基于BIM的數(shù)字化建造

近日，中建三局深圳平安金融中心機電總承包項目BIM團隊順利完成5層地下室及100層標準層BIM模型綜合工作，并對設備層和機房關鍵點位等進行深化設計綜合排布，滿足設計要求，達到指導現(xiàn)場施工的目的。

隨著中國城市進程的不斷加快，超高層建筑接踵出現(xiàn)。由中國平安人壽保險股份有限公司投資近建設的平安金融中心北塔樓工程總建筑面積約46萬平方米，高660米。其中機電總承包工程包括通風空調(diào)、強電及變配電、柴油發(fā)電、給排水、消防、樓宇自控、停車管理、會議影音、制冷站及控制、泛光照明、燃氣工程、健康監(jiān)測工程等20多個機電專業(yè)系統(tǒng)，是國內(nèi)真正意義上的第一個大型機電總承包工程。機電安裝作為建筑的中樞神經(jīng)，如何實現(xiàn)建筑的智慧化、人性化，是各家建筑企業(yè)孜孜不倦的研究課題，在這方面，中建三局深圳平安金融中心機電總承包項目針對高層機電安裝區(qū)域高、遠離地面、施工空間狹窄等特點，采用基于BIM的數(shù)字化建造模式，用科技、創(chuàng)新助力施工建筑，走在中國建筑行業(yè)數(shù)字化建造的前沿，探索出一條國內(nèi)超高層機電總承包管理新路，開啟了國內(nèi)超高層機電總承包“平安”模式。    

數(shù)字化建造通過BIM技術的適當介入，在可控制的范圍內(nèi)使傳統(tǒng)施工方法通過參數(shù)化輔助建造的模式獲得新生。項目部利用3D模型檢測碰撞，為施工提供最優(yōu)化管線綜合設計；4D進度模擬，模擬施工進度，指導項目計劃管理的順利實現(xiàn)；BIM結合預制加工，有效地避免了場地狹窄等局限性，完成了風管傳統(tǒng)加工模式到工廠預制化模式的華麗轉型；虛擬仿真，將施工方案進行預演，方案實施過程一目了然；全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)是未來智慧型城市的雛形，數(shù)字化建造也將成為未來建筑業(yè)發(fā)展的方向。    

技術領先——BIM引擎發(fā)力    

將BIM技術應用于技術管理、成本管理和深化設計，可以有效降低企業(yè)成本、控制風險、減少返工、優(yōu)化方案，使其成為項目總承包管理的引擎。    項目部與計算機公司聯(lián)合，搭建了BIM私有云平臺，滿足項目模型及圖紙深化工作，為項目現(xiàn)場管理、BIM技術開發(fā)應用、信息化集成系統(tǒng)的應用，提供信息支撐和資源儲備，有效保證了各項先進技術在平安機電項目上的應用。    

私有云平臺的搭建，一是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集成、統(tǒng)一管理，通過對模型數(shù)據(jù)的存儲和權限設置，保證模型數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性；二是充分利用云計算功能，通過云計算技術解決因為模型信息量大而導致電腦運行緩慢或無法運行的問題，提高了大型模型集成運算能力；三是實現(xiàn)了模型數(shù)據(jù)信息的后臺交互和調(diào)用，服務器提供了一個大的平臺，將項目相關信息資料進行整理歸類，方便了數(shù)據(jù)的隨時調(diào)用，提高了工作效率。    

項目部利用BIM建模直觀的特點，將其應用到項目進度管理、現(xiàn)場施工等方面，有效的指導項目進度。通過Navisworks與project的輔助，模擬施工進度，并通過與現(xiàn)場進度的比對直觀表現(xiàn)進度偏差，制定相應的進度調(diào)整措施，為提高進度管控能力提供保障。同時，通過模型對成本、勞動力、材料物質(zhì)等資源信息的集成，優(yōu)化資源投入計劃。    

工廠預制化施工---標準、快速、高效    

項目部建立場外加工中心，將BIM模型轉換成裝配圖，將風管劃分為標準節(jié)并提供下料單，場外加工中心根據(jù)下料單將風管鐵皮加工成L型半成品后，通過專用吊籠打包運輸至施工現(xiàn)場，通過塔吊結合卸料平臺運輸至各作業(yè)樓層，進行流水化拼裝作業(yè)。按支架、風管施工工藝流程，完成支架下料切割、牢固施焊、規(guī)范開孔和防銹防腐工作，風管拼裝、加固、清潔、運輸、吊裝、固定工作，固化流水作業(yè)施工，形成半自動工程化拼裝流水線。工廠化預制的優(yōu)勢明顯，一是不受條件的限制，可將預制好的管段及組合件運至現(xiàn)場進行安裝；二是可縮短施工周期，加快施工進度；三是可減少高空作業(yè)和高空作業(yè)輔助設施的架設，保證施工質(zhì)量和安全。    

超高層虛擬仿真施工技術---樣板引路    

項目部應用超高層虛擬仿真施工技術,采用3dsmax技術，完成虛擬建造并在施工現(xiàn)場指導施工，發(fā)揮樣板引路的作用。通過虛擬仿真演示，讓業(yè)主，施工隊更直觀看到方案實施過程，能直觀的展現(xiàn)方案，論證其可實施性，并指導現(xiàn)場的施工?，F(xiàn)已完成“地下室2層柴油發(fā)電機組運輸路徑、塔樓板式換熱機組吊裝、壓型鋼板上支吊架預埋”三個施工方案的演示，充分展示出其在現(xiàn)場指導施工方面的優(yōu)勢。    

BIM三維模型結合測量機器人---精確指導施工    

項目部對BIM技術的開發(fā)、探索和應用，使得現(xiàn)場數(shù)字化模擬指導成為了可能，開發(fā)和應用基于BIM平臺的測量機器人機電管線安裝施工技術，優(yōu)質(zhì)高效施工，極大地提升了施工的精確性。    

首先，通過測量機器人采集現(xiàn)場建筑結構信息，將現(xiàn)場情況以三維數(shù)據(jù)的形式反饋到BIM模型中，優(yōu)化施工設計，減少施工錯誤；其次，利用機電專業(yè)的BIM模型中的三維數(shù)據(jù)信息進行現(xiàn)場機電管線和設備安裝精確高效的定位放樣優(yōu)化施工流程，同時保證優(yōu)良的施工質(zhì)量。第三，利用測量機器人采集施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過實測數(shù)據(jù)與設計數(shù)據(jù)的對比，可以實現(xiàn)輔助施工驗收，確保施工成果的質(zhì)量水平達到設計要求。    

BIM技術與機器人全站儀的結合可以拓展BIM技術在施工行業(yè)上的應用，在技術上保持行業(yè)的先進性，并顯著提高工作效率，預計節(jié)約人工成本約30%。就平安項目塔樓現(xiàn)場放樣過程中為例，完成一個標準層主要風管放樣及支吊架固定過程，傳統(tǒng)方法需要3名工人工作7個工作日。在全站儀的配合下完成等量的工作，只需要兩名工人工作3個工作日即可完成，每一個標準層節(jié)省了15個標準工作日。    

全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)搭建---未來城市發(fā)展方向    

大數(shù)據(jù)時代的到來，對智慧型城市的美好憧憬鼓舞著項目BIM工程師投身其中。    

應用二維碼管理物資調(diào)配。項目部開發(fā)物資二維碼管理系統(tǒng)，從物資生產(chǎn)、運輸、入庫、出庫及安裝全過程信息進行可追溯性管理；采用裝配式貨架，對重要、零散材料進行分類管理，標示清楚，方便出入口管理；結合二維碼物流配送和調(diào)撥管理，通過移動終端設備PDA對條碼的掃描，從而實現(xiàn)提高施工階段材料進出庫、分類、限額領料等的管理效率，清楚知道該物資在入庫、出庫、盤點的信息。    

打造全數(shù)字化運維管理系統(tǒng)。基于已開發(fā)的二維碼物資管理系統(tǒng)，對物業(yè)管控的關鍵點如設備、閥門、電箱等進行二維碼編制，并與BIM模型相結合，錄入物業(yè)運維需要查詢的相關信息，建立數(shù)據(jù)庫，以方便后期物業(yè)的運維管理：第一階段，實現(xiàn)對物資常規(guī)出入庫、報表管理，鏈接集采平臺、集成系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享；第二階段，建立以BIM模型為基礎，集成虛擬建造技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云服務技術、高端輔助工程設備的數(shù)字化精益建造平臺；第三階段，建立系統(tǒng)運維全生命周期管理，為今后項目的調(diào)試、運維服務提供良好的保障，同時為打造項目“數(shù)字化建設和信息化管理”業(yè)務擴展提供良好的支撐平臺。   

截至目前，項目部獲得全國“創(chuàng)新杯”BIM大賽二等獎，榮獲7項國家實用新型專利授權；“基于BIM平臺測量機器人在機電管線安裝工程中的應用研究”技術經(jīng)專家評審，達到國內(nèi)領先水平。    

建筑在面對建造的概念時由原來的單一性和簡單性逐漸發(fā)展為復合性與復雜性，數(shù)字化建造作為一種設計與建造方法，是實現(xiàn)傳統(tǒng)建構思想走向未來的手段，推動著建筑范式的革命性變化。BIM技術是實現(xiàn)數(shù)字化建造的重要手段，可以實現(xiàn)瞬間可調(diào)整性、多系統(tǒng)同步工作特性，讓未來建筑建造站在更高平臺。