BIM技术已成为勘察设计行业数字化转型升级、实现智能建造和智慧运维的重要基础。但由于受到BIM软件功能、设计人员BIM技能水平、项目管理方式等因素制约,设计企业实现系统性BIM技术应用一直是亟待解决的行业性难题。
先行先试,敢为人先。作为城市建设领域的佼佼者,上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司(下称上海市政院)联合深圳市建筑工务署工程设计管理中心(下称工务署),执BIM技术之笔,在基础设施建设项目中探索成体系的数字设计应用之道,以此为契机塑造核心竞争力、驱动高质量发展。
一、知易行难 “1+1+2+N”助项目破局
深圳湾超级总部基地片区市政交通基础设施项目为市政道路工程,是塘朗山-华侨城-深圳湾城市功能空间轴的核心区段之一,占地约1平方公里,主要包含二层连廊、西侧带状公园、地下空间开发、市政道路及管线、综合管廊、地下连通道、地下车行道路、供冷管网、雨水箱涵迁改等设计内容。
工程概况
项目在实施过程中面临诸多难点,例如:项目片区已出让地块陆续于2023-2027年竣工投入使用,基础设施建设急迫;周边存在规划预留管廊、在建地下滨海下沉改造段、六轨六站等工程,场地制约因素较多;包含九大工程子项,地上地下一体化建设,涉及专业众多,协同、标准化统筹管理难;对接企业多,交接界面复杂,沟通协调难度大;功能定位高、社会影响大,优质工程期望高等。
项目团队期望通过建立BIM+GIS底座,基于自研多专业协同、可视化汇报平台辅助沟通协调。同时,工务署要求运用BIM技术辅助设计,最终同步提交二维与BIM成果,在提升设计效率与质量的同时缩短设计周期,满足基础设施建设迫切的要求。
项目团队深入分析工程重难点,建立“1+1+2+N”数字化体系,即一套适用于市政与房建工程的标准、一套BIM模型、两个数字化平台、N个应用场景,在一模到底、一模多用的基础上实现BIM正向设计,以工程实施为切入点加速推进企业数字化转型。
二、一体化数字设计 促进BIM价值落地
(一)一套标准 规范化技术路线助项目实施
凡事预则立,不预则废。考虑本项目为当前工务署管理规模最大的市政交通基础设施类工程,项目团队参考署内房建BIM标准与市交通行业BIM标准,编写项目级BIM实施方案与交付标准,引导规范化实施推进,并制定模型分类与编码、构件几何精度、属性信息深度等交付要求,统一BIM技术应用水平,在设计过程中发挥了重要作用。
从方案、工可、初设到施工图阶段,设计团队遵循一模到底的理念,积极响应国家政策国产化号召,同时兼顾当前软件技术的发展水平,部分专业技术路线择优替换。
(二)一套BIM模型 国产BIM软件助设计效率倍增
经过多款软件平台能力的实测比选,项目团队选择数维道路和数维管线两款国产BIM设计软件作为项目设计工具,以此开启国产BIM正向设计模式探索,实现道路与管线的协同设计、模型出量辅助校核、模型出图、景观方案高效呈现、数字化交付等全流程实践。
本工程接驳地块较多,交叉口、出入口设计边界条件变更频繁,项目团队使用数维道路对道路、交叉口等进行参数化建模,不仅设计精度更高,在高效调整设计方案过程中更发挥了巨大作用。同时,使用数维道路开展交安设施设计工作,借助其丰富的构件库以及自动读取路面高程,实现点位一键布置,快捷高效。
工程周边地块建筑较为多元,公园景观要求较高,项目团队在模型设计完成后,基于广联达FalconV渲染引擎完成高逼真度渲染,实现设计方案高效呈现。
数维道路、数维管线设计软件方案建模速度较快,模型工程量与设计工程量误差在±5%以内,模型出图利用率为70%,建模即得交付信息,且打通生态圈交付格式壁垒。
通过本项目实施,为上海市政院培养出一批BIM复合型人才,也为未来类似项目的开展提供了人才储备。
(三)两个数字化平台 项目管理精细化把控
1.建管平台
上海市政院落实工务署国产化BIM设计协同管理平台应用要求,策划全生命周期的管理模式,定制开发建设管理平台,实现技术标准、构件库的统一实施,以及例会、协调会、设计资料、报批报建、模型等资料的定期更新,形成一套固定的协同管理机制。
同时,通过建管平台实时更新项目集成文件,辅助设计内部协调会展示专业综合问题,项目负责人可借此及时掌握各子项与BIM进度,实现项目的精细化管控。
建管平台驾驶舱
2.汇报平台
对外汇报展示设计方案时,主要采用上海市政院自主研发的可视化汇报平台VDBIM。
VDBIM可视化展示平台集成展示周边地块建筑、相交或接驳工程、倾斜摄影、物探管线、地质模型、设计模型等,通过多源异构数据集成实现三维可视化汇报,为方案决策提供充足的参考信息,依托设计方案的高效呈现,使业主全面了解不同方案的优缺点,实现精准决策。
VDBIM可视化平台
(四)N个应用场景 一模多用价值最大化
N个应用场景包括辅助方案比选、图纸复核、专业综合、净空分析及优化、人流疏散模拟、交通组织仿真分析、建筑指标统计分析、正向设计探索、工程量复核、模型出图、虚拟现实等,其中发挥较大价值的是专业综合、净空分析及优化、工程量复核等应用。
1.专业综合:该项目定位高,要求较短的设计周期内完成高质量设计工作。项目团队每周更新设计模型,协调各专业设计人员召开设计协调会议,通过BIM模型沟通设计错漏碰缺问题,批注模型作为图纸优化依据提资给设计人员,待修改意见落实在下版图纸后,再提资BIM专业,完成问题闭环复核工作,此流程模式解决了较多图纸问题。
2.净空分析及优化:地下空间开发子项为地下停车场,在项目前期完成的机电方案设计成果,主要给出机电管线平面排布位置。设计团队通过建立BIM模型并进行机电排布优化,发现建筑专业预留空间无法满足机电专业排管后,及时调整层高使其满足净空要求,通过BIM技术的精细化建模工作提前发现问题,优化设计方案。
3.工程量复核:地面道路使用数维道路BIM设计软件,各板块模型出量自动实现扣减关系,例如绿化带、人行道等板块,人工算量时不扣减路缘石,而软件出量时自动扣除该部分工程量,精确度较人工算量更准确,有效辅助报概算工作。
专业协调示意
三、正向设计成功实践 逐浪数字化未来可期
本项目BIM技术应用落地性较强,特别是基于国产软件的市政道路及管线工程BIM正向设计探索,不仅成功完成道路与管线子项整体流程的贯通,还最终培养出一批BIM复合型人才,实现传统二维设计与BIM正向设计齐头并进,从模型出量、出图、交付均作了较深的数字化探索。
本次正向设计试点工作主要为部分子项,未来,上海市政院还将重点推进全专业正向设计协同工作,使设计即所得,进一步提升设计质量与效率,在数字化浪潮中练就扎实的基本功,坚定不移推进BIM正向设计的应用,以新质生产力加速推进数字化转型与高质量发展。
(作者:深圳市建筑工务署工程设计管理中心 肖遇春 尚佳 张学斌/上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 王民 雷俊 刘炜)
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