BIM案例:BIM机电深化设计怎么做?以南方博时基金大厦为例(上)

2022年1月10日BIM案例阅读模式

南方博时基金大厦是国内首座由基金公司独立出资建造的大厦,建成后将成为南方基金与博时基金两公司的总部所在地。基金大厦位于深圳市福田CBD金融中心区,东临市民中心广场,南靠深南大道,与正在建设中的深圳证券交易所大楼毗邻而居。大厦工程总造价:44800万元,占地7260.6平方米,总建筑面积109726.59万平方米,其中地上81884.35平方米,地下27842.24平方米,共46层,高230米。该大厦是目前国内外唯一的花园式超高层高档写字楼,由三组空中花园与四组标准层纵向错落而成,寓中国园林于高层建筑之中,营造出高层花园式的办公环境,也与我国传统亲近自然山水的理念相结合。该大厦建成后将成为深南路上又一座现代超高层办公大楼。

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图1南方博时基金大厦整体效果展示

本工程涉及的工作内容主要包括:主体工程、建筑给排水、建筑电气、智能建筑、通风空调、消防、红线内燃气、钢结构、幕墙、金属门窗、一次装修、屋面及防水、泛光照明、景观绿化。大厦一层~三层为挑空大堂空间,四层及以上沿建筑高度由标准层块(共6层)和花园层块(共5层)分别交替呈现四/三次组成,标准层外墙为双层玻璃幕墙,花园层采用单层铝合金LOW-E中空玻璃幕墙。主塔楼结构采用非完整框架-核心筒结构,裙房采用钢框架-中心支撑结构,塔楼负一层~五层设计为型钢组合混凝土结构,塔楼标准层平面呈正方形,平面44.7米×44.7米。

BIM应用在深化设计阶段的总体应用

该项目是以二维设计为主,三维建模为辅。根据现有的设计图纸完成各专业模型的创建,通过BIM来模拟展示所设计的空间,可以获得较高的互动效应,以便从设计方和业主方获得积极的反馈。该项目地下室结构复杂且标高多变,管线排布错综复杂,传统的二维设计表达需要多张图纸,业主及施工单位想要了解真实设计效果比较困难。设计人员使用传统CAD图纸与业主沟通时,至少需要讲解10分钟才能让其明白设计意图,BIM的应用使得沟通效率大大提高。同时模型的虚拟实景漫游,不仅帮助业主直观地了解设计成果,而且可用于向公众宣传。

该工程项目具有超高层、设计新颖、结构复杂的特点,需要多个专业配合一起完成。

项目开工时间为2013年5月7日,竣工时间为2016年2月5日,共个1005日历天,工期紧张。花园式的设计理念,使得结构形式、机电系统复杂,项目参与方多,信息管理难度大。应用BIM技术进行各专业协调可以收获一定成效。在进行机电深化设计时,方便设备的选型和优化方案的动态比较与优化。同时利用三维模型数据,进行机电管线虚拟建造,增大机电系统预制比例,提高安装进度与质量。通过施工模拟在施工前发现潜在的施工问题,可以及时调整设计,而不用等到施工时发现问题才进行设计变更。

基于BIM的各专业模型创建

(1)土建、结构模型创建

传统CAD图纸中,为了表达清楚同一个建筑构件,需要多张图纸才能将其表达,重复工作量多,效率普遍偏低。而且设计方案经常修改,一张图纸发生变更,相关的多张图纸就需要重新绘制。在二维设计中,建筑物的非几何信息是通过设计说明表达的,很难在图纸上表达出来,例如在的结构图中,只能反映柱梁板的基本配筋,不能真实反映出结构所用材质、需要钢筋混凝土的用量等信息。

在基金大厦项目中,BIM小组采用目前主流的BIM软件——Revit进行建模。根据设计单位提供的二维图纸应用技术进行建模,在创建标高、轴网、项目样板这些基础文件后,通过链接CAD图纸作为参照绘制构件,并定义属性。当设计图纸发生变更时,只需修改构件相关的参数,与之相应的信息会自动更新,方便得到模型的平、立、剖面等相关视图。同时通过构件属性还能查看建筑构件的非几何特征,如装饰材料。

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图2基金大厦建筑、结构、幕墙模型

(2)钢结构

花园层施工是基金大厦项目施工的重难点之一,在进行花园层悬挑工字钢平台施工前,项目部根据方案建立BIM模型,模拟施工,通过模拟动画演示提前对施工过程进行预判,再完善方案,还利用模拟动画对工人进行技术交底指导现场施工。

塔楼结构花园层外立面呈现不规则的外挑结构,最大悬挑达8.2m,结构及幕墙施工需要设置悬挑钢平台,钢平台做法采用悬挑工字钢25#、32#焊接形成,并设计有工字钢斜撑,钢筋斜拉等构造措施,悬挑钢平台构造措施多,节点复杂,焊接量大、悬挑长度大、施工工期紧、高空作业施工难度大。项目组应用Tekla软件,并结合Navisworks,对钢结构进行模型创建,重要节点模拟施工,解决了许多潜在的施工问题,大大提高作业效率。

(3)机电各专业

由于地下室结构标高多变的原因,机电安装也成为项目施工的难点。二维管线图纸由于缺少立体感和层次感,不能清楚地反映各系统管线之间或管线与建筑物间的空间关系和存在的冲突问题。利用BIM模型能够清晰地表达各专业之间的空间关系,在模型不断中调整管线位置与标高,得到最优方案指导施工。

机电管线的标高是建模的重难点部分。在基金大厦项目中,各建模人员根据制定的深化方案,在各自专业的原则性标高上同时建模,最后进行各专业模型整合。主要包括暖通、给排水、消防、电气等专业,各专业之间通过过滤器区分,使得在看似杂乱无章的管线中能够迅速找到所需管线。

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图3基金大厦机电模型

未完待续

章梦晨 广州大学

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  • 本文由 发表于 2022年1月10日
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