透視上海中心借BIM促建筑業(yè)轉(zhuǎn)型

今年年中，上海第一高樓——上海中心將正式試運行。這一高度達632米的“超級工程”，是9個競標方案中技術難度最大的一個方案。

體量龐大、工程信息海量復雜的“上海中心”，僅圖紙數(shù)量就超過15萬張，如果依靠傳統(tǒng)的“角尺加圖紙”建筑工程模式，將對這一“超級工程”的設計、施工和管理提出巨大的挑戰(zhàn)。2008年，項目尚在方案設計階段時，上海中心超前思考，決定將BIM（建筑信息模型）引入“上海中心”的設計、施工、運營的全過程，并首次在合同條款中加入BIM技術要求，來約束承包商必須在項目中應用BIM技術。而這種運作最終形成了“以建設單位為主導，參建單位共同參與的基于BIM技術的精益化管理”的創(chuàng)新管理模式。

借腦BIM 繪就藍圖

負責工程監(jiān)理的上海建科工程咨詢有限公司總工程師周紅波介紹，BIM技術主要應用之一是對設計的虛擬建造。也就是說，工程圖紙設計出來后，運用BIM技術可以將時間維度、制造廠家、工程進度和成本等方面動態(tài)、三維地展示出來。“運用BIM技術，我們提前發(fā)現(xiàn)并解決的碰撞點數(shù)超過10萬個,按單個碰撞點平均單價1000元左右計，保守估計可節(jié)約費用至少超過1億元。”上海中心總工程師葛清介紹，“這大大減少了現(xiàn)場施工返工的現(xiàn)象。”

在施工階段，BIM技術提供了精確的數(shù)據(jù)，減少返工、節(jié)省材料。以鋼結構為例，上海中心大廈從上到下有8道巨型桁架層，其作用如同竹子的“竹節(jié)”，對結構穩(wěn)定至關重要。每道桁架層由兩層高的伸臂桁架、環(huán)帶桁架和樓面桁架組成，單根構件重達100噸，鋼板最厚14厘米，結構龐大，節(jié)點復雜，焊接量大，控制變形難度高，安裝精度十分嚴格。葛清告訴記者，利用BIM的數(shù)據(jù)化技術，將實際測量坐標與理論坐標進行比對，及時對不符合規(guī)范要求的部位進行整改，從而達到實體預拼裝的效果。統(tǒng)計下來，鋼結構的無必要浪費量不超過2噸。

在外幕墻的拼裝上，運用BIM技術后，繪制加工圖效率提升200%，加工圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化效率提升50%，復雜構件測量效率提高10%。不僅2萬多塊玻璃幕墻板塊到達“上海中心”工地現(xiàn)場安裝后沒有一塊需要返工外，還實現(xiàn)了全場僅需16個工人即可開展的快速安裝。

而在室內(nèi)裝飾方面，利用BIM技術，將工廠制造的裝飾構件運到現(xiàn)場拼裝，使“上海中心”辦公部分內(nèi)部空間裝飾工業(yè)化率達到85％。據(jù)介紹，一般來說，同樣的超高樓裝飾工程效率為平均每平方米超過1.2個工日，但上海中心的裝飾效率還不到0.9個工日，12層樓同時施工，工人不到100名，效率大幅提高。

延伸應用 護航運營

“上海中心”竣工后，BIM技術將延伸應用于大廈的物業(yè)和運營管理。

傳統(tǒng)的建筑運營管理要依靠很多的設計圖紙和竣工圖紙來開展工作，一旦發(fā)生故障，查找圖紙非常復雜，耗時耗力。而“上海中心”通過BIM的數(shù)字模型，可以非常便捷地對建筑物空間信息和設備材料的參數(shù)信息進行查詢，比如：這個設備最初由誰生產(chǎn)、誰安裝、使用的材料及更換記錄等，便于開展檢修，及時解決突發(fā)故障。

BIM結合運營維護管理系統(tǒng)，還可充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建筑在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設備還可跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設備的適用狀態(tài)作提前判斷。

在災害應急方面，“上海中心”也將利用BIM及相應災害分析模擬軟件，在災害發(fā)生前，模擬災害發(fā)生的過程，分析災害發(fā)生的原因，制定避免災害發(fā)生的措施，以及發(fā)生災害后人員疏散、救援支持的應急預案。當災害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應對措施。