今年年中,上海第一高樓——上海中心將正式試運行。這一高度達632米的“超級工程”,是9個競標方案中技術難度最大的一個方案。
體量龐大、工程信息海量復雜的“上海中心”,僅圖紙數(shù)量就超過15萬張,如果依靠傳統(tǒng)的“角尺加圖紙”建筑工程模式,將對這一“超級工程”的設計、施工和管理提出巨大的挑戰(zhàn)。2008年,項目尚在方案設計階段時,上海中心超前思考,決定將BIM(建筑信息模型)引入“上海中心”的設計、施工、運營的全過程,并首次在合同條款中加入BIM技術要求,來約束承包商必須在項目中應用BIM技術。而這種運作最終形成了“以建設單位為主導,參建單位共同參與的基于BIM技術的精益化管理”的創(chuàng)新管理模式。
借腦BIM 繪就藍圖
負責工程監(jiān)理的上海建科工程咨詢有限公司總工程師周紅波介紹,BIM技術主要應用之一是對設計的虛擬建造。也就是說,工程圖紙設計出來后,運用BIM技術可以將時間維度、制造廠家、工程進度和成本等方面動態(tài)、三維地展示出來。“運用BIM技術,我們提前發(fā)現(xiàn)并解決的碰撞點數(shù)超過10萬個,按單個碰撞點平均單價1000元左右計,保守估計可節(jié)約費用至少超過1億元。”上海中心總工程師葛清介紹,“這大大減少了現(xiàn)場施工返工的現(xiàn)象。”
在施工階段,BIM技術提供了精確的數(shù)據(jù),減少返工、節(jié)省材料。以鋼結構為例,上海中心大廈從上到下有8道巨型桁架層,其作用如同竹子的“竹節(jié)”,對結構穩(wěn)定至關重要。每道桁架層由兩層高的伸臂桁架、環(huán)帶桁架和樓面桁架組成,單根構件重達100噸,鋼板最厚14厘米,結構龐大,節(jié)點復雜,焊接量大,控制變形難度高,安裝精度十分嚴格。葛清告訴記者,利用BIM的數(shù)據(jù)化技術,將實際測量坐標與理論坐標進行比對,及時對不符合規(guī)范要求的部位進行整改,從而達到實體預拼裝的效果。統(tǒng)計下來,鋼結構的無必要浪費量不超過2噸。
在外幕墻的拼裝上,運用BIM技術后,繪制加工圖效率提升200%,加工圖數(shù)據(jù)轉化效率提升50%,復雜構件測量效率提高10%。不僅2萬多塊玻璃幕墻板塊到達“上海中心”工地現(xiàn)場安裝后沒有一塊需要返工外,還實現(xiàn)了全場僅需16個工人即可開展的快速安裝。
而在室內裝飾方面,利用BIM技術,將工廠制造的裝飾構件運到現(xiàn)場拼裝,使“上海中心”辦公部分內部空間裝飾工業(yè)化率達到85%。據(jù)介紹,一般來說,同樣的超高樓裝飾工程效率為平均每平方米超過1.2個工日,但上海中心的裝飾效率還不到0.9個工日,12層樓同時施工,工人不到100名,效率大幅提高。
延伸應用 護航運營
“上海中心”竣工后,BIM技術將延伸應用于大廈的物業(yè)和運營管理。
傳統(tǒng)的建筑運營管理要依靠很多的設計圖紙和竣工圖紙來開展工作,一旦發(fā)生故障,查找圖紙非常復雜,耗時耗力。而“上海中心”通過BIM的數(shù)字模型,可以非常便捷地對建筑物空間信息和設備材料的參數(shù)信息進行查詢,比如:這個設備最初由誰生產、誰安裝、使用的材料及更換記錄等,便于開展檢修,及時解決突發(fā)故障。
BIM結合運營維護管理系統(tǒng),還可充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢,合理制定維護計劃,分配專人專項維護工作,以降低建筑在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設備還可跟蹤維護工作的歷史記錄,以便對設備的適用狀態(tài)作提前判斷。
在災害應急方面,“上海中心”也將利用BIM及相應災害分析模擬軟件,在災害發(fā)生前,模擬災害發(fā)生的過程,分析災害發(fā)生的原因,制定避免災害發(fā)生的措施,以及發(fā)生災害后人員疏散、救援支持的應急預案。當災害發(fā)生后,BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息,這將有效提高突發(fā)狀況應對措施。
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