BIM技術已成為勘察設計行業數字化轉型升級、實現智能建造和智慧運維的重要基礎。但由于受到BIM軟件功能、設計人員BIM技能水平、項目管理方式等因素制約,設計企業實現系統性BIM技術應用一直是亟待解決的行業性難題。
先行先試,敢為人先。作為城市建設領域的佼佼者,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司(下稱上海市政院)聯合深圳市建筑工務署工程設計管理中心(下稱工務署),執BIM技術之筆,在基礎設施建設項目中探索成體系的數字設計應用之道,以此為契機塑造核心競爭力、驅動高質量發展。
一、知易行難 “1+1+2+N”助項目破局
深圳灣超級總部基地片區市政交通基礎設施項目為市政道路工程,是塘朗山-華僑城-深圳灣城市功能空間軸的核心區段之一,占地約1平方公里,主要包含二層連廊、西側帶狀公園、地下空間開發、市政道路及管線、綜合管廊、地下連通道、地下車行道路、供冷管網、雨水箱涵遷改等設計內容。
工程概況
項目在實施過程中面臨諸多難點,例如:項目片區已出讓地塊陸續于2023-2027年竣工投入使用,基礎設施建設急迫;周邊存在規劃預留管廊、在建地下濱海下沉改造段、六軌六站等工程,場地制約因素較多;包含九大工程子項,地上地下一體化建設,涉及專業眾多,協同、標準化統籌管理難;對接企業多,交接界面復雜,溝通協調難度大;功能定位高、社會影響大,優質工程期望高等。
項目團隊期望通過建立BIM+GIS底座,基于自研多專業協同、可視化匯報平臺輔助溝通協調。同時,工務署要求運用BIM技術輔助設計,最終同步提交二維與BIM成果,在提升設計效率與質量的同時縮短設計周期,滿足基礎設施建設迫切的要求。
項目團隊深入分析工程重難點,建立“1+1+2+N”數字化體系,即一套適用于市政與房建工程的標準、一套BIM模型、兩個數字化平臺、N個應用場景,在一模到底、一模多用的基礎上實現BIM正向設計,以工程實施為切入點加速推進企業數字化轉型。
二、一體化數字設計 促進BIM價值落地
(一)一套標準 規范化技術路線助項目實施
凡事預則立,不預則廢??紤]本項目為當前工務署管理規模最大的市政交通基礎設施類工程,項目團隊參考署內房建BIM標準與市交通行業BIM標準,編寫項目級BIM實施方案與交付標準,引導規范化實施推進,并制定模型分類與編碼、構件幾何精度、屬性信息深度等交付要求,統一BIM技術應用水平,在設計過程中發揮了重要作用。
從方案、工可、初設到施工圖階段,設計團隊遵循一模到底的理念,積極響應國家政策國產化號召,同時兼顧當前軟件技術的發展水平,部分專業技術路線擇優替換。
(二)一套BIM模型 國產BIM軟件助設計效率倍增
經過多款軟件平臺能力的實測比選,項目團隊選擇數維道路和數維管線兩款國產BIM設計軟件作為項目設計工具,以此開啟國產BIM正向設計模式探索,實現道路與管線的協同設計、模型出量輔助校核、模型出圖、景觀方案高效呈現、數字化交付等全流程實踐。
本工程接駁地塊較多,交叉口、出入口設計邊界條件變更頻繁,項目團隊使用數維道路對道路、交叉口等進行參數化建模,不僅設計精度更高,在高效調整設計方案過程中更發揮了巨大作用。同時,使用數維道路開展交安設施設計工作,借助其豐富的構件庫以及自動讀取路面高程,實現點位一鍵布置,快捷高效。
工程周邊地塊建筑較為多元,公園景觀要求較高,項目團隊在模型設計完成后,基于廣聯達FalconV渲染引擎完成高逼真度渲染,實現設計方案高效呈現。
數維道路、數維管線設計軟件方案建模速度較快,模型工程量與設計工程量誤差在±5%以內,模型出圖利用率為70%,建模即得交付信息,且打通生態圈交付格式壁壘。
通過本項目實施,為上海市政院培養出一批BIM復合型人才,也為未來類似項目的開展提供了人才儲備。
(三)兩個數字化平臺 項目管理精細化把控
1.建管平臺
上海市政院落實工務署國產化BIM設計協同管理平臺應用要求,策劃全生命周期的管理模式,定制開發建設管理平臺,實現技術標準、構件庫的統一實施,以及例會、協調會、設計資料、報批報建、模型等資料的定期更新,形成一套固定的協同管理機制。
同時,通過建管平臺實時更新項目集成文件,輔助設計內部協調會展示專業綜合問題,項目負責人可借此及時掌握各子項與BIM進度,實現項目的精細化管控。
建管平臺駕駛艙
2.匯報平臺
對外匯報展示設計方案時,主要采用上海市政院自主研發的可視化匯報平臺VDBIM。
VDBIM可視化展示平臺集成展示周邊地塊建筑、相交或接駁工程、傾斜攝影、物探管線、地質模型、設計模型等,通過多源異構數據集成實現三維可視化匯報,為方案決策提供充足的參考信息,依托設計方案的高效呈現,使業主全面了解不同方案的優缺點,實現精準決策。
VDBIM可視化平臺
(四)N個應用場景 一模多用價值最大化
N個應用場景包括輔助方案比選、圖紙復核、專業綜合、凈空分析及優化、人流疏散模擬、交通組織仿真分析、建筑指標統計分析、正向設計探索、工程量復核、模型出圖、虛擬現實等,其中發揮較大價值的是專業綜合、凈空分析及優化、工程量復核等應用。
1.專業綜合:該項目定位高,要求較短的設計周期內完成高質量設計工作。項目團隊每周更新設計模型,協調各專業設計人員召開設計協調會議,通過BIM模型溝通設計錯漏碰缺問題,批注模型作為圖紙優化依據提資給設計人員,待修改意見落實在下版圖紙后,再提資BIM專業,完成問題閉環復核工作,此流程模式解決了較多圖紙問題。
2.凈空分析及優化:地下空間開發子項為地下停車場,在項目前期完成的機電方案設計成果,主要給出機電管線平面排布位置。設計團隊通過建立BIM模型并進行機電排布優化,發現建筑專業預留空間無法滿足機電專業排管后,及時調整層高使其滿足凈空要求,通過BIM技術的精細化建模工作提前發現問題,優化設計方案。
3.工程量復核:地面道路使用數維道路BIM設計軟件,各板塊模型出量自動實現扣減關系,例如綠化帶、人行道等板塊,人工算量時不扣減路緣石,而軟件出量時自動扣除該部分工程量,精確度較人工算量更準確,有效輔助報概算工作。
專業協調示意
三、正向設計成功實踐 逐浪數字化未來可期
本項目BIM技術應用落地性較強,特別是基于國產軟件的市政道路及管線工程BIM正向設計探索,不僅成功完成道路與管線子項整體流程的貫通,還最終培養出一批BIM復合型人才,實現傳統二維設計與BIM正向設計齊頭并進,從模型出量、出圖、交付均作了較深的數字化探索。
本次正向設計試點工作主要為部分子項,未來,上海市政院還將重點推進全專業正向設計協同工作,使設計即所得,進一步提升設計質量與效率,在數字化浪潮中練就扎實的基本功,堅定不移推進BIM正向設計的應用,以新質生產力加速推進數字化轉型與高質量發展。
(作者:深圳市建筑工務署工程設計管理中心 肖遇春 尚佳 張學斌/上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司 王民 雷俊 劉煒)
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