BIM+裝配式實現快速建造

張坤　王偉杰　樊懷亮

摘? 要：青島國際會議中心是上合組織青島峰會主會場，在短短的9個月時間里，項目團隊需要完成拆除、設計、采購、施工、調試等任務。項目根據特點制定切實可行的方案，并基于項目實際情況，拓展出適合于項目的其他應用。從設計管理、采購管理、現場裝配式施工、后期運維調試、協同平臺搭建等多方面著手，將BIM技術落于實處，通過現場BIM技術應用管理，大大的節省了工期，提升效益。

關鍵詞：BIM技術;裝配式施工;協同平臺;提升效益

1? ?工程概況

青島國際會議中心位于美麗的黃海之濱、浮山灣畔，青島奧帆中心內，是舉世矚目的2018上合組織青島峰會主會場。建筑以呼應場地格局，強化“山海軸線”，突出青島“山、海、城、灣”一體的環境氛圍，提出“騰飛筑夢、揚帆領航”的設計理念。1

工程總建筑面積53924㎡，建筑高度22.6m，檐口最高處26.4m，工程是集會議會展、高端宴會、新聞發布功能的國際性會議中心，作為青島的城市客廳，長期使用。工程內裝材料獨特包括大理石地面、環氧地坪漆地面，石材墻面、硬包墻面，黃銅吊頂、鋁方通吊頂、仿銅不銹鋼板吊頂、紙面石膏板吊頂、GRG吊頂、銅門等。工程外裝包括四玻三腔中空防彈玻璃幕墻、檐口蜂窩鋁板幕墻。工程屋面包括上人貼磚屋面，不上人鋁鎂錳板金屬屋面。

建筑內各類系統主要為給排水系統、建筑電氣主要包括變配電系統、智能照明控制、智能電力監控、冷熱源、空調系統、防排煙等系統。弱電智能化主要包括智能化集成系統、信息化應用系統、建筑設備監控系統、應急響應系統、機房、會議保障系統。

2? 項目BIM+裝配式應用的必要性

2.1 工程使用用途對BIM的需求

作為上合組織青島峰會主會場，其建筑內部機電管線設備復雜，存在大量新技術、新設備應用，施工難度大、成本風險高，工期安排緊張，從原建筑物拆除開始到進入調試保會階段僅有9個月施工時間。2傳統的施工管理模式已不能滿足新的需求，結合項目實際，針對施工中的諸多難點對BIM的應用提出了更高的要求。通過協同管理平臺建立項目部各專業的三維可視化交流平臺，實時進行施工模擬，優化施工方案;應用碰撞檢查功能對土建與機電、機電各專業間的構件進行預施工檢查，提高深化設計質量。

2.2? EPC模式對BIM的需求

青島國際會議中心為EPC總承包模式，EPC模式是以實現“項目功能”為最終目標的設計、采購、施工等工程總承包模式。3通過引入BIM技術，可以使資金、技術、管理各個環節銜接更加緊密，避免人員與資金的浪費，從而體現EPC工程總承包方式的經濟效益和社會效益。4

2.3? 結構復雜及工期要求對BIM的需求

青島國際會議中心造型獨特復雜，其中有大量的異型結構，結構內部管線錯綜復雜，給施工帶來了難度。為解決這一難題，項目的技術團隊引入“BIM+裝配式理念”，將現場拼裝、焊接等工序提前在工廠中完成。并且采用預拼裝技術，通過建模提前模擬安裝過程，提前發現問題，解決工序間的交叉矛盾，精確放樣，不但可以保證工程質量，也減少返工，縮短了工期。5施工過程中每個構件都擁有獨立編號、角度、尺寸，相互之間不能代替更換。通過BIM技術的應用可以自動生成帶編號和三維空間坐標的加工圖紙，同時通過精確測量技術來消減誤差。6

通過數字模型統計工程量，可以為材料采購、工程付款等成本控制提供依據，數字模型實現機電設備管線的優化、排布、定位及預留預埋定位，提高施工質量和效率。7

在精裝修材料選型時，通過數字模型能夠觀看室內外裝飾材料的實時仿真效果，以選擇最優方案。8

在保會階段BIM技術也可以提供便利，運用BIM技術就可以直觀的找到復雜的地下管線，便于會議期間的快速維修和更換。通過BIM結合物聯網技術的應用，能夠便利地進行日常能源管理監控。系統可以實現室內溫濕度的遠程監測，分析房間內的實時溫濕度變化，配合節能運行管理。9

3? BIM+裝配式理念應用點

3.1? 針對設計難點的措施與應用

3.1.1? 舒適度模擬技術

為保證室內舒適度，嚴格控制室內溫度24±0.5℃，項目為縮短設計時間，合理布置空調風口位置、數量，通過ANSYS fluent軟件進行CFD模擬。通過調整室內風速、風量、風向，對室內空氣流動的速度場、溫度場、氣流擾動場反復進行多次模擬試驗，生成高低溫成像分區布置圖，不斷優化調節，最終達到最高級別會議的功能需求。

3.1.2? 照度模擬技術

會議期間按照央視要求，現場大型燈具需要保證無閃斷，同時還需要運用光線的變化，對人物與環境進行染色，創造出各種特定的視覺效果。

采用室內光學模擬技術（dialux軟件），根據設計圖確定空間尺寸，與精裝修部門聯動，確定現場各類物品材質提供表面反射率數據，反復模擬與實地感知，將光源的功率及排布進行計算，同時滿足會議模式和電視直播的要求，并生成模擬作業面范圍與炫光觀察位置，最后進行光線追蹤，生成燈具布置圖。

3.2? 針對施工過程難點的措施與應用

3.2.1? 三維掃描技術

現場施工復核采用trimble軟件逆向建模分析建筑物模型，上道工序完成后及時采用三維自動掃描儀對現場進行掃描，通過點云逆向建模，提取現場掃描圖并導出，通過BIM模型與1：1云模型對比，再以數據云端為平臺進行專業協同整合，將錯漏碰缺消滅在下一道工序前，實現了圖紙、模型、現場的三位一體化，相較于傳統的復核方式，三維掃描可以直接測出結構的三維尺寸，無需XYZ各方向進行測量，并可以直接導出誤差分析報告，提高校核效率300%以上。

3.2.2? 鋼結構軟件應用

10月19日，首根鋼柱吊裝儀式，12月4日舉行鋼結構封頂儀式，標志著11000多噸鋼結構歷時46天吊裝完畢。項目采用裝配式理念，建立鋼結構模型，使用tekla軟件應用輔助下料加工，利用軟件直接生成構件及螺栓清單，將大多數焊接工作提前在工廠完成，提高現場拼裝效率。同時進行碰撞分析，結合施工特點與現場實際情況，對碰撞部位進行問題分析，并以軟件提供的數據為依據，召開銷項會，將碰撞問題提前解決。

3.2.3? BIM技術在機電安裝工程中應用

利用BIM模型協助完成機電安裝部分的深化設計，包括綜合布管圖、綜合布線圖的深化。使用BIM模型技術改變傳統的CAD疊圖方式進行機電專業深化設計。1現場采用機房預制化，針對模型導出的數據，形成配件加工圖，輸入至工廠自動加工設備，實現了軟件與設備數據互通，大大減少了現場施工時間。

3.2.4? 裝配式理念精裝修

幕墻及精裝修通過三維掃描技術與云模型對比，消除圖紙尺寸偏差。現場采用四玻三腔防彈安全玻璃，該材料有加工難，補件周期長的特點，因此施工過程中現場拼裝階段不允許有任何偏差，否則將直接影響工期。采用revit參數化建模，建立幕墻標準件及非標準件模型族庫，所有幕墻及裝飾塊材均按照圖紙尺寸排版下單，廠家進行深化后生產，材料到場后直接安裝，保證了一次成活，真正做到了零污染，零損耗。

3.3? 項目自主平臺使用提高協同作業效率

3.3.1 中建八局BIM協同平臺

項目的每一個構件每一根管道都在輕量化BIM協同平臺。平臺中擁有全部信息，平臺服務于建設項目的整個生命周期，包括設計、建造、運營維護階段。僅僅10天時間，我們就完成了現場強電、弱電、消防、音視頻、監控、智能化、給排水等所有系統聯機調試，確保會議保障工作順利完成。

3.3.2 中建八局BIM施工工藝考核平臺

現場累計參建人員共計5000余人，施工工期緊張，施工過程中必須一次成活，因此必須加強交底質量、提高交底速度。青島國際會議中心項目采用公司自主開發的BIM施工工藝考核平臺，對經過傳統技術交底的工人進行測試。平臺可以隨時觀看操作視頻，并且操作簡單，反復進行模擬練習，加強工序交底。

4? BIM技術總結

項目部50人的BIM工作室，負責施工圖的深化加工，進行全專業三維可視化設計，推行“531”管理模式，即“圖紙出圖5天內建模完成，3天內圖紙綜合完成并提出修改建議，1天完成終版施工圖紙”。工程大量使用了銅制面板飾面、異形造型工藝、超大部品部件，這些材料均具有加工制作周期長、補件慢的特點，項目采用“BIM+”技術，保證“精確下料，精準安裝、一次成優”，實現了精益建造。同時采用全過程數字化管理和模擬建造技術，建造過程的實時監控，實現了現場智慧化管理，提高了管理效率。

通過積極學習、探索BIM在施工管理方面的應用，總結了重大會議會場工程設計模擬技術、裝配式預制化施工模擬技術、BIM技術在材料進場把控方面的應用、會議保障系統后期運維技術等成套技術，實現了以設計為龍頭，依托BIM技術，融合運用智慧建造、綠色建造、裝配式建造等新型建造方式，保障設計、施工、采購、安裝各個環節“銜接零等待”，實現了精益建造，確保項目高效運行。

項目自開工以來，項目團隊帶動中建各參建隊伍抗風雨、戰嚴冬、克服一切不利條件，發揮中建集團全產業鏈優勢以及預制裝配式技術結合設計、采購、施工一體化的EPC工程總承包模式，僅用6個月的時間，將5.4萬平方米的上合組織青島峰會主會場完成，創出了令人震憾的“青島速度”和“上合奇跡”。

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