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BIM技术应用案例|北京天坛医院迁建项目

2019-1-17 16:58| 查看: 218| 评论: 0

  首都医科大学附属北京天坛医院迁建工程一标段由中建一局总承包公司承建,位于北京市丰台区花乡桥东北区域。主体为混凝土框架剪力墙结构,总建筑面积35.06万平方米,由11座单体组成,集门诊、急诊、康复、病房、科研等功能于一身,是2014年北京市政府重点工程。

北京天坛医院迁建工程效果图
  项目难点
  (1)深化设计难度大:本项目管线极其复杂,且机房众多,管线优化难度大。
  (2)现场进度管理难:本项目涉及分包众多,难以有效知晓现场进度情况。
  (3)医疗项目特殊:本项目大型医疗设备众多,运输安装并且创造舒适的医疗环境是一大难点。

  应用目标
  在本项目BIM技术应用中,要实现以下目标:
  (1)培养BIM人才:培养一批基础建模人才以及懂BIM应用、规划的管理型人才。
  (2)提高深化能力:利用BIM技术完成模型创建与深化、可视化展示等基础应用。
  (3)精细化进度管控:利用BIM技术可视化特点,模拟现场建造过程,指导现场进度工作的有序开展。
  (4)解决医疗专项应用:探索BIM技术在复杂医院项目的应用落地点,实现绿色施工、智慧建造。
  (5)总结BIM应用方法:通过整个项目BIM技术的应用,总结BIM技术真正落地的方法。

—  BIM应用方案  —
  BIM应用内容
  结合天坛医院项目重难点及中建一局总承包公司的切实需求,制定了本项目的具体应用内容:
  (1)开展BIM深化设计:在土建、机电、全专业综合等维度实现项目的优化。
  (2)应用BIM平台做进度管控:通过启用BIM平台,管理模型和进度数据,实时预警现场进度情况。
  (3)开展医疗专项应用:通过创建医疗动画、展示房间方案优化解决医院项目的特殊需求。

  BIM应用策划
  (1)软硬件配置
  根据项目BIM应用内容对项目所需的软件、硬件进行集中采购部署,为后期BIM建模及应用工作做好准备。软硬件配置如下表所示:

BIM软件/硬件配置表
  (2)组织架构与分工

组织架构表
  (3)应用顺序
  根据项目BIM应用目标及项目实际情况明确了项目的BIM应用顺序,具体信息如下所示。
  1)编制项目执行计划书,明确项目实施方案。
  2)编制建模标准,创建项目各专业样板文件,为模型创建提供基础数据。
  3)采购相关软硬件设施,以便后期工作效率的保证。
  4)组织建模培训,保证现场人员BIM的基础能力。
  5)根据图纸、规范、标准等要求创建项目各专业BIM模型
  6)对模型进行管线综合,对暴露的问题提前解决。
  7)使用BIM平台对模型及数据进行文档的管理及业务应用。

—  BIM实施过程  —
  BIM应用准备
  (1)BIM应用规划:在项目初期,天坛医院项目首先结合项目特点及重难点情况,编制了项目的BIM执行计划书,以此统领后期BIM工作。在建模前期,初步完善了项目各专业建模标准、族库规范以及平台应用规范,为后期项目模型的顺利创建提供了基础保障。
  (2)人员BIM培训:在项目BIM工作开展各个期间进行了分阶段、分层次的BIM软件及技能培训工作,具体培训的内容及目标如下表所示:

BIM人员培训大纲
  1) 集团BIM培训:在项目建造过程中,中建一局总承包共计组织BIM培训两次,每次20天左右,针对BIM技术发展、土建建模、机电建模、模型整合检查等进行系统基础的培训,两次培训共计110人。
  2)项目BIM培训:针对天坛医院项目,中建一局总承包单位采取地下共计3层建模外包给广联达公司,外包团队驻场建模带动项目BIM小组建模的方式快速培养一局总承包BIM人才。
  (3)基础模型创建:根据项目特征及施工蓝图,使用Revit软件建立土建、机电、粗装修专业模型;使用Tekla软件创建钢结构专业模型;使用广联达场地布置软件创建场地模型。
  (4)业务资料收集:提前将项目现场业务数据收集,为后续基于BIM模型的业务数据展示和管理做准备。

业务资料表
  BIM应用过程
  (1)土建深化设计
  1)预留孔洞:通过BIM暖通和建筑结构模型的碰撞及检查,预留出风口位置洞口,避免过程中出现返工,造成不必要的浪费。在建模过程中,先按照图纸进行建模,再进行深化,固定预留位置,反馈到施工现场。
  2)粗装修净高分析:净高分析需要综合考虑深化后的各系统、各专业模型,在保证符合规范的前提下,确保地面和吊顶的标高准确性,达到最合理的空间利用效果。
  (2)机电深化设计
  1)复杂位置管综:项目BIM工程师根据设计BIM模型,提供设计纠错、模型信息缺陷报告、碰撞检查报告,协助设计人员进行管线综合,在施工前完成管线的优化。
  2)机电样板间:通过BIM模型综合协调机房,确保在有效的空间内合理布置各专业的管线,以保证吊顶的高度来辅助现场施工。
  3)制冷机房:根据深化图纸和系统图,捋清管道系统的走向,结合现场的施工及设计意图,对制冷机房进行深化,优化管道走向。
  (3)各专业综合深化设计
  1)锅炉房内外模型深化:根据锅炉房的深化图纸及系统图,结合与锅炉房相连接的各系统管线位置,利用BIM技术完成锅炉房模型空间的优化。
  2)变配电室模型内外深化:根据深化图纸及系统图,参照现场完成变配电室的模型深化,优化空间,以满足变配电室的功能需要。通过BIM完成模型的优化,设备信息参数的添加,更加直观地显示出变配电室安装后的效果。
  3)地上地下模型深化设计:根据系统图,完成地上地下立管的对接,使得系统完整。利用BIM对接过程中,要重点关注管道或风管的系统、管径以及尺寸,完成相对应的对接,保证系统的正确性及完整性。
  4)室外室内模型深化设计:根据系统图,将室外室内模型连接起来,利用BIM完成室内室外管网的对接,对接过程中需注意管道尺寸、系统、坡度等,完成整个管网的串接。
  (4)进度综合管理
  项目采用GBIMS系统平台,利用BIM可视化优势对施工组织设计中的关键工况穿插、专项施工方案、资源调配等进行模拟。通过虚拟模拟评估进度计划的可行性,识别关键控制点,从而保证进度计划合理开展。

进度管理应用模式
  1)流水段管理:在天坛医院项目中,BIM工程师通过流水段划分等方式将模型划分为可以管理的工作面,并且将进度计划、分包合同、甲方清单、图纸等信息按照客户工作面进行组织及管理,可以清晰地看到各个流水段的进度时间、钢筋工程量、构件工程量、质量安全、清单工程量、所需物资量、定额劳动力量等,帮助生产管理人员合理安排生产计划,提前规避工作面冲突。
  2)进度模拟:项目利用GBIMS软件中的进度模拟功能,根据实际现场需要,选择施工过程中任一时间段进行施工模拟。对于施工进度的提前或延迟,软件会以不同颜色予以显示。辅助项目参建人员发现施工差距,进行纠偏调整。
  3)进度跟踪:随着施工进展,项目管理人员可直接在BIM平台中录入实际进度情况,可将实际进度与计划时间进度实时对比,对滞后工作提出预警提示,快速反映给项目管理人员采取措施,确保实体任务的按时完成。另外,施工现场阶段性采集的形象进度照片,可以在BIM平台上录入保存,方便领导随时查看现场的形象进度。
  (5)医疗专项应用及成果展示
  1)医疗设备运输模拟:天坛医院项目大型设备众多,运输困难,利用BIM技术完成设备运输模拟,直观判断运输路线的可行性,减少后期运输时的突发问题。
  2)神经元表皮设计及吊装:专科门诊楼外侧设置了独特的具有遮阳效果的神经元构件,为了保证吊装及安装的正确性,现场BIM工程师将整个外轮廓吊装进行了整体及局部模拟,辅助现场部件的施工。
  3)人性化细部处理:为了方便病患人员的行为,利用BIM技术将病患出入频繁位置进行建模,并利用BIM漫游情景模拟病患人员的行为模式,经过验算分析后在门诊检验处设立了专用卫生间,方便病患直接将门诊检验的样本通过卫生间的标本台、窗口直接传递至检验大厅,避免患者拿着样本来回走重复路线。病房卫生间的斜角设计,通过BIM技术模拟人员的真实行为模式进行优化,以方便护士来回推床,同时可使护士在病房门处观察病人而不阻挡视线。在漫游中,体验到病房基本南向设置,大部分房间自然采光通风为主,使病人充分享受阳光,保证病人的就医环境,并节约电量能耗。

人性化细部处理

—  BIM应用总结  —
  项目实际应用问题的应用效果总结
  (1)在深化设计的应用阶段,施工前发现重大碰撞问题近200个,减少浪费两百多万元。
  (2)根据项目需求及族库管理规则建立了土建、机电、医疗等专业族文件500多个,形成了后期类似项目可重复利用的宝贵文件,初步建立了项目级族库文档。
  (3)荣获了2015年度中国建筑业协会BIM大赛一等奖;2015年buildingSMART施工应用大奖;2015第四届“龙图杯”施工组一等奖。

BIM应用方法总结
  (1)天坛医院项目整个实施过程并不是一帆风顺的,在实施完整个项目后,梳理了一套可以为其他项目借鉴的规范、标准等数据,如下表所示:BIM应用方法总结表
  (2)BIM人才培养的总结:经过中建一局总承包对企业及项目人员的培养,集团掌握基础BIM技术能力的人100余人,获取各类BIM证书的人也已过半。针对天坛医院项目更是培养了一支优秀的“BIM建模+管理”团队,其中一人被输送到了一局总承包担任技术部经理,统管一局所有项目的BIM工作,两人被调往一局总承包其他项目担任BIM负责人。

来源:《建筑业企业BIM应用分析暨数字建筑发展展望(2018)》

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