jìn)行更新設(shè)計，做好凈高分析和控制，如圖3所示。對吊頂區(qū)域，根據(jù)BIM模型，給出每個區(qū)域機(jī)電最低點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括不含吊頂和含吊頂?shù)膬舾邤?shù)據(jù)，如圖4所示。

圖3 管線復(fù)雜區(qū)域凈高示意圖

圖4 吊頂凈高對比圖

地下車庫坡道呈復(fù)雜圓弧形狀，空間形式復(fù)雜，基于BIM模型和空間分析進(jìn)行出圖，供設(shè)計方自校與局部修改，如圖5所示。

圖5 復(fù)雜圓弧坡道凈高控制

4.2 場地布置及模擬

在施工階段如何使項(xiàng)目施工方案與已完成項(xiàng)目或在建項(xiàng)目做到妨礙最小和干涉最小，是場地布置模擬的重中之重。通過場地布置模擬，結(jié)合地下結(jié)構(gòu)施工方案虛擬演示，有效地指導(dǎo)了基坑開挖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工安排，包括人員、材料、場地準(zhǔn)備；結(jié)合地上主體結(jié)構(gòu)施工計劃，輔助確定機(jī)電進(jìn)場施工的工序安排，如圖6所示[10-11]。

圖6 場地布置模擬

4.3 4D進(jìn)度模擬

在BIM模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工進(jìn)度計劃的WBS任務(wù)分解表，將模型構(gòu)件與進(jìn)度計劃進(jìn)行掛接，實(shí)現(xiàn)不同時點(diǎn)的進(jìn)度模擬。通過4D施工進(jìn)度模擬，能充分表述清楚進(jìn)度計劃的內(nèi)在聯(lián)系性，與其他穿插專業(yè)的配合，將可預(yù)見的問題逐一解決，指導(dǎo)并協(xié)助施工總包通過三維方式展示施工進(jìn)度組織，如圖7所示[12]。

在進(jìn)度模擬的基礎(chǔ)上，每月根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況對進(jìn)度模擬進(jìn)行對比和修正，對項(xiàng)目整體施工計劃進(jìn)行優(yōu)化，有效地幫助業(yè)主在總控時間節(jié)點(diǎn)要求下，以BIM方式表達(dá)、推敲、驗(yàn)證進(jìn)度計劃的合理性，充分準(zhǔn)確顯示施工進(jìn)度中各個時間點(diǎn)的計劃形象進(jìn)度，以及對項(xiàng)目實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行追蹤[13]。

圖7 4D進(jìn)度模擬

5 結(jié)語

以董家渡金融城項(xiàng)目為例，對BIM技術(shù)在超大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目的難點(diǎn)和解決方案進(jìn)行了探討，BIM應(yīng)用實(shí)踐表明，對于超大型CBD而言：

(1)業(yè)態(tài)多樣，凈高控制比住宅建筑復(fù)雜得多，基于三維BIM模型進(jìn)行凈高分析，有效彌補(bǔ)了二維圖紙在空間復(fù)核方面的不足，大幅提高了凈高分析的準(zhǔn)確性和效率；

(2) 體量巨大，單體之間相互影響，場地模擬比單個公共建筑或住宅小區(qū)復(fù)雜得多，基于BIM技術(shù)結(jié)合專項(xiàng)施工方案對場地布置進(jìn)行模擬，有效彌補(bǔ)了二維場地布置圖在空間表達(dá)、動態(tài)影響方面的不足，大幅提高了場地模擬的可視化和過程化；

(3) 施工周期很長，不同單體之間、同一單體不同專業(yè)之間工作界面關(guān)系復(fù)雜，進(jìn)度模擬比小體量建筑或建筑群復(fù)雜得多，基于BIM技術(shù)結(jié)合施工進(jìn)度計劃對進(jìn)度進(jìn)行4D模擬，可以仔細(xì)推敲驗(yàn)證進(jìn)度計劃的合理性，有效彌補(bǔ)了表單格式進(jìn)度計劃在可視化、可追蹤、可快速動態(tài)優(yōu)化方面的不足。

因此，盡管超大型CBD體量巨大，運(yùn)用BIM技術(shù)工作量較大、困難較多，但如果能結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況合理選擇BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)，對項(xiàng)目輔助決策將起到事半功倍的作用。