世博央企總部集聚區(qū)封頂 超大型“地下城市”BIM技術(shù)應(yīng)用

10月26日上午，世博園區(qū)B片區(qū)地塊內(nèi)的央企總部集聚區(qū)28棟大廈正式封頂。未來，這里地下將是全部貫通的超大型“地下城市”綜合體，地上則是低碳綠色的生態(tài)公共活動中心。

世博之后，園區(qū)土地如何利用，許多人都在關(guān)注。世博軸經(jīng)過綜合開發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)是一個大型商場。而世博園區(qū)B片區(qū)，位于“一軸四館”西側(cè)，這片18.72公頃的土地，已建造起28棟全新建筑，將成為央企總部商務(wù)集聚區(qū)，包括中國商飛、寶鋼、國家電網(wǎng)、華電、華能、中信、中建材、中國鋁業(yè)、中國黃金、招商、中化、中外運、國新等15家總部大樓。

世博央企總部集聚區(qū)地下空間開發(fā)，則被稱為距離黃浦江最近的“超級地下工程”，這里開挖邊界距離已建成的地鐵13號線僅10米，開挖深度則達到11至20米，最深處比地鐵車站還要深，最終把28棟大廈的地下空間相互連通，并通過聯(lián)絡(luò)通道與周邊地鐵車站、世博軸、世博展覽館、世博酒店及中國館等工程地下空間連成一片。

據(jù)了解到，施工方在施工過程中，通過應(yīng)用一系列新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備以及BIM技術(shù)，資源節(jié)約效果明顯。實際用電與計劃用電相比，節(jié)約了18.3%，柴油節(jié)約了將近10%，用水節(jié)約5%以上。

承擔(dān)施工總承包的上海建工集團負責(zé)人表示，今年年內(nèi)，28棟大廈將基本完成幕墻和設(shè)備安裝。（來源：東方網(wǎng)）

探討：超大型地下空間BIM技術(shù)應(yīng)用

1.引言

隨著城市化的推進，城市化地下空間呈現(xiàn)出大規(guī)模、綜合化、集群化的開發(fā)建設(shè)趨勢，如金茂大廈、正大廣場、環(huán)球金融中心、上?；疖嚹险镜冉ㄖ牡叵驴臻g面積均突破了5萬平米。地下空間設(shè)計和施工工藝復(fù)雜，涉及單位眾多，其建設(shè)過程歷來都是工程整體建設(shè)的重點和難點。

作為建筑行業(yè)的新型技術(shù)，BIM（BuildingInformationModeling）的理念和技術(shù)自2002年引入國內(nèi)，已有十幾年的時間，BIM技術(shù)的應(yīng)用也日臻成熟。面對建設(shè)項目的難點，尤其是地下空間的建設(shè)難點，BIM技術(shù)的價值在解決建設(shè)項目的各難點過程中得到充分體現(xiàn)。作為上海市的重點項目，世博央企總部基地項目擁有約45萬平米的超大型地下空間，嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)解決地下空間建設(shè)過程中的難題，爭取利用BIM技術(shù)對地下空間項目的應(yīng)用和研究有創(chuàng)新性突破。

2.世博央企總部基地地下空間BIM技術(shù)應(yīng)用點介紹

2.1世博央企總部基地地下空間的概況和特點

世博會地區(qū)會展及其商務(wù)區(qū)B片區(qū)東至周家渡路、博城路、世博館路，南至國展路，西至長青北路，北至世博大道。

世博央企總部基地為世博B片區(qū)地下空間總面積約45萬平米，其商業(yè)動線連通A、C兩個片區(qū)并且與地鐵13號線連接。同時通過垂直交通點，沿博城路向東與世博酒店的地下商業(yè)聯(lián)通，直達中國館，向西通過13號線連接C片區(qū)，實現(xiàn)世博園區(qū)地下人行動線東西貫通的核心戰(zhàn)略，形成上海市CBD中規(guī)模最大，最綜合高效的地下公共空間體系。

通過世博會地區(qū)會展及其商務(wù)區(qū)B片地區(qū)地下空間進行統(tǒng)一規(guī)劃、綜合開發(fā)、合理利用，依法管理；使世博會地區(qū)會展及其商務(wù)區(qū)B片地區(qū)地下空間的開發(fā)利用與上海市的社會、經(jīng)濟、環(huán)境保持協(xié)調(diào)發(fā)展，促進上海市城市發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。

世博會地區(qū)會展及其商務(wù)區(qū)B片區(qū)地下空間的開發(fā)管理必須貫徹“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一管理”，四統(tǒng)一的基本原則。

B片區(qū)央企總部基地地下空間建設(shè)的特點總結(jié)如下：

（一）B片區(qū)央企總部基地單體建筑物眾多，地下空間貫通統(tǒng)一建設(shè)，由于地上建筑不是統(tǒng)一設(shè)計將對片區(qū)整體協(xié)調(diào)保證建筑間及專業(yè)間接口，處理復(fù)雜空間關(guān)系，以及合理功能布局等帶來巨大挑戰(zhàn)。

（二）地下公共空間項目由世博發(fā)展集團統(tǒng)一建設(shè)，但是由多家業(yè)主公共投資和分攤，如何建立合理、科學(xué)、及時的投資控制和工程量計算及成本分擔(dān)方案也是本項目面臨的一大難題。

2.2本項目地下空間實施BIM技術(shù)的應(yīng)用點介紹

（1）可視化設(shè)計

基于三維模型的特性，設(shè)計者不僅是在平面視圖中工作，也可以通過實時查看三維模型，在虛擬建筑空間中檢查體驗各項設(shè)計性能參數(shù)，對設(shè)計結(jié)果不斷修正。這樣，以往繁雜的管線綜合排布工作顯得異常簡單，設(shè)計者可以從任意角度直觀地查看三維模型，檢查所有管線的空間排布情況。為了達到更加精確的要求，設(shè)計者還可以通過在RevitMEP的模型中任意位置設(shè)置任意數(shù)量的剖面，軟件則自動生成剖面圖，且其中的模型依然攜帶著自身規(guī)格、標高、材質(zhì)等所有既有信息。

特別是在進行機電綜合圖設(shè)計時，采用平、剖、3D視圖同時開啟繪制時，既可以做到形象、直觀、精確，也可以將設(shè)計者從對設(shè)計空間的構(gòu)想、手工繪制剖面圖的繁重任務(wù)中解放出來，同時將二維圖紙在不同的參與方（設(shè)計師、工程師、施工人員）的理解中存在的信息損失降到最小，不同的項目參與者可以直觀地讀取設(shè)計者的意圖，極大地提高了工作效率。

BIM的出現(xiàn)使得設(shè)計師不僅擁有了三維可視化的設(shè)計工具，所見即所得，更重要的是通過工具的提升，使設(shè)計師之間的溝通協(xié)調(diào)更加方便，同時也使業(yè)主及最終用戶真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制。

（2）工程量統(tǒng)計

BIM技術(shù)在造價管理中的發(fā)展目標不僅僅是個人的高效率工具，而且是企業(yè)進行成本管理的現(xiàn)代化方式。以BIM技術(shù)作為基礎(chǔ)，可以將各造價人員所掌握的造價信息匯集到BIM數(shù)據(jù)庫，通過BIM多維計算處理，對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、拆分、對比，最后在企業(yè)內(nèi)部作為一個數(shù)據(jù)平臺而共享，大大提高各部門的工作效率，同時還可以根據(jù)不同級別，設(shè)定不同的數(shù)據(jù)查閱權(quán)限，不僅能夠滿足不同崗位、不同部門人員從中調(diào)用信息，而且有利于對關(guān)乎企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展的核心數(shù)據(jù)進行保密。

利用BIM模型得到的數(shù)據(jù)還可以與企業(yè)內(nèi)部的erp系統(tǒng)相結(jié)合，直接將項目BIM數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)中，使ERP數(shù)據(jù)的可靠性和獲取的便捷性得到極大改善，避免了人工錄入項目數(shù)據(jù)的低效率和差錯率等問題，真正形成施工企業(yè)資源管理與項目管理一體化的格局，這對降低企業(yè)運營成本及項目成本亦具有深遠意義。

（3）管線綜合

BIM最直觀的特點在于三維可視化，利用BIM的三維技術(shù)在前期可以進行碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案，進行施工交底、施工模擬。

應(yīng)用BIM技術(shù)可以進行三維空間管線的模擬碰撞檢查，這不但可在設(shè)計階段徹底消除硬碰撞，而且能優(yōu)化凈空和管線排布方案，減少由設(shè)備管線碰撞等引起的拆裝、返工和浪費，避免了采用傳統(tǒng)二維設(shè)計圖進行會審時人為的失誤和低效率。

（4）虛擬施工，有效協(xié)同

三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協(xié)同，施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場視頻監(jiān)測，大大減少建筑質(zhì)量問題、安全問題，減少返工和整改。

（5）逃生應(yīng)急模擬

逃生模擬主要是解決大型建筑物內(nèi)人群的疏散情況，通過建立建筑物BIM模型，將模型導(dǎo)入專業(yè)的逃生分析軟件中，并通過對各類不同人群逃生能力進行設(shè)置，模擬整個建筑物在緊急情況下的人流疏散情況，也可以模擬各種預(yù)先設(shè)置的疏散方案，通過模擬結(jié)果優(yōu)化疏散方案，最后得到最佳疏散方案。

在超大型地下空間項目中，逃生模擬顯得尤為重要，在災(zāi)害發(fā)生前，模擬災(zāi)害發(fā)生的過程，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定避免災(zāi)害發(fā)生的措施，以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案，對于地下空間整體安全性的提升有很大的價值。

2.3本項目BIM工作的情況和進展

（1）課題申請情況介紹

圍繞BIM的運用，本項目申請了一項課題—《上海世博央企總部基地大型建筑群體數(shù)字化協(xié)同管理關(guān)鍵技術(shù)研究》，分為五個子課題，分別為：《上海世博央企總部基地大型項目群體基于BIM的數(shù)字化協(xié)同管理平臺研究》、《超大項目群多元設(shè)計的協(xié)調(diào)體系研究與應(yīng)用》、《超大項目群多元施工的協(xié)調(diào)體系研究與應(yīng)用》、《超大項目群多元施工監(jiān)督管理的研究與應(yīng)用》和《基于BIM的超大項目群建設(shè)方案優(yōu)化工作機制研究》。

目前以世博發(fā)展集團為主成立了針對BIM課題的研究小組，該研究小組已經(jīng)按照制定的計劃開始研究工作，雖然該課題的截止時間為2015年底，但是不斷有中間研究成果發(fā)表。本項目要求課題與項目實踐緊密結(jié)合，同時輔助攻克項目實踐過程中的難題。項目實踐與課題相輔相成，共同推進BIM技術(shù)的應(yīng)用。

（2）BIM工作模式

為保證地下整體空間、地下與地上空間組合的整體性和統(tǒng)一性不僅是后世博項目統(tǒng)一把控、整體規(guī)劃的需求，還是充分發(fā)揮區(qū)域功能的需要。

同時為有助于對地下、地上多參與方進行BIM的總體協(xié)調(diào)和管理，建立統(tǒng)一的協(xié)同管理組織機制。

3.分析本項目地下空間實施難點及BIM解決方案

本項目地下空間實施過程中遇到了諸多難題和諸多施工工藝難點，嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)輔助解決項目中實際遇到的這些困難。但是宣傳應(yīng)用BIM解決困難的過程也并非易事，盡管如此，世博央企指揮部仍堅持大力推進BIM技術(shù)在地下空間的應(yīng)用。

本項目地下空間涉及的業(yè)主有十幾家之多，地下空間的管線穿行動線各家業(yè)主有諸多爭議，地下空間的涉及多家公共連續(xù)墻和支撐圍護結(jié)構(gòu)，其分攤的規(guī)則也是一項難題，各管線由地下規(guī)劃路穿行過程中凈高和空間也有諸多問題，地下空間原則和部分業(yè)主對于BIM技術(shù)的價值未深入了解，為此世博央企指揮部組織多次針對各家央企的培訓(xùn)，形成地下空間整體BIM模型，為BIM的應(yīng)用作鋪墊。

3.1地下空間多區(qū)域多參與方BIM質(zhì)量控制和整合的難度及解決方案

本項目地下空間涉及多家BIM設(shè)計方，如何將所有設(shè)計方建立的模型最終整合起來，形成總體地下模型成為難題，為此本項目聘請專門的BIM咨詢顧問團隊審核模型，并整合模型，控制地下空間整體模型的質(zhì)量。

從工作流程的角度，BIM支撐團隊作為各個模型質(zhì)量把關(guān)的后期環(huán)節(jié)，有利于整合并管理所有參與方的模型。

3.2管線綜合難度及解決方案

世博央企總部基地地下空間的所有管線從能源中心引入到28棟單體，給排水、暖通、弱電、強電及消防等各專業(yè)管線走向、凈高以及是否影響地下空間的功能應(yīng)用，在二維圖紙幾乎無法表達出來。在二維圖紙狀態(tài)下，管線綜合的協(xié)調(diào)會很容易陷入問題無法解決的僵局。

在開展多次管線協(xié)調(diào)會后，世博央企指揮部決定在BIM模型的基礎(chǔ)上進行討論管線綜合，利用BIM技術(shù)輔助解決管線綜合的各種問題。

3.3多參與方協(xié)調(diào)難度及解決方案

項目作為群體項目，參與方眾多，僅設(shè)計單位就達十幾家之多。28棟單體地下空間和規(guī)劃道路地下空間涉及的參與方眾多。在建設(shè)期間，難免要協(xié)調(diào)不同單體地下空間的管線、凈高、人防區(qū)設(shè)置、防火分區(qū)設(shè)置，公共區(qū)域與單體地下空間之間的協(xié)調(diào)等，尤其從能源中心引出的各專業(yè)總干管的管線布置方案是否滿足各業(yè)主需求，這些問題需要不斷與各方業(yè)主和設(shè)計單位進行協(xié)調(diào)。

然而，這些問題二維圖紙上較抽象，參與協(xié)調(diào)的業(yè)主對圖紙的專業(yè)問題不太明晰，協(xié)調(diào)和交流的過程困難較多。然而，基于BIM的三維可視化的功能，利用三維模型的協(xié)調(diào)更加方便和具體，很大程度上提升溝通協(xié)調(diào)的效率和效果。

3.4投資分攤難點分析與解決方案

世博央企總部基地項目地下空間連成一體，各項目間存在諸多的搭接部分和公共區(qū)域，尤其是地下連續(xù)墻與支撐圍護公共部分，該部分的投資分攤的原則和規(guī)則需滿足各家業(yè)主的要求。為此，投資監(jiān)理提出了項目實施的難點。

BIM設(shè)計方了解投資監(jiān)理的需求后，以搭建的BIM模型為基礎(chǔ)，利用BIM工程量統(tǒng)計的應(yīng)用方法，并結(jié)合項目的實際情況設(shè)定項目參數(shù)，并添加到模型中，輔助項目投資監(jiān)理論證投資分攤的原則和方法。

3.5地下空間施工工藝難點及解決方案

本項目涉及超大型基坑施工過程，施工過程中遇到諸多施工工藝難點，如地下通道的施工影響原有的地下共同溝，如何采取合適的施工工藝保證施工的安全性成為難題。為解決此類難題，作為BIM工作的總協(xié)調(diào)方，組織設(shè)計單位、施工單位以及各BIM分包，討論設(shè)計和施工方案，BIM設(shè)計方建立靜態(tài)模型后，BIM施工方基于靜態(tài)模型和施工方案進行動態(tài)演示，形成相應(yīng)的視頻和報表文件，供各方進一步討論。

3.6其他應(yīng)用點

以上是根據(jù)項目地下空間實施BIM過程中遇到的困難和實施BIM的應(yīng)用點，然而本項目地下空間實施BIM工作時，并非僅限于以上幾點，在工作開展過程中，一直在探索和研究BIM技術(shù)的應(yīng)用點，以便輔助解決項目的難題，如基于模型的災(zāi)害逃生模擬、工程量統(tǒng)計、設(shè)計優(yōu)化、輔助施工等也在進行中。

4.總結(jié)與展望

目前為止，根據(jù)本項目地下公共空間實施情況，已完成《BIM技術(shù)應(yīng)用指南》初稿，作為指導(dǎo)BIM工作開展的基礎(chǔ)規(guī)范，隨著項目的進展將不斷更新和完善。

在推進央企總部基地地下空間BIM工作過程中，必須不斷克服項目的難點和各方的壓力，極力推進BIM工作的順利進行。本項目計劃擴展BIM應(yīng)用的深度和廣度，地下空間BIM工作將作為重點試點項目，BIM應(yīng)用的范圍包括項目全生命周期，BIM模型將在設(shè)計、施工和運維階段進行傳遞，并在不同階段進行多方面的應(yīng)用。

地下空間選擇應(yīng)用BIM技術(shù)是解決地下空間建設(shè)過程中難點的有效輔助手段，項目的建設(shè)應(yīng)與BIM技術(shù)完全融合，這樣既有效解決項目難點又能更深入體現(xiàn)BIM技術(shù)的價值和優(yōu)勢。

本文通過介紹世博央企總部基地地下空間應(yīng)用BIM的情況，希望能和業(yè)內(nèi)專家學(xué)者共同探討，推動BIM在本項目甚至國內(nèi)的應(yīng)用向更廣闊、更深入、更有價值的方向發(fā)展。（資料來源于網(wǎng)絡(luò)，如若侵權(quán)，請及時聯(lián)系我們，我們會在第一時間予以處理）