新加坡环球影城主题公园BIM应用

2019-12-28     297

新加坡环球影城主题公园坐落于新加坡圣淘沙岛,是世界第4座环球影城,也是东南亚首个环球影城主题公园。新加坡环球影城包括未来水世界、失落世界、古埃及、科幻城、梦幻世界、纽约城、好莱坞、人工湖等8个主题区和一个8万平方米的地下设备间和停车场,共设有24个主题游乐项目,其中18个是美国环球影城公司专门为新加坡环球影城设计或修改的。另外该环球影城项目还包括21个餐饮和零售店,4.5万平方米的景观装饰、园林及道路等。整个项目共有36个主要单体,占地面积约25公顷,建筑面积约20万平方米。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

工程难点

新加坡环球影城项目结构复杂、设计新颖,技术先进,实施美国环球影城标准,对设计、施工的综合能力都要求极高。工程主要难点包括:

工期紧。需要在短短的18个月内完成整个项目的建造

技术要求高。该项目必须符合美国、英国、欧洲、新加坡、澳大利亚等多国或地区的建设标准,且钢结构需要根据中国国家标准进行重新设计

协调难度大。新加坡分包商单位的规模普遍较小,故而在新加坡环球影城项目中,各类分包商和供货商多达400余家,加重了项目部的协调工作

各类资源匮乏。新加坡是一个岛国,材料设备和分包等各类资源的供应都受到限制

设计采用平行委托模式。建筑、结构、机电、装修装饰、游乐设施、灯光特效、舞台表演等各专业由相互独立的设计咨询公司分别完成,导致各专业工程设计的界面复杂,冲突多

经验缺乏。开发商、设计院和各类承包商对环球影城的设计和施工的具体要求均不熟悉,没有现成的经验

施工时间限制。在第2阶段的施工时,新加坡环球影城的其他景点已开业迎客,对施工现场的HSE(即健康(health)、安全(safety)和环境(environment)三位一体管理体系)要求更加严格,对材料设备的进出场、存放等提出更高要求

交叉施工节点多。该项目的施工场地有限,建筑物的数量又多,各建筑之间相隔的距离很小,为在工期限定范围按时完成项目建设,各专业分包商之间存在大量交叉施工,对工程质量、人员安全管理提出更高挑战

新加坡环球影城主题公园BIM应用

以上工期紧、技术要求高、协调难度大等诸多困难和挑战的存在,严重阻碍了工程建设的顺利进行。对此,项目团队决定采用BIM技术来辅助施工管理工作,以确保该项目能够在紧张的工期要求下按时完成,并保证工程质量。

BIM应用实践

该项目中,在深化设计、现场施工及管理协调等环节全面应用BIM技术。根据当地设计院提供的图纸,用Revit软件建模,通过搭建共享平台,实现建筑、结构及机电三个专业独立、实时、共享、互不干扰又互相检查的协同建模作业,并结合Naviswork和Primavera6实现了基于建模过程及已建模型进行碰撞检查、工程量统计、施工进度模拟等进而指导与调整深化设计、现场施工及管理协调等各项工作。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

建筑专业建模

传统CAD绘图,对于同一个建筑构件,需要使用多张视图(平面图、立面图、剖面图、详图以及设计说明和各类图表)才能表达,需要对一个建筑构件对象绘制多次,效率较低。而且每张图纸都是离散的线条,彼此之间互不关联,各个视图之间错、漏、碰、缺在所难免,一旦有变更,多个视图都需要重新绘制。

在BIM软件平台下,可通过数字化技术建立虚拟模型来表示真实世界中对应的实际建筑物,所建立的模型本身涵盖了拟建建筑的空间关系、尺寸大小、构件布局等一系列相关信息,不需要设计人员进行重复性绘制。并且,当设计中发现错误或发生变更时,只需在软件中进行相关部位的修改即可,其他关联之处会自动更新内容,减少了修改的工作量和其他错误发生的可能性。此外,利用BIM软件中的相关命令,可以很容易得到软件中虚拟建筑的各种视图。

在该项目中,设计咨询公司并未提供BIM模型,因此,只能在二维平面信息的基础上,建立BIM模型,已有的二维平面信息主要包括电子版和打印版,比如对于电子版的信息(.dwg格式或图片格式),建模时可以将二维的电子版信息连结到Revit中,通过Revit软件中的命令,将二维平面信息绘制成3D模型。可见,利用BIM软件所构建的3D模型直观而形象地呈现了建筑的整体效果。

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结构专业建模

传统的结构专业设计主要采取二维CAD绘图的方式,设计人员在建筑设计基础上,根据总体设计方案及规范规定进行结构选型、梁柱布置等,分析计算并优化调整结构设计后,再深化节点及梁、板、柱的配筋等工作。在绘制图形时,结构构件的表达一般是通过点、线、面等几何元素实现的,且图形中不包含结构的用材用料等信息,需要另外统计。

BIM模型采用参数化的三维实体信息描述结构单元,以梁、柱等结构构件为基本对象,而不再是CAD中的点、线、面等几何元素。同时,通过数据技术模拟建筑结构的真实信息,不仅是几何形状的视觉信息,还包含了大量的物理信息、材料信息等非几何信息,方便从各角度、各方面查看建筑构件包括三维几何实体在内的各项信息。

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机电专业建模

二维CAD时期的机电专业建模主要是设计人员在建筑设计的基础上,根据总体设计方案及规范规定选取的技术指标和系统形式进行负荷计算,确定设备型号,并进行水、暖、电等各系统管线的单独绘制,然后将其连成完整的系统。二维的管线图纸不能很好地反映出管线间、管线与整体建筑间的空间关系及相互干扰、碰撞等问题。

利用BIM技术进行机电专业建模时,可以通过引用建筑专业初步设计完成的建筑模型进行预处理,隐藏不需要的对象,建立负荷空间计算单元,提取面积、体积等空间信息,并指定空间的功能和类型,计算设计负荷,选定机电类型。机电选型完成后在建筑模型的空间内根据机电系统的类别进行设备、管线、连接件布置,构建出不同机电系统的模型图,并将其进行组合,形成统一的机电系统。

该项目借助Revit MEP软件进行机电专业的建模。机电专业建模是按照机电系统的类别进行的,即待某一系统的机电管线及设备建完后,再进行下一系统的机电管线和设备的建模工作,直至所有机电管线和设备建设完毕。其中,机电管线的标高是机电模型建立的重点和难点。

机电管线与管线间的空间位置较为复杂,加之其与建筑、结构元素的融合,使得空间内各专业元素之间的位置关系更加错综繁杂,增加了错误和风险发生的可能性。但正是借助这种繁杂而真实的空间关系,可以实现Revit软件很具价值的一个操作——碰撞检查。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

碰撞检查及处理

在机电工程的设计与施工中,常会出现各系统间、各系统与建筑、结构专业之间出现冲突,导致大量的设计变更与现场返工。在引入BIM技术后,通过在虚拟的三维环境下进行碰撞检查,提前发现设计中的碰撞冲突,从而及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞,显著减少由此产生的变更,更可以大大提高施工现场的生产效率,降低由于施工协调造成的成本增加和工期延误。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

施工进度模拟及更新

该项目设计复杂,参建公司多,使得施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图,由于专业性强,可视化程度低,无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系,难以准确表达工程施工的动态变化过程。

该项目主要借助Revit,Naviswork,Primavera,Excel等软件,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+时间)模型中,进行施工进度计划的模拟,合理制定施工计划、精确掌握施工进度,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置,对整个工程的施工进度、资源进行统一管理和控制,以缩短工期、降低成本。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

工程量的统计

在该项目中,结合已建好的建筑信息模型,按照工程量清单计价的方式统计拟建项目的单项工程、单位工程、分部工程及分项工程的工程量。在工程量统计的基础上,结合投标报价和实践分包采购价,将施工过程中实际发生的成本与预算价进行对比分析,进行精细化检查和成本控制。

此外,在施工过程中,还将施工用水、电、机具、设备、临建等资源引入BIM中,以利于更加有效地进行现场物流组织与资源调配;将质量、安全等管理要素引入BIM中,以利于更精确地对质量安全进行控制;将人的因素引入BIM中,以利于更好地安排工序交叉搭接,充分利用人的资源,避免窝工,并且还模拟了紧急疏散或高峰期人员运输、就餐等情景。

新加坡环球影城主题公园BIM应用

新加坡环球影城项目中BIM的管理理念和管理模式,充分利用了现代先进的信息技术,在建筑施工项目管理上进行了尝试,为该项目带来了极大的价值,也为BIM技术在建筑施工项目管理中的应用提供了宝贵的经验。

(铁路BIM联盟文章,转发请注明出处)

内容参考

铁科院信息所.世界BIM信息参考.2019(4).

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