上海中心大廈位于上海市浦東新區陸家嘴金融中心Z3-1,Z3-2地塊,緊鄰金茂大廈和環球金融中心。項目包括:一個地下5層的地庫、1幢121層高的綜合樓(其中包括辦公及酒店)和1幢5層高的商業裙樓??偨ㄖ娣e約574058㎡,其中地上建筑面積約410139㎡,地下建筑面積約163919㎡.裙樓高度32m,塔樓結構高度580m,塔冠最高點為632m
(二)、項目難點
上海中心大廈建筑面積巨大、建筑結構超高,是目前上海在建中的第一高樓;其設備機房分布點多面廣,除地下1-5層有大量設備機房外,地上設備層有9處(6-7、20-21、35-36、50-51、66-67、82-83、99-100、116-117、121F),總計20層之多,可見設備數量之多、分布面之廣;采用多項綠色環保節能技術:采用了冰蓄冷、三聯供、地源熱泵、風力發電、中水、智能控制等多項綠色環保節能技術,給工程管理與系統調試等方面帶來一定難度;系統齊全、垂直分區多,空調系統:設置低區和高區2個能源中心,分為10個空調分區。有中央制冷、冰蓄冷、三聯供、地源熱泵、VAV空調、風機盤管、帶熱回收裝置的新風等系統,系統復雜,風、水系統平衡及自控調試要求高。幕墻還專設散熱器,支架設置復雜;采用BIM建模技術,圖紙深化采用BIM技術手段,建立三維立體模型,進行管線碰撞檢測和綜合布置,與工廠化預制相配套,形成預制加工圖。利用BIM模型進行勞動力策劃和進度控制。
(三)、BIM對于上海中心的意義
在上海中心的建設過程中,BIM技術的運用將覆蓋施工組織管理的各個環節,包括深化設計、施工組織、進度管理、成本控制、質量監控等。從建筑的全生命周期管理角度出發,施工階段BIM運用的信息創建、管理和共享技術,可以更好地控制工程質量、進度和資金運用,保證項目的成功實施,為業主和運營方提供更好的售后服務,實現項目全生命周期內的技術和經濟指標最優化。上海中心大廈作為在建的“中華第一樓”,BIM在項目的策劃、設計、施工及運營管理等各階段的深入化應用,為項目團隊提供了一個信息、數據平臺,有效地改善了業主、設計、施工等各方的協調溝通。同時幫助施工單位進行施工決策,以三維模擬的方式減少施工過程的錯、漏、碰、撞,提高一次安裝成功率,減少施工過程中的時間、人力、物力浪費,為方案優化、施工組織提供科學依據,從而為這座被譽為上海新地標的超高層建筑,成為綠色施工、低碳建造典范,提供有力保障。
四、BIM在上海中心的應用
(1)、更為直觀的圖紙會審與設計交底項目施工前,對施工圖進行初步熟悉與復核,該項目工作的意義在于,通過深入了解設計意圖與系統情況,為施工進度與施工方案的編制提供支持。同時,通過對施工設計的了解,查找項目重點、難點部位,制定合理的專項施工方案。此外,就一些施工設計中不明確、不全面的問題與設計院、業主進行溝通與討論。例如:系統優化、機電完成標高以及施工關鍵方案的確定等問題。在本工程中,利用BIM模型的設計能力與可視性,為本工程的圖紙會審與設計交底工作,提供最為便利與直觀的溝通方式。首先,BIM團隊采用AutodeskRevit系統軟件,根據本工程的建筑、結構以及機電系統等施工設計圖紙進行三維建模。通過建模工作可以查核各專業原設計中不完整、不明確的部分,經整理后提供給設計單位。其次,利用模型進一步確定施工重點、難點部位的設備布局、管線排列以及機電完成標高等。此外,結合BIM技術的設計能力,對各主要系統進行詳細的復核計算,提出優化方案供業主參考。
(2)、三維環境下的管線綜合設計傳統的綜合平衡設計都是以二維圖紙為基礎,在CAD軟件下進行各系統疊加。設計人員憑借自己的設計與施工經驗在平面圖中對管線進行排布與調整,并以傳統平、立、剖面形式加以表達,最終形成管線綜合設計。這種以二維為基礎的圖紙表達方式,不能全面解決設計過程中不可見的錯漏碰撞問題,影響到一次安裝的成功率。在本工程中,變傳統的深化設計方式,利用BIM的三維可視化設計手段,在三維環境下將建筑、結構以及機電等專業的模型進行疊加,并將其導入到Autodesk Navisworks軟件中做碰撞檢測,并根據檢測結果加以調整。這樣,不僅可以快速解決碰撞問題,而且還能夠創建更加合理美觀的管線排列。此外,通過高效的現場資料管理工作,即時修改快速反映到模型中,可以獲得一個與現場情況高度一致的最佳管線布局方案,有效提高一次安裝的成功率,減少返工。
(3)、利用BIM的多維化功能進行施工進度編排本工程機電安裝工程將被分為地下室、裙樓、低區、高區四個區段分別施工,安裝總工期在1279天左右。對于以往的一些體量大、工期長的項目,進度計劃編制主要采用傳統的粗略估計的辦法。本工程中,采用模型統計與模擬的方法進行施工進度編排。在工程總量與施工總工期沒有重大變化的前提下,首先,在深化設計階段模型的基礎上將工程量統計的相關參數(例如:各類設備、管材、配件、附件的外形參數、性能參數等數據)添加到BIM模型中。其次,將模型內包涵的各區段、各系統工程量進行分類統計,從而獲得分區段、分系統工程量分析,并從中分別提取出設備、材料、勞動力需求等數據。最后,借用上述數據,綜合考慮工作面的交付、設備材料供應、勞動力資源、垂直運輸能力、臨時設施使用等各類因素的平衡點,對施工進度進行統籌安排。借用BIM模型4D、5D功能的統計與模擬能力改變以往粗放的、經驗估算的管理模式,轉而用更加科學、更加精細、更加均衡的進度編排方法,以解決施工高峰所產生的施工管理混亂、臨時設施匱乏、垂直運輸不力、勞動力資源緊缺的矛盾,同時也避免了施工低谷期而造成的勞動力及設備設施閑置等資源浪費現象。
(4)、BIM化的預制加工方案歷來,超高層工程的垂直運輸矛盾就是制約項目順利推進的最大困擾。工廠化預制是減輕垂直運輸壓力的一個重要途徑。在上海中心大廈項目中,預制加工設計通過BIM實現的。在深化設計階段,項目部可以制作一個較為合理、完整、又與現場高度一致的BIM模型,把它導入Autodesk Inventor軟件中,通過必要的數據轉換、機械設計以及歸類標注等工作,可以把BIM模型轉換為預制加工設計圖紙,指導工廠生產加工。通過模型實現加工設計,不僅保證了加工設計的精確度,也減少了現場測繪的成本。同時,在保證高品質管道制作的前提下,減輕垂直運輸的壓力、提高現場作業的安全性。
(5)、利用BIM進行施工進度管理對于施工管理團隊而言,施工進度的把握能力是一項關于施工技術、方案策劃、物資供應、勞動力配置等各方面的綜合能力。本工程施工體量大、建設時間長,在建造過程中各種變化因素都會對施工進度造成影響。因此,利用BIM的4D、5D功能,對施工方案、物資供應、勞動力調配等工作的決策提供幫助。
(6)、利用模型對施工質量進行管控由于在模型的管線綜合階段,已經把所有碰撞點一一查找并解決,且模型是根據現場的修改信息即時調整的。因此,把BIM模型做為衡量按圖施工的檢驗標準標尺最為合適的。在本工程中,項目部將根據監理部門的需要,把機電各專業施工完成后的影像資料導入到BIM模型中進行比對。同時,對比較結果進行分析并提交“差異情況分析報告”,尤其對于系統運行、完成標高以及后道工序施工等造成影響的問題,都會以三維圖解的方式詳細記錄到報告中。為監理單位的下一步的整改處置意見提供依據,確保施工質量達到深化設計的既定效果。
(7).系統調試工作上海中心是一座系統龐大且功能復雜的超高層建筑,系統調試的好壞將直接影響本工程的順利竣工與日后的運營管理。因此,利用BIM模型把各專業系統逐一分離出來,結合系統特點與運營要求在模型中預演并最終形成調試方案。在調試過程中,項目部把各系統調試結果在模型進行標記,并將調試數據錄入到模型數據庫中。在幫助完善系統調試的同時,進一步提高了BIM模型信息的完整性,為上海中心竣工后日常運營管理提供必要的資料儲備。
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