BIM應(yīng)用|阿爾及利亞大清真寺項目BIM應(yīng)用

阿爾及利亞大清真寺項目BIM應(yīng)用

1 工程概況

1.1 項目簡介

中建阿爾及利亞大清真寺項目(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)、文化系列重大項目。項目由祈禱廳、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40萬平方米。

項目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的穆斯林信徒們集會祈禱的場所，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，是一個承載阿拉伯歷史文化的標(biāo)志性建筑。

圖1 項目整體效果

圖2 項目建筑群模型

1.2 工程特點和難點

本工程為國際EPC總承包項目，按照宗教標(biāo)準(zhǔn)及歐洲標(biāo)準(zhǔn)雙重要求設(shè)計建造。由于深化設(shè)計要求極高，復(fù)雜施工方案多;當(dāng)?shù)刭Y源匱乏，材料組織困難;項目進(jìn)度款支付條件苛刻。所以常規(guī)項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。項目力爭應(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工程的品質(zhì)。

2.2 實施方案

項目在開工建設(shè)初期引進(jìn)BIM應(yīng)用技術(shù)、組建BIM應(yīng)用團(tuán)隊。并對項目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)計院提供的第5階段的設(shè)計文件開展建模、深化設(shè)計及復(fù)雜施工方案設(shè)計工作;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;成立計劃小組進(jìn)行4D、5D進(jìn)度管理。

2.3 團(tuán)隊組織

項目建立以項目技術(shù)總工程師為總指揮的BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊。團(tuán)隊由信息數(shù)據(jù)組(建模)及實施應(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)部門和計劃、商務(wù)等職能部門。

對于BIM團(tuán)隊的每一個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BIM團(tuán)隊技術(shù)過硬、運轉(zhuǎn)高效。

2.4 應(yīng)用措施

為使BIM技術(shù)能在項目上更深層次的應(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)隊根據(jù)設(shè)計文件制定了項目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)識等;其次BIM團(tuán)隊建立相應(yīng)的過程實施規(guī)范，對工作界面的劃分、協(xié)同作業(yè)流程、文件存儲結(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

(b) 碰撞檢查、施工模擬

(c) 鋼結(jié)構(gòu)建模及深化設(shè)計

(d)機(jī)電建模及深化設(shè)計

(e) 支架選型及抗震計算

(f) 無紙化辦公

圖3 應(yīng)用軟件

項目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

項目BIM模型基于Revit(土建、機(jī)電)、Magicad、Hilti(機(jī)電)、Tekla(鋼構(gòu))平臺分專業(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)計工作，包括系統(tǒng)計算復(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)行可視化校驗及匯總，通過碰撞檢測及仿真模擬等手段，預(yù)判可能會產(chǎn)生的工序工藝、進(jìn)度管理等方面的問題，對項目精細(xì)化實施提供幫助。

3.2 BIM應(yīng)用情況

項目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項核心具體應(yīng)用。

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

   (a)庫族建模                            (b) 水力計算                         (c) 風(fēng)量平衡計算

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

圖4 復(fù)核計算

(2) 深化設(shè)計應(yīng)用之深化出圖。機(jī)電專業(yè)深化出圖近萬張，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)。項目設(shè)計團(tuán)隊?wèi)?yīng)用Revit軟件進(jìn)行深化設(shè)計，利用三維模型自動生成各種平面、剖面、大樣圖，提高了深化設(shè)計效率。圖紙與模型相關(guān)聯(lián)，模型修改相關(guān)視圖自動更新，降低圖紙修改過程的出錯幾率。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)計應(yīng)用之管線綜合。K樓為項目運轉(zhuǎn)的能源中心，大型設(shè)備多，管線密集。利用Navisworks對各專業(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)計等級9級。設(shè)計師在建筑物基礎(chǔ)與上層建筑之間設(shè)置隔震體系。地震發(fā)生時通過284個抗震支座和80個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，項目利用BIM技術(shù)對方案提前進(jìn)行模擬驗證，最終保證方案順利實施?？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，方案實施困難。項目BIM團(tuán)隊經(jīng)過仿真分析，驗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。方案實施便捷，節(jié)約成本近千萬元。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。本工程為國際EPC工程，邊設(shè)計、邊采購、邊施工;材料80%歐采、三個月的到場周期。從深化設(shè)計到施工各個環(huán)節(jié)都緊密關(guān)聯(lián)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏就回導(dǎo)致項目停工。我們應(yīng)用BIM技術(shù)對項目進(jìn)度實現(xiàn)時間加空間的4D精細(xì)化管理，保證現(xiàn)場施工所需的圖紙、材料、機(jī)械設(shè)備及勞動力等各種資源能夠按時到場，確保項目依照工期節(jié)點按時完成。

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

圖9 D樓(文化中心)付款計劃

4 應(yīng)用效果

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

圖10 對業(yè)主進(jìn)行BIM培訓(xùn)

5 總 結(jié)

5.1 創(chuàng)新點

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

5.2 經(jīng)驗教訓(xùn)

作為一個國際總承包項目BIM應(yīng)用團(tuán)隊的一員，在應(yīng)用BIM技術(shù)輔佐項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。同時也感到了要自如的駕馭這項應(yīng)用技術(shù)的許多不足。特別是深化設(shè)計這塊，我們不僅要有過硬的專業(yè)設(shè)計本領(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。中國建筑走出國門如履薄冰，BIM技術(shù)在國際EPC工程的廣泛深入應(yīng)用更是任重道遠(yuǎn)。

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