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“创新杯”12载系列报道之十七 | 天津周大福金融中心项目:BIM标杆及其带动效应

发布时间:2022/3/1 16:58:26 浏览次数: 作者: 邓明胜 来源: 《中国勘察设计》杂志

核心看点

作为“北方之钻”“滨海明珠”,天津周大福金融中心项目自2014年初进场,历时5年,一幢高530m的摩天大楼矗立在天津滨海新区。全员、全过程、全方位BIM应用,3D为基础、4D切入向5D推进,两条线、一融合等众多BIM技术应用手段和理念的探索实践,在助力工程建造圆满达成预定目标的同时,为企业乃至行业BIM技术推广应用树立了标杆。天津周大福金融中心项目BIM应用成果获得2016“创新杯”最佳总承包管理BIM应用奖等多项国内BIM赛事大奖和AEC全球卓越BIM大赛2017年度施工领域BIM应用大奖。在全面回顾“‘创新杯’BIM应用大赛12载”成就之际,再忆天津周大福金融中心项目BIM技术应用,收获颇丰,感受颇深。


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天津周大福金融中心


项目概况及BIM技术标杆

带动策略


天津周大福金融中心项目位于天津市滨海新区,地下4层、地上5层裙楼+100层塔楼(高度530m),建筑面积约39万m2,钢板剪力墙核心筒+钢—混凝土组合外框结构,主要业态包括甲级办公、酒店式公寓、超五星级酒店、商业零售及餐饮。项目有功能众多且线型流畅、优美的平、立面造型,有结构构造复杂的内、外部空间,有系统繁多的给排水、消防、暖通、电气、智能、燃气等配套设施,包含20个机电设备层、近100个独立运行的机电系统、近1000个设备机房。


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独特且复杂美观的平、立面造型


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塔楼部分结构复杂的内、外部空间


工程具有独特的平立面构造,复杂的混凝土结构、钢结构和钢—混凝土组合结构体系,繁多的机电系统等特点;合同要求要获得鲁班奖、LEED金奖及工期1504日历天。施工活动的高难度、高标准、高要求等,使得采用BIM技术成为最佳选择。


2014年初,中国建筑第八工程局有限公司(以下简称“中建八局”)作为施工总承包单位进场时,BIM技术在中国建筑工程领域的应用才刚刚起步,该工程本身并无系统、完整的BIM模型可供借鉴。


中建八局在投标过程中,便就工程中标和实施工作制定了专门的BIM推进策略,中标进场后在严格履行投标承诺的同时,还以满足合同履约要求为基本条件,不断深入探索研究,结合工程技术和管理需求,持续推进BIM技术在建筑工程领域的创新和深度应用。


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系统繁多且复杂的机电系统


以“三全”理念推动BIM技术深度应用


全员:奠基础


2014年初收到中标通知后,中建八局组织全局BIM骨干,以近50人的团队力量,用时28天全面完成了建筑(含外幕墙)、混凝土结构、钢结构和机电工程四个专业模型及工程整体综合模型的创建任务,较好地完成了合同要求的P_BIM开局工作。但面对后续持久、大体量的C_BIM工作,在机构设置、人员配备上陷入了多难境地。


经多方协调确定以“搭积木”方式,快速入门、有序推动,学用结合、以学为用、以用促学、循序渐进。结合工程和工作实际,实现零起步到入门,再到会到精,以项目全员知晓BIM、工程管理人员全员运用BIM成果、骨干和工程技术人员全员驾驭BIM软件工具创建BIM模型的路径,完成工程和工作模型的创建与应用。


项目团队修订了配备大量专职BIM人员的构想,按照“以3D为基础、从4D切入向5D拓展应用”的思路,取消了之前在技术系列专门设置的BIM工作室,重新设置了“计划管理与BIM技术支持部”,并开展全员BIM培训,从中优选骨干人员结合具体工作边学边用,完成BIM模型创建,将审查合格的BIM模型,经工序排布优化定案后赋予时间和人财物资源保障,形成可实际指导施工的4D虚拟建造模型。


为真正推进全员BIM应用,除开展全员BIM培训和过程中专业(专职)BIM人员协同指导及项目和部门BIM骨干示范引领等措施以外,还采取了月度考核正向激励与反向鞭策措施,充分调动全员BIM积极性。


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天津周大福金融中心项目全员BIM培训


全过程:探深度


项目开工之初,关于BIM技术的应用及评判,国家和行业并无标准指导;合同约定AIA标准也只是针对工程实体各阶段在模型表现形式和内容上有要求,定性描述多、具体要求不足,需要结合工程实践不断探索应用。项目团队结合全员BIM培训,让全体工程技术人员结合工程实际有效运用,跳出AIA针对工程实体的BIM应用框架,拓展到建造活动全过程。


前期准备阶段,依据P_BIM成果,结合“全员BIM培训”,(将其广泛应用于方案编制、图纸审查、平面布置、临设布置设计)、进度计划等各项工作,快速、高效协同沟通,形成各参与方广泛认可的正向合力。


实施过程之中,摒弃仅针对某时点或某部位重点、专项运用的常规做法,从基坑支护、土方开挖到基础垫层、大体积底板,从钢筋混凝土及钢结构到机电工程,从二次结构到幕墙装饰……持续、全过程BIM虚拟建造开路,在模型上解决完图纸问题及工序工艺优化、施工组织等各项难题。


在深化设计工作过程中,重点开展混凝土及钢结构、混凝土与钢结构节点、二次结构、机电、幕墙、装饰等深化设计,实现全楼层、全区域、全系统覆盖。


各区域、各阶段BIM工作成果除正式审批流程把关之外,通过专题会和周例会形式协同管控推进。经专题会或周例会审定确认后,形成或纳入相应工作文件(设计确认文件、施工方案文本、进度计划文件等)审批流程,既不漏掉任何一个必须的BIM模型,也不增加任何一个无效BIM、无用BIM,以严格的过程管控和流程管控,确保全过程BIM成果逐项、逐级深化应用。


全方位:拓广度


最初,关于BIM的要求只存在于总包合同条款中,其初衷或许是寄希望于通过总承包单位一统项目BIM工作天下,但真正总包自承建任务却只有混凝土结构、钢结构和二次结构与粗装修工程等,幕墙、电梯、机电安装等均是以指定分包(分供)或独立分包(分供)形式出现。


为推进全专业、全参与方BIM协同工作,总包建立了各类“BIM集成工作坊”,总分包具有BIM技能的专业人员以工程系统或小组为单位集中协同办公,与设计、监理、业主代表及其顾问汇聚“集成工作坊”,面对BIM模型“现场拍板”,高度协同、快速决策。


以“信息”纽带实现履约管理两线融合


履约线保精度提升


Building Information Model,以Model或Models作为BIM技术产生的视觉产品,其对建筑实体直观、形象的表现,被业主、设计、施工等各参与方甚至社会各关注方广泛认可。对于天津周大福金融中心这种复杂且精美的建筑实体,以这种方式表现,无论是向员工和分包工人交底,还是与设计、监理及各参建方沟通交流,都是必备手段。当收到中标通知书后30天内能零起步完成该工程的建筑、混凝土结构、钢结构和机电工程模型,并整合成一个综合模型,P_BIM作为输出成果被认为是BIM技术履约在该项目的第一个里程碑。


Building Information Modelling,以一系列Model或Models作为BIM技术产生的视觉产品,Modelling作为日常工作,在实体建造开工前,持续不断地开展,不仅仅是创建各区域、各部位全面、系统且“仿真”的模型,还通过对模型的优化排布形成对工艺流程、施工方法的优化,得出多方(各方)认可的“虚拟建造”方案,并以此方案指导施工。天津周大福金融中心项目以C_BIM成果作为各分部项工程,尤其是重难点部位开工的必要条件。


从Mode到Modelling,从P_BIM(LOD300)到C_BIM(LOD400)和A_BIM(LOD500)合同条件,期间,各方对LOD关注得更多的是模型的Level of Details,通过履约,确保BIM模型创建全面、系统的同时,也确保模型精度的不断提升。项目团队将该项BIM管理工作称作是履约线或精度线管理。


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机电模型对实体建造活动的指导

与过程中的对照检查验收


管理线推深度应用


为了借助BIM技术提升项目管理水平,以免陷入“模型”大战中,项目团队以BIM3D为基础,从BIM4D切入向BIM5D拓展应用,从项目管理角度发挥BIM技术的功效。


工程技术人员运用BIM技术在创建各项工作所需BIM模型并满足P_BIM和C_BIM要求的同时,面向管理需求创建或完善相应模型,以实现工艺、工序优化,为进度、资源管控及各专业技术管控工作奠定基础。充分运用BIM3D形成的虚拟建造方案,以进度控制为主线,从3D模型文件提取必备参数,优化配备人、财、物资源,形成动态显示的BIM4D进度管控计划,并对应生成劳动力、工器具、材料物资等管理需求计划,实际指导工程施工建造活动。根据BIM3D和4D奠定的基础,各专业人员围绕3D、4D基本模型,结合工作分工进行增补、调整,形成满足本职工作需求的BIM5D拓展应用。


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BIM4D(切入展示

施工建造活动虚拟建造示意图


信息纽带两线融合


实践表明,无论履约线还是管理线,创建BIM模型是基础和基本需求,又各自有要求,不能各自为政、独立推进。BIM重心由模型创建并持续深化的管控领域向建筑信息管理方面转移,以信息或资料为纽带,是实现BIM精度线和管理线融合的良好途径。


模型创建过程中,关注并设定相关定制化参数,当不断深化完善的模型被最终批准应用时,从中提取所需资料,用于辅助管理;关注材料、设备等资源信息变化,对应形成相关参数变化(变更)依据,形成模型优化、深化的支撑,实现信息在管理和模型创建中的共享;建立(或引进)以信息或资料为纽带、涵盖建筑信息管理的项目管理信息系统,实现以工期为主线的模型创建(虚拟建造)管理和现场实际施工(项目)管理同步推进,让“一模双用”“一模多用”,避免模型创建与应用成为“两张皮”、避免模型创建精度需求与管理需求两条线各自为政,综合提高并发挥BIM应用效能。


天津周大福金融中心项目

BIM应用成果与启示


天津周大福金融中心项目BIM技术应用的成功实践,有如下启示:“三全”BIM应用,是从零起步到圆满履约并获得BIM竞赛大奖的关键路径;实施“全员零基础培训”“专业BIM技术支持”和“全面合同管理”,是推动“三全”BIM应用策略的有效措施;“以3D为基础”“从4D切入”“向5D拓展”是BIM技术应用从解决技术难题到提升管理水平,提高BIM应用综合能力的良好路径;拿BIM当工具、依BIM做决策、用BIM定标准,是工程技术人员在岗位工作中成功应用BIM技术的有效方法;“以信息为纽带”实现精度(履约)线、管理线“两线融合”,是在有限资源配置情况下实现“一模双用”“一模多用”,充分发挥BIM功效的最佳途径。(本文作者为中国建筑第八工程局有限公司邓明胜)