BIM應(yīng)用|阿爾及利亞大清真寺項(xiàng)目BIM應(yīng)用

阿爾及利亞大清真寺項(xiàng)目BIM應(yīng)用

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中建阿爾及利亞大清真寺項(xiàng)目(Djamaâ El Djazaïr)位于北非阿爾及利亞首都阿爾及爾，屬于阿爾及利亞科學(xué)、文化系列重大項(xiàng)目。項(xiàng)目由祈禱廳、宣禮塔和文化中心等12幢建筑組成，合同總額約合105億人民幣，建筑面積40萬(wàn)平方米。

項(xiàng)目2012年開工建設(shè)，2017年竣工。建成后的大清真寺將成為非洲第一高樓，世界第三大清真寺。大清真寺不僅是虔誠(chéng)的穆斯林信徒們集會(huì)祈禱的場(chǎng)所，也是吸引研究人員、歷史學(xué)家、藝術(shù)家、工藝家、學(xué)者以及旅游者的伊斯蘭文化中心，是一個(gè)承載阿拉伯歷史文化的標(biāo)志性建筑。

圖1 項(xiàng)目整體效果

圖2 項(xiàng)目建筑群模型

1.2 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

本工程為國(guó)際EPC總承包項(xiàng)目，按照宗教標(biāo)準(zhǔn)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)雙重要求設(shè)計(jì)建造。由于深化設(shè)計(jì)要求極高，復(fù)雜施工方案多;當(dāng)?shù)刭Y源匱乏，材料組織困難;項(xiàng)目進(jìn)度款支付條件苛刻。所以常規(guī)項(xiàng)目管理手段難以滿足本工程技術(shù)、進(jìn)度、質(zhì)量及合約等各個(gè)施工管理環(huán)節(jié)的優(yōu)質(zhì)履約需求。

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

本工程BIM技術(shù)應(yīng)用主要包括深化設(shè)計(jì)應(yīng)用、方案管理應(yīng)用、生產(chǎn)管理應(yīng)用及合約管理應(yīng)用四大領(lǐng)域。項(xiàng)目力爭(zhēng)應(yīng)用BIM技術(shù)，以先進(jìn)的技術(shù)管理、高效的生產(chǎn)管理、精準(zhǔn)的合約管理來提升整個(gè)工程的品質(zhì)。

2.2 實(shí)施方案

項(xiàng)目在開工建設(shè)初期引進(jìn)BIM應(yīng)用技術(shù)、組建BIM應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。并對(duì)項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的策劃，建立基于BIM的總承包管理體系。由各專業(yè)BIM工程師根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的第5階段的設(shè)計(jì)文件開展建模、深化設(shè)計(jì)及復(fù)雜施工方案設(shè)計(jì)工作;成立綜合協(xié)調(diào)小組做好交叉作業(yè)的提資及技術(shù)澄清工作及綜合排布管理工作;成立計(jì)劃小組進(jìn)行4D、5D進(jìn)度管理。

2.3 團(tuán)隊(duì)組織

項(xiàng)目建立以項(xiàng)目技術(shù)總工程師為總指揮的BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)由信息數(shù)據(jù)組(建模)及實(shí)施應(yīng)用組(技術(shù)、生產(chǎn)、商務(wù)應(yīng)用)組成，包含土建、機(jī)電、鋼構(gòu)專業(yè)部門和計(jì)劃、商務(wù)等職能部門。

對(duì)于BIM團(tuán)隊(duì)的每一個(gè)工程師都要求崗前軟件培訓(xùn)，考核合格后上崗工作。并在各專業(yè)下設(shè)置BIM負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)本專業(yè)及專業(yè)間的組織協(xié)調(diào)工作。保證整個(gè)BIM團(tuán)隊(duì)技術(shù)過硬、運(yùn)轉(zhuǎn)高效。

2.4 應(yīng)用措施

為使BIM技術(shù)能在項(xiàng)目上更深層次的應(yīng)用，保證三維模型注入的工程信息正確、有效、統(tǒng)一。首先BIM團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)文件制定了項(xiàng)目BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一指導(dǎo)各階段建模深度、工作交付標(biāo)準(zhǔn)、命名規(guī)范、顏色標(biāo)識(shí)等;其次BIM團(tuán)隊(duì)建立相應(yīng)的過程實(shí)施規(guī)范，對(duì)工作界面的劃分、協(xié)同作業(yè)流程、文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及管理權(quán)限做出相關(guān)規(guī)定。做到工作目標(biāo)明確、模型數(shù)據(jù)安全可靠、流程流轉(zhuǎn)暢通。

2.5 軟硬件環(huán)境

項(xiàng)目主要應(yīng)用軟件包括Autodesk AutoCAD2016 、Autodesk Revit2016、Magicad2012.11、Navisworks2016、Hilti、Tekla16.1，所用軟件如圖3所示。

(a)土建、機(jī)電建模及深化設(shè)計(jì)

(b) 碰撞檢查、施工模擬

(c) 鋼結(jié)構(gòu)建模及深化設(shè)計(jì)

(d)機(jī)電建模及深化設(shè)計(jì)

(e) 支架選型及抗震計(jì)算

(f) 無紙化辦公

圖3 應(yīng)用軟件

項(xiàng)目BIM協(xié)同工作站，主要硬件配置如下：

CPU：Intel Xeon E5-2637 v2;內(nèi)存：48 GB 1866 MHz DDR3 ECC RDIMM：顯卡：NVIDIA Quadro K4000;硬盤：1TB 3.5 inch SATA 7200 Rpm硬盤。

3 BIM應(yīng)用

3.1 BIM建模

項(xiàng)目BIM模型基于Revit(土建、機(jī)電)、Magicad、Hilti(機(jī)電)、Tekla(鋼構(gòu))平臺(tái)分專業(yè)分系統(tǒng)創(chuàng)建中心文件及工作集，然后根據(jù)BIM模型開展各專業(yè)的深化設(shè)計(jì)工作，包括系統(tǒng)計(jì)算復(fù)核、設(shè)備選型及深化出圖等。各專業(yè)模型在Navisworks中整合后進(jìn)行可視化校驗(yàn)及匯總，通過碰撞檢測(cè)及仿真模擬等手段，預(yù)判可能會(huì)產(chǎn)生的工序工藝、進(jìn)度管理等方面的問題，對(duì)項(xiàng)目精細(xì)化實(shí)施提供幫助。

3.2 BIM應(yīng)用情況

項(xiàng)目BIM應(yīng)用由機(jī)電專業(yè)主導(dǎo)，協(xié)同建筑、結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)緊密配合，包括7項(xiàng)核心具體應(yīng)用。

(1) 深化設(shè)計(jì)應(yīng)用之計(jì)算復(fù)核。首先我們建立BIM應(yīng)用庫(kù)族模型，然后利用revit、magicad軟件進(jìn)行各專業(yè)系統(tǒng)建模及水力計(jì)算及風(fēng)量平衡計(jì)算，應(yīng)用Hilti軟件進(jìn)行支架選型及抗震計(jì)算。我們應(yīng)用國(guó)際通用的BIM軟件開展深化設(shè)計(jì)工作，克服了計(jì)算復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)的障礙，提高了計(jì)算復(fù)核的公信力，確保了圖紙審批通過率。復(fù)核計(jì)算如圖4所示。

   (a)庫(kù)族建模                            (b) 水力計(jì)算                         (c) 風(fēng)量平衡計(jì)算

(d)支架選型                                 (e) 添加載荷                                      (f) 受力計(jì)算

圖4 復(fù)核計(jì)算

(2) 深化設(shè)計(jì)應(yīng)用之深化出圖。機(jī)電專業(yè)深化出圖近萬(wàn)張，出圖深度要求近似機(jī)械制圖。沒有任何參考圖集可用、圖例就是真實(shí)產(chǎn)品零件的投影。管道的不同的連接形式都要在圖紙上詳細(xì)體現(xiàn)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Revit軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，利用三維模型自動(dòng)生成各種平面、剖面、大樣圖，提高了深化設(shè)計(jì)效率。圖紙與模型相關(guān)聯(lián)，模型修改相關(guān)視圖自動(dòng)更新，降低圖紙修改過程的出錯(cuò)幾率。深化出圖如圖5所示。

(a)BIM三維模型

(b) 平面圖                                  (c)剖面圖                                       (d)大樣圖

圖5 深化出圖

(3) 深化設(shè)計(jì)應(yīng)用之管線綜合。K樓為項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)的能源中心，大型設(shè)備多，管線密集。利用Navisworks對(duì)各專業(yè)進(jìn)行管線綜合排布，解決碰撞、凈空等問題。綜合排布后的管線布置整齊合理、觀感效果好。管線綜合如圖6所示。

(a) 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)房                                              (b) 熱水循環(huán)泵房

圖6 管線綜合

(4) 方案管理應(yīng)用之抗震支座安裝方案。本工程祈禱大廳為穆斯林朝拜核心區(qū)域，抗震設(shè)計(jì)等級(jí)9級(jí)。設(shè)計(jì)師在建筑物基礎(chǔ)與上層建筑之間設(shè)置隔震體系。地震發(fā)生時(shí)通過284個(gè)抗震支座和80個(gè)抗震阻尼器吸收地震能量，保障朝拜人員的生命安全。由于我司首次接觸此類施工方案，沒有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目利用BIM技術(shù)對(duì)方案提前進(jìn)行模擬驗(yàn)證，最終保證方案順利實(shí)施?？拐鸱桨改M如圖7所示。

     (a)抗震原理模擬                                          (b) 支座安裝方案模擬

圖7 抗震方案模擬

(5) 方案管理應(yīng)用之八角柱管道安裝方案。原方案管道隨八角柱預(yù)埋整體吊裝，生產(chǎn)難度大、安裝精度高，方案實(shí)施困難。項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)經(jīng)過仿真分析，驗(yàn)證得出管段本身能夠承受縱向載荷，支架只需控制管道水平方向的位移。經(jīng)過優(yōu)化方案，將原來的雙向固定支架改為水平固定三角支架。方案實(shí)施便捷，節(jié)約成本近千萬(wàn)元。管道安裝方案模擬如圖8所示。

圖8 八角柱管道安裝方案模擬

(6) 生產(chǎn)管理應(yīng)用之4D進(jìn)度管理。本工程為國(guó)際EPC工程，邊設(shè)計(jì)、邊采購(gòu)、邊施工;材料80%歐采、三個(gè)月的到場(chǎng)周期。從深化設(shè)計(jì)到施工各個(gè)環(huán)節(jié)都緊密關(guān)聯(lián)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏就回導(dǎo)致項(xiàng)目停工。我們應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度實(shí)現(xiàn)時(shí)間加空間的4D精細(xì)化管理，保證現(xiàn)場(chǎng)施工所需的圖紙、材料、機(jī)械設(shè)備及勞動(dòng)力等各種資源能夠按時(shí)到場(chǎng)，確保項(xiàng)目依照工期節(jié)點(diǎn)按時(shí)完成。

(7) 合約管理應(yīng)用之5D成本管控。本工程為總價(jià)包干合同，工程款支付方式按照進(jìn)度款支付計(jì)劃進(jìn)行支付。必須事先計(jì)劃好付款周期內(nèi)的任務(wù)項(xiàng)，計(jì)劃任務(wù)實(shí)際100%完成并驗(yàn)收合格，然后按照計(jì)劃的資金分配額進(jìn)行付款。所以付款計(jì)劃編制的準(zhǔn)確性、合理性直接影響項(xiàng)目的現(xiàn)金流。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)BIM模型輸出精準(zhǔn)的工程量來指導(dǎo)計(jì)劃資金分配，計(jì)劃產(chǎn)值與實(shí)際產(chǎn)值匹配。降低了已完工未結(jié)算率，確保了項(xiàng)目實(shí)施過程中的良好資金運(yùn)轉(zhuǎn)。項(xiàng)目分項(xiàng)工程付款計(jì)劃如圖9所示。

圖9 D樓(文化中心)付款計(jì)劃

4 應(yīng)用效果

通過BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工全過程的應(yīng)用，輔助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)、方案管理、進(jìn)度管理、合約管理，提高了整個(gè)項(xiàng)目管理的水平。無論是苛刻的歐洲設(shè)計(jì)院，還是精于求精業(yè)主團(tuán)隊(duì)都對(duì)我們中國(guó)建筑的BIM技術(shù)應(yīng)用表示認(rèn)可。并應(yīng)業(yè)主要求對(duì)他們的技術(shù)人員進(jìn)行BIM培訓(xùn)。培訓(xùn)活動(dòng)如圖10所示。

圖10 對(duì)業(yè)主進(jìn)行BIM培訓(xùn)

5 總 結(jié)

5.1 創(chuàng)新點(diǎn)

本工程設(shè)計(jì)院提供的5階段設(shè)計(jì)圖不能直接用于施工。需我總承包方深化之后將計(jì)算書、系統(tǒng)圖、平面圖、大樣圖一一報(bào)審設(shè)計(jì)院批復(fù)通過方能施工。在歐標(biāo)體系下，應(yīng)用國(guó)際通用的BIM軟件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，既客服了標(biāo)準(zhǔn)不同的障礙，又提高了深化出圖的效率。可謂事半功倍。

5.2 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

作為一個(gè)國(guó)際總承包項(xiàng)目BIM應(yīng)用團(tuán)隊(duì)的一員，在應(yīng)用BIM技術(shù)輔佐項(xiàng)目管理的過程中感到了BIM技術(shù)的博大精深，從技術(shù)、生產(chǎn)及合約管理方面都為我們提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí)也感到了要自如的駕馭這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)的許多不足。特別是深化設(shè)計(jì)這塊，我們不僅要有過硬的專業(yè)設(shè)計(jì)本領(lǐng)和熟練的BIM軟件應(yīng)用水平，還要轉(zhuǎn)換思維熟悉歐洲的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。中國(guó)建筑走出國(guó)門如履薄冰，BIM技術(shù)在國(guó)際EPC工程的廣泛深入應(yīng)用更是任重道遠(yuǎn)。

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