管相奎 北京弘高建筑裝飾設計工程有限公司,北京 100012
中國尊位于北京CBD核心區(qū)中心地帶的Z15地塊,是目前已知的北京最高建筑。因其設計構思源于中國古代禮器—“尊”的形象,外形上下自然放大,中部略有收分,呈雙曲線造型,故而得名。該項目總投資達240億元,總建筑面積43.7萬m2,其中地上35萬m2,地下8.7萬m2。建筑總高度528m,地上108層,地下7層(不含夾層),其中,首層大堂最高點與地面距離16.7m。整棟大樓的使用功能以辦公為主,頂區(qū)設有商務會所和城市觀光大廳。該項目將被打造成國際頂級總部辦公大樓,可以為近兩萬人提供高端辦公場所,是當今全球能抵御8度烈度地震的最高建筑。詳見圖1:基本概況圖。
圖1 基本概況圖
中國尊地上部分共分9個區(qū),自下而上為:Z0大堂區(qū)、Z1-Z7辦公區(qū)、Z8觀光和商務區(qū)。Z3、Z5、Z7區(qū)設有空中大堂,Z8區(qū)設觀光大廳;地下1個分區(qū)為:ZB。詳見圖2:中國尊豎向分區(qū)示意圖。
圖2 中國尊豎向分區(qū)示意圖
弘高裝飾懷著對華夏文明的尊重,承載著新時代的理想與激情,攜手中信和業(yè)、北建院、中建股份&中建三局等建設責任人,為中國尊的建造奉獻智慧,親歷中國尊的成長。弘高裝飾接觸中國尊項目始于2014年,歷時5年頭,從承擔該項目公共區(qū)域(包括首層大堂、空中大堂、地下大堂、空中觀光大堂和標準層核心筒精裝設計)裝飾裝修設計,到承擔10層“十字”核心筒(電梯廳、走廊、衛(wèi)生間等)測試樣板區(qū)施工和首層大堂裝飾裝修測試區(qū)(B)施工。對中國尊項目裝飾裝修最大的感觸就是:BIM技術對于裝飾裝修施工企業(yè)來說是一張入場券,沒有BIM技術,拿不到項目,也做不好這個項目。其中首層大堂裝飾裝修概況詳見圖3:首層大堂樣板測試區(qū)概況圖。
圖3 首層大堂樣板測試區(qū)概況圖
BIM在國內的應用尚屬嘗試階段?!爸袊稹表椖緽IM應用的目標是實現(xiàn)國內BIM技術的全流程應用,這是國內建設項目首次真正將BIM技術全流程應用的第一個超大型建筑項目,其示范效應不言而喻。通過調研和資料查詢,之前,國內建設項目應用BIM僅僅是某一階段在應用,即使是國內已完成的比較成功的案例也沒有一個項目真正意義上全過程應用BIM的。另外,梳理國內外各類可視化軟件,目前為止,沒有某一款軟件是針對裝飾裝修開發(fā)了相關功能,所以,裝飾裝修工程BIM應用需要多種軟件配合使用。事實上,建設項目各專業(yè)工程應用的BIM軟件也不同,但這些軟件都有一個共同的特點:協(xié)同,不僅在建模上協(xié)同,在信息匹配、工程管理上也體現(xiàn)了協(xié)同的特點。因此,裝飾裝修工程BIM應用應與業(yè)主、總承包單位已經(jīng)構建的項目協(xié)同系統(tǒng)平臺統(tǒng)一標準,裝飾裝修BIM應用方案應支持跨階段應用、與前期BIM應用結構形成統(tǒng)一、高效、穩(wěn)定的軟硬件平臺。所以,BIM軟件選擇是一項重點工作。
真正發(fā)揮BIM協(xié)同工作價值的最大難點在于各軟件間數(shù)據(jù)互用及各方之間的BIM成果交付標準。裝飾裝修單位(子單位)工程BIM應用模型有數(shù)十GB大小,因此,裝飾裝修施工BIM應用方案要滿足模型構建規(guī)模,BIM模型應能夠接受多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入輸出,具備三維輕量化顯示性能,方便施工圖設計階段的BIM建模、驗收和交付。由于現(xiàn)在國內BIM尚未建立系統(tǒng)的標準體系,因此,需要結合項目特點策劃裝飾裝修工程BIM應用內容,明確裝飾裝修階段施工BIM建模內容、交付標準與范圍、精細化程度等具體要求。
另外,“中國尊”項目裝飾裝修工程施工工藝和輔助措施的要求高,如首層大堂吊頂測試樣板采用單曲面、雙層3mm厚陽極氧化鋁板吊頂,其龍骨體系和面板組裝是吊頂工程的重要工序,其吊頂施工BIM必定會成為建模的重點內容;另外,吊頂內機電專業(yè)管線的布置、檢修通道位置和形式及其標高控制等均比較復雜,裝飾裝修龍骨體系與機電專業(yè)管線的碰撞檢查也會成為吊頂施工BIM模型的創(chuàng)建難點。
目前,建筑裝飾工程施工仍然處于粗放型管理和經(jīng)營階段,成本高、利潤低。BIM技術可以構建精細化管理協(xié)同平臺,使建筑裝飾裝修項目從粗放型管理模式向信息化、精細化管理模式轉型,改變傳統(tǒng)施工管理的錯、漏、碰、缺等通病帶來的施工缺陷和返工?!爸袊稹表椖垦b飾裝修BIM應用的價值主要體現(xiàn)在:優(yōu)化設計方案、減少施工圖中的錯漏、提高業(yè)主等相關方參與度并增進了解等方面。
基于BIM應用技術的裝飾裝修深化設計,能夠提供建筑裝飾裝修的實際工程信息,包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息,能夠實時生成裝飾裝修變化以后的模擬信息。Autodesk Revit Architecture軟件中創(chuàng)建BIM模型通過數(shù)據(jù)轉換導入輔助生態(tài)設計的模擬分析軟件(Autodesk Ecotect Analysis等),進行室內照明亮度、通風、噪音、室溫、全生命周期造價等分析,為業(yè)主提供更舒適的裝飾裝修設計方案。通過BIM模型信息管理協(xié)同平臺能更加有效、直接地與業(yè)主進行工程信息交流,并且在裝飾裝修材料材質的選擇上實現(xiàn)比選優(yōu)化,通過碰撞檢查,優(yōu)化設計方案。
建筑裝飾裝修BIM建模設計過程中,直接在三維模型中進行設計,通過BIM應用在構件之間形成互動和反饋。高精度BIM模型、高性能模擬施工現(xiàn)場(仿真)和平臺協(xié)同功能可以直觀、形象、準確地表現(xiàn)裝飾裝修設計和施工方案,及時發(fā)現(xiàn)設計錯誤,施工前解決掉這些問題。尤其在機電管線布置、標高優(yōu)化、裝飾裝修分層構造和飾面排版、收口處理方面優(yōu)勢明顯。
由于BIM虛擬可視,所見即所得。BIM技術憑借可視化功能,使不具備專業(yè)能力的人,也可以參與設計,參與施工,參與管理,能提高業(yè)主和相關方參與度,是有效增進業(yè)主和相關方理解力的手段,可以降低設計、施工過程的不確定性和統(tǒng)一所有團隊成員利益、期望的最有效方式,實現(xiàn)良好的關系營銷。同時,促進與其他項目參與方的協(xié)作,減少向設計單位索取信息的次數(shù)和需求,減少設計變更特別是邊設計邊施工的項目。
為便于BIM文件使用,裝飾裝修模型文件盡可能輕量化,要合理拆分建模分區(qū)?!爸袊稹痹诎凑障到y(tǒng)劃分模型的基礎上,各系統(tǒng)再進一步按照豎向空間區(qū)域拆分。共分為ZB(地下室部分)、Z0~Z8共10個區(qū)(詳見圖2:中國尊豎向分區(qū)示意圖),機電模型按分區(qū)和專業(yè)系統(tǒng)拆分,不進行核心筒拆分。同時,確定了模型定位、模型標高、構件命名規(guī)則、構件精度、過濾器設置規(guī)則和模型提供要求。
模型定位包括基點和方向兩個方面?!爸袊稹苯;c:統(tǒng)一約定以8軸線和E軸線交點,首層標高(F001)作為本項目基點(見圖4);方向:項目北和正北方向重合,因此項目北和正北不作調整。Revit模型鏈接采用“自動-原點到原點”的方式。
圖4 “中國尊”建?;c
模型標高采用建筑標高。構件命名規(guī)則是便于分類、檢索、方便使用和識別的6類信息編碼,包括構件命名:[Z15]_[公司簡稱]_[位置]_[分區(qū)]_[專業(yè)代碼]_[構件說明],例如:Z15_ZJZS_FL_Z01_D_吊頂_礦棉板副龍骨。在此基礎上,對模型文件命名也采用類似的6類信息編碼規(guī)則進行系統(tǒng)規(guī)劃。構件精度滿足施工需要,達到LOD300以上,達到構件的幾何尺寸、定位分格與實體一致,材質信息完整。在過濾器設置上,裝飾模型根據(jù)實際需要,按照墻面、地面、吊頂、門窗和細部等面層、基層的不同,設定便于查看的構件顏色。
由于“中國尊”為典型的超高層建筑,室內裝飾裝修復雜,因此,該項目裝飾裝修工程BIM模型,按層提供模型。每層模型包含三個Revit文件,分別是墻面、地面、吊頂。另外每層建立“瀏覽模型”文件夾,內包括Revit模型對應的三個NWC文件,以及一個綜合墻面、地面、吊頂?shù)腘WD文件。裝飾裝修中的門窗及細部做法根據(jù)建模習慣及模型附著關系放在墻面、地面、吊頂三類模型文件中。
“中國尊”首層大堂結構總高20米,吊頂完成面外幕墻處16.68米(相對高度),其核心筒轉角處為弧形,四角巨柱裝飾方案為雙曲面造型,室內吊頂與幕墻、與室外雙曲面弧形雨棚均為極為復雜的裝飾裝修部位,如果在具備CAD施工圖的前提下,采用傳統(tǒng)放線方式或九宮格放線去確定其完成面線,難度極大,施工操作不便。
根據(jù)裝飾裝修設計方案,在完成整體BIM建模的基礎上,對上述復雜裝飾部位模型進一步拆分,將各部分鏈接整合,這樣,雖然增加了建模工作量,但是有利于工程量的統(tǒng)計和未來各點的應用。比如“中國尊”巨柱裝飾模型構建的首層大堂巨柱BIM裝飾模型。這些復雜裝飾造型部位在裝飾裝修BIM建模完成后,可以直接生成剖面圖,能夠在任一點生成關聯(lián)標高,可以輔助施工現(xiàn)場在傳統(tǒng)施工工藝條件下實現(xiàn)異型造型定位放線。也可以直接在激光全站儀或放線機器人的輔助下將BIM三維坐標直接投放到既定空間點位,方便地實現(xiàn)復雜裝飾造型施工放線、定位放線,將傳統(tǒng)工藝條件下若干工日的放線工作量在幾個小時之內完成,其工效提高非常明顯。