BIM案例:BIM技术如何让北京中关村缩短工期节约成本

2021年5月31日
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01

—   项目基本情况   —  

1.项目基本信息

北京中关村曹妃甸高新技术成果转化基地项目为公共建筑,框架剪力墙结构。项目总建筑面积119622平方米,其中地下建筑面积约为19906平方米,地上建筑面积约为99716平方米,建筑占地面积约为13349平方米。

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北京中关村曹妃甸高新技术成果转化基地项目效果图

2.项目难点

本项目体量大巨,难点主要为深基坑施工、预制构件(叠合板及楼梯)加工、吊装及安装的精度要求较高,工期要求紧。

3.应用目标

项目依托于政府委托的承担项目管理单位的角色和优势,采用项目管理+BIM咨询模式,将各参建单位包括建设单位、监理单位、施工单位、预制装配式厂家等进行协同管理,在项目建造期间从技术角度和商务成本角度展开不同价值点的应用。

02

—   BIM应用方案   — 

1.应用内容

(1)校核施工图纸错误、专业冲突及不合理问题。

(2)碰撞检查、管线综合及支吊架优化。

(3)三维技术交底,直观的进行技术交底工作论证项目复杂节点的可造性。

(4)施工总平面三维布置,模拟场地的整体布置情况,提前发现和规避问题,协助优化场地方案。

(5)装配式预制构件BIM应用,通过“BIM+二维码”技术进行预制构件状态跟踪。

(6)分包界面划分辅助招标应用,运用BIM技术将不同分包界面进行模型划分,避免漏错现象。

(7)进度控制,对模型进行流水段划分,将进度计划与模型构件进行关联,计划与实际进度进行对比,并配合无人机使用,与现场实际完成情况进行对比分析。

(8)商务应用,将本项目模型构件与工程量清单及报价进行关联,对项目进行投资计划、期中支付、竣工结算等商务应用。

(9)地板砖排砖应用,对所有地板砖粘贴部分进行排砖,优化铺贴方向。

(10)质量安全及验收应用,通过云端共享数据,改变传统的现场联检制度,从而提升工作效率。

2.应用方案的确定

(1)软硬件配置:

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(2)组织架构:

为保证项目如期交工,本项目采用了项目管理+BIM的组织架构,利用BIM先进技术辅助项目精细化管理。

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(3)实施顺序:

①BIM项目经理与现场管理咨询项目经理沟通后,确定项目BIM目标,编制实施方案。方案确定人员架构、软硬件要求,进行协调部署。并建立本项目的建模规范及管综原则。

②土建建模组使用Revit软件进行建筑结构模型建立,使用广联达场地布置软件进行施工临建模型建立。

③安装建模组使用RevitMEP进行机电模型建立,MagiCAD进行综合支吊架建立。将建筑结构模型和机电模型生成nwd格式文件,在Navisworks软件进行碰撞检查,进行安装系统的管线综合。

④现场技术应用组将调整后的模型及场布模型利用插件导入广联达BIM5D平台与进度计划进行关联,进行三维、质量安全、进度等应用。将调整后的模型利用轻量化插件导入EBIM平台进行二维码扫描物料跟踪,实时跟踪PC构件的生产安装情况,保障项目整体进度。

⑤商务技术应用组在广联达BIM5D平台中将模型与预算清单文件进行关联,进行商务应用。

03

—   BIM实施过程   — 

1.实施准备

按照以往建模经验及本项目特点,结合后续BIM应用点制定了本项目的建模规范。为更好的在本项目实施“BIM”信息化管理模式,建立建筑信息模型,成立专门的BIM管理团队,由项目经理担任BIM的负责人,其他相关专业人员由项目各专业骨干担任,以确保BIM的良好运行。

2.实施过程

(1)三维审图:建模过程中,将发现的图纸问题,用二维和三维的展现形式反馈设计部门,做好预控,减少了过程中的变更。通过建模识图、三维可视及局部碰撞检查,能够清晰发现部分设计问题,并直观表述给设计部门。

(2)碰撞检查、管线综合及支吊架优化:通过搭建各专业的BIM模型,设计师能够在三维环境下更直观地发现设计中的碰撞冲突,从而提高管线综合的设计能力和工作效率。不仅能及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突,显著减少由此产生的变更申请,更大大提高了施工现场的生产效率,降低由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

根据本项目碰撞检查及管线综合优化流程图及管线综合原则,利用Navisworks软件进行碰撞检查,通过各碰撞点的坐标及构件ID查找模型构件,按照原则调整模型及施工图。对重点区域、管线密闭区域进行管线综合排布优化,满足规范及净高要求,通过优化后本项目直接提升净高300毫米。

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管线综合优化

(3)三维技术交底:通过对重要施工环节或采用新施工工艺的关键部位,以及施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析,以提高计划的可行性。利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高施工模板、玻璃装配、锚固等复杂建筑体系的可造性。通过复杂节点的三维展示图及动画,直观进行技术交底工作,论证项目复杂节点的可造性,及时排除风险隐患,减少由此产生的变更,从而缩短施工时间,降低由于设计协调造成的成本增加,提高施工现场生产效率。

(4)施工总平面三维布置:通过相应的BIM软件,将二维的施工平面布置图建立成为直观的三维模型,模拟场地的整体布置情况,协助优化场地方案。通过3D漫游展现现场设施布置情况,提前发现和规避问题。根据内嵌规范对布置情况进行合理性检查,自动生成工程量,为场布提料提供依据,避免浪费。

(5)装配式预制构件BIM应用:通过BIM模型与数字化建造系统的结合,可以自动完成建筑物构件的预制,BIM模型直接用于制造环节可以在制造商与设计人员之间形成一种自然的反馈循环。项目顶板采用叠合板装配式构件,应用BIM软件对预制板拆好的图纸进行模型建立及编号,通过“BIM+二维码”技术对预制构件状态进行实时跟踪,即时查询预制构件的加工、运输、安装等状态,并根据二维码对预制构件进行定位,指导安装。

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装配式预制构件BIM应用

(6)进度管控:通过将BIM模型与施工进度计划进行链接,空间信息与时间信息整合在一起,可以直观、精确地反映整个施工过程。本项目体量大、工期紧,进度控制尤为重要,应用BIM技术对进度进行实时跟踪和管理,结合施工组织对模型进行流水段划分,将Project软件编制的进度计划与模型构件进行关联,计划与实际进度进行对比,查看进度计划完成情况。及时对进度滞后点进行纠偏,并配合无人机使用,与现场实际完成情况进行对比分析,使得工期提前12天完成。

(7)地板砖排砖应用:为加快施工速度、节约材料,应用BIM技术对所有地板砖粘贴部分进行排布,优化铺贴方向,综合优化瓷砖整体性,减小损耗率。

(8)商务应用:通过模型构件与工程量清单及报价进行关联,对项目进行投资计划、期中支付、竣工结算等商务应用。将Revit模型导入广联达BIM算量GCL,MagiCAD模型导入GQI,按照国家颁布的计价规则进行修正,出具准确的工程量,出具招标清单。在施工过程中将BIM模型导入BIM5D平台,关联清单后,按照时间、楼层、流水段、构件类型统计计算中期计量,快速提供进度款支付数据,完成中期支付审核。根据流水段、进度计划,编制资金需求计划,以便建设方及时落实建设资金,保证项目进展。利用BIM技术快速准确的获取任意阶段,分部的人、材、机等资源数量,快速完成采购计划,实现限额领料,避免供货量不足、超领等现象,从而降低项目资金风险。利用BIM模型所挂接的信息,实现对过程中签证、变更、索赔费用的自动汇总生成,合同各分项工程量、造价快速统计,结算审核工作效率得以大幅提升。

(9)质量安全及验收应用:项目将BIM模型上传至云端,项目人员可在PC端和移动端同步浏览。现场检查过程中,通过BIM模型锁定存在质量安全问题的构件,用不同颜色区分,并通过文字、图片等方式记录问题说明,将所发现的问题通过BIM平台直接反馈给相关责任人进行整改,责任人整改完成后,检查人复检,上传整改后图片及检查意见。整个检查和整改过程遵循了PDCA的检查机制,使质量安全问题得到有效控制,问题及整改状态一目了然。

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质量安全及验收应用

04

—   BIM应用效果总结   —  

1.效果总结

(1)施工界面划分:通过BIM模型进行分包界面划分,减少了文字描述的分歧,准确三维展示各分包工作界面,并通过模型划分对分包单位进行质量、投资、进度等控制。

(2)管线综合:改变管线综合由不同专业设计人员通过二维图纸结合各专业意见实施的方式,运用相关BIM软件进行软、硬碰撞检查,及时快速进行图纸交底和会审等工作,减少变更带来的经济损失。

(3)进度控制:直观查看实际进度,并进行对比分析,有效控制并完成计划进度,提前12天达成预期进度目标。

(4)质量安全控制:改变了以往随身携带图纸、记录本或用头脑直接检查和记录现场问题的局面,现场运用移动端可随时查看模型信息,并在问题出现空间处进行标记,及时反馈问题状态。

2.方法总结

(1)应用标准的建立:按照以往建模经验及本项目特点,结合后续BIM应用点分别制定了北京中关村曹妃甸高新技术成果转化基地项目建筑结构专业以及机电专业建模制图标准和机电专业管综原则。

(2)BIM人才的培养:本项目通过项目管理+BIM的组织架构,将BIM技术更深层次的传导到项目上,让一线管理人员进一步了解BIM技术,为未来有项目经验的BIM人员做了储备。

(3)经济效益:通过BIM技术应用,该项目主体结构施工工期缩短了12%,节约成本8%,实现了建造期间的精细化管理。

(4)社会效益:项目的BIM技术应用成果在2017年中建协工程建设BIM大赛上获得了卓越项目二等奖;同时,推动并推广BIM技术在河北省的更多更好的应用。

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