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河南省妇女干部学校新校区一期建设项目BIM技术的应用

2019-2-22 14:33| 查看: 252| 评论: 0|作者: 刘得怀

  河南省妇女干部学校隶属于河南省妇女联合会,是经省教育厅批准的我省目前唯一的一所培养综合性女性人才的省属全日制重点师范中等专业学校。新校区位于河南省获嘉县亢村镇专业园区。该项目总占地370亩,校舍总规划建筑面积153525平方米,包括教室、图书馆、实验室、风雨操场、行政用房等。

  中国机械工业建设集团有限公司(中国建设)河南分公司中标河南省妇女干部学校(河南省幼儿师范学校)新校区建设项目一期总承包工程,中标总价为1.6亿元人民币,总建筑面积64645平方米。

  一、项目难点
  1.建筑施工单体多,工期紧。
  2.图纸多,工程浩大,结构复杂,专业繁多。
  3.专业分包多,统一协调管控难度大:参与劳务队伍多、配合难度极大,整个项目涉及专业多,管线排布难度大,预留预埋多,总承包管理、协调工作量大。

  二、应用目标
  结合软件功能及项目施工经验探索BIM相关软件在工程项目中的应用,使BIM应用能够落地指导施工,为项目施工创造出相应价值。
  为了实现保工期、保安全、保质量的目的,本项目应用中确定了如下四个目标:
  1.技术管理目标:根据项目特点进行施工部署和技术质量控制;根据技术交底时需要注意的项目中难点细节、多造型钢结构的精准安装等制定相应技术方案;对于项目协同管理及现场施工管理等制定管理机制。
  2.人才培养目标:培养BIM建模人才,能够独立建立土建、机电、装修等专业模型;培养BIM管理人才,能够协调项目参与各方事务,通过平台实现协同管理。
  3.方法论总结与验证:首先实现制度建设标准化,包括管理制度标准和信息使用制度标准;其次实现信息资源标准化,规范各系统产生的数据,包括BIM数据、视频数据、图像数据、文字数据、图纸数据等;第三实现流程标准化,统一技术执行动作。
  4.新技术应用探索目标:中国建设河南分公司BIM技术第一个落地实施项目,探索验证BIM技术对项目进度、质量、安全、成本上的优势,进一步提升工程施工管理能力。

  三、BIM应用方案
  1.BIM应用内容
  (1)通过利用BIM技术,实现三维施工场地布置及立体施工规划,解决项目工期紧、现场平面布置难度大的困难。
  (2)通过Revit,MagiCAD等软件创建出建筑结构,暖通、电气、给排水等专业的三维模型,并且进行碰撞检查,解决项目图纸变更频繁、碰撞多的问题。
  (3)利用BIM可视性特点进行施工方案模拟,对于复杂节点实现直观精确的施工方案交底。
  (4)利用BIM5D软件实现流水段划分与进度计划关联,通过进度模拟直观表达施工进度,实现对项目进度的控制,保证项目能按时竣工。
  2.BIM应用策划
  软件配置
  项目部BIM设计团队根据本总承包项目的施工内容特点,进行了BIM软件的选型配置,通过各专业BIM软件的合理选型,确保建模准确、整合完善、应用顺畅。
  a.建筑结构机电建模软件选用Revit;
  b.进行碰撞检查、施工进度模拟等应用选用轻量化软件Navisworks ;
  c.院区道路建立选用Civil 3D;
  d.渲染和动画制作软件选用Lumion;
  e.翻模软件选用品茗Hibim;
  f.品茗三维施工策划:场地布置软件;
  g.项目前期效果图展示选用Inforwork。

  四、BIM实施过程
  1.BIM应用准备
  (1)制定例会制度
  项目部制定严格的周例会制度,对各施工单位的BIM应用情况进行总结汇总,责任到人,及时交流应用过程中存在的问并及时讨论解决方案,从而有效保障各参建方依据BIM的落地应用和顺利推进。
  (2)进行软件培训
  总包单位定期组织各参建单位的BIM技术人员进行系统培训,针对于Revit、Navisworks、Hibim、Lumion、BIM5D等专业应用软件进行操作培训。通过在本项目的BIM实际应用培养更多掌握BIM技术的建模人才和协调管理人才。
  2.模型创建
  基于、结构模型、机电模型、等的创建工作,为后续BIM应用打下基础。
  (1)三维场布:通过利用BIM技术,实现三维施工场地布置及立体施工规划,能快速对生活区、办公区、施工区、材料堆场等进行三维空间布局并统计相关材料用量。提前检查施工过程中的各种安全隐患,规避在施工过程中出现的各种问题,实现提前发现问题,消灭隐患,为项目的合理实施创造良好条件。很好的减少了材料运输、大型机械进出场等二次搬运的困难。解决了项目工期紧、现场平面布置难度大的问题。

三维场布

  (3)脚手架模型创建
  BIM技术创建脚手架模型,依据结构模型快速进行脚手架布置,并生成计算书和方案书,既保证脚手架的安全性也统计计算出合理租赁使用架子管,减少搭拆人工。合理缩短建设周期。

脚手架模型创建
  3.结构模型
  项目BIM负责人统筹工作,建立BIM工作管理制度和模型标准,以结构建筑专业为主导,各专业分包单位紧密配合,由土建BIM工程师创建结构建筑模型,同时汇集各专业分包单位模型,组织专业分包进行深化设计,并开展总承包管理方面的应用。各专业分包单位根据BIM模型标准创建各自的专业模型,根据各专业内容开展深化设计(包括机房深化、管线优化、吊架安装等)、专业施工方案演示等应用。

2#办公楼结构模型

2#办公楼建筑装饰模型

8#教学楼结构模型

8#教学楼室内布置图

21#宿舍楼结构模型

26#实训基地结构模型

26#实训基地室内布置图
  4.模板及立杆布置
  依据结构模型快速进行模板及模板立杆布置,并生成计算书和方案书

模板立杆布置

  5.机电管线综合
  项目初期与业主确定各室内空间的净空最低要求,制定深化设计流程,优化管线使其排布合理、便于安装。创建包含结构、建筑、电气、电讯、给排水、消防、暖通、照明等专业的模型。提前找出图纸问题,解决碰撞点,优化复杂部位,减少现场返工。

机电管综模型

弱电桥架布置

采暖系统模型

实训楼喷淋模型
  (1)支吊架布置
  由于业主空间要求高,为保证施工质量高标准、检修方便、美观整洁,项目BIM工作室在深化图纸的基础上,制作综合支吊架族,预先采用综合支吊架布置,统一管线布置。依据优化后的管综模型,生成支吊架并出具计算书。

支吊架布置

  (2)净高分析
  设定高度检查不满足高度的构件并生成分析报告

净高分析
  (3)预留洞口设置:
  传统作业中,机电管线预留洞都分散标注在各个专业图纸上,缺掉漏掉的情况很多,而且需要靠人力查找。同时过程中不能保证预留洞口的准确性,这使得后期现场作业杂乱,对后期收尾工作造成很大影响。依据结构和机电模型,利用软件预留洞口功能,生成套管预留报告,能够快速、准确的在模型上生成预留洞口。避免了后期二次开洞,节约了工期以及人力和财力,改善了安全文明施工与环境。

预留套管报告
  6.碰撞检查
  利用Revit,MagiCAD、Navisworks等软件创建出建筑结构、暖通、电气、给排水等专业的三维模型,会同各专业工程师进行优化讨论。根据碰撞检测报告,出具模型调整优化方案,以调整优化模型并达到施工要求。尤其是对关键部位和关键管道进行预排布,经各方评审和论证后再根据最优方案,创建实体三维模型。通过碰撞检测优化管线排布,减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性,加快施工进度,降低施工成本。

碰撞检查报告
  7.施工方案模拟
  利用BIM可视性特点进行施工方案的模拟,使斜屋架细部节点立体直观展示,实现直观精确的施工方案交底。同时通过各施工步骤效果图及施工动画,使施工人员更为直观的理解交底意图,提高了交底效率和理解准确性,为后期施工质量提供了很好的保障。

施工进度动画
  8.NV漫游动画
  利用移动设备展现BIM模型,采用动态漫游的方式实时呈现现场情况。通过漫游动画,直观显示楼层结构及管线布局,可以进入建筑物内部进行观察,这样就能够使参与方了解各自相关的具体情况,便于及时讨论,对方案进行修改和优化。这样就可以使各方结合各自所需的视角去优化方案,提高工作效率,并能有效减少解决不必要的施工措施。

漫游动画
  9.自动排砖
  项目工期紧,体量大,几乎拿不出时间进行传统CAD排砖。利用BIM5D自动排砖功能,统一设置好相关参数自动排砖,同时添加构造柱、圈梁、洞口等相关信息,在此基础上再进行精细化排砖,对细节进行精细化调整。能快速统计出砌块材料用量并生成排砖图纸,应用过程中提高了效率10倍左右,控量节省约3%。同时提高了施工技术质量,减少二次搬运,使工程在技术上有了大幅度提升。

排砖
  五、进度管控
  本工程专业交叉频繁、工期紧张。若是生产计划安排不合理,将会对整体工程进度造成影响。项目利用BIM5D软件实现流水段划分与进度计划关联,通过进度模拟直观表达施工进度。并通过计划进度与实际进度进行对比,及时分析偏差对工期的影响以及产生原因,大大提升方案比对效率,方便指导管理者采取有效措施完成对项目进度的控制,保证项目按时竣工。

  六、成本控制
  BIM技术的一大优势就是能够提高计算的精确度,这样能够让工程更加顺利的进行,能够保证造价管理工作正常进行。利用明细表功能直接生成建筑结构及机电构件工程量,相比于传统的计算方法,使用BIM技术能够减少人力资源的使用,节省了人力成本,能够非常有效的提高计算的精确度,只要不出现人工操作上的失误,就不会出现数据重复这样的情况,这样极大的提高了资源的利用率。让工程能够质量更高。

  七、资料协同
  施工过程产生的资料多如牛毛,这对项目的资料管理能力提出了更高的要求。传统模式资料管理动作滞后,很多资料都是后补的,而且缺乏有效的结构化管理,数据真实性、及时性均无法保障。本项目是中国建设河南分公司第一个BIM技术落地项目,尚处于BIM技术应用的初级阶段,暂未能使用BIM+云技术,项目部日常管理资料还处于传统的各专业分别管理。这也是本项目BIM应用中的一最大缺失。
  应用中,项目部BIM设计团队也意识到BIM+云技术的重要性:实现将工程资料上传到云端,并进行结构化梳理,让资料归有所属如:图纸、技术安全资料、会议纪要等,可随时调用查看,数据永久保存不遗失。不但可以提升项目的资料管理能力,也可以做到数据留痕与有效协同,大大提升各个项目管理的效率和水平。

  总结及展望
  河南省妇女干部学校(河南省幼儿师范学校)新校区建设项目一期总承包工程工程是中国机械工业建设集团有限公司(中国建设)河南分公司第一个BIM技术落地项目,利用BIM技术与传统的技术管理相比,有很大的优越性,技术管理工作减轻了许多,提前解决了不少碰撞问题,节省了返工费用,节约了材料,同时施工周期也相对缩减了。
  通过本项目的BIM技术实践应用,带动了工程技术人员学习BIM技术的热情,也为集团公司培养了多位BIM技术专业人才,为以后集团公司项目普及BIM技术应用打下良好的基础。

来源:中国机械工业第四建设工程有限公司BIM设计中心

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