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BIM應(yīng)用于地下空間開發(fā)

龍騰造價 l 2017-06-09 09:20:12

地下空間工程是指在地面以下的巖體或土層中修建地下建(構(gòu))筑物的工程,包括交通運輸工程、工業(yè)與民用工程、市政工程及地下綜合體,在解決土地緊張、交通擁堵、能源浪費、環(huán)境污染等問題中發(fā)揮了重要作用,是我國城市建設(shè)和改造的重要部分。 

縱觀漫長的歷史,人類從來沒忽視過地下空間的開發(fā)價值,盡管不同歷史階段的文明各有特點,但在爭取生存的過程中,人們都不同程度地利用著地下空間。從原始“穴居”到突尼斯瑪特瑪塔的“地下村莊”,從中國西北下沉式“窯洞”到現(xiàn)在的“地下都市”,地下空間利用的深度及廣度不斷得到深化和發(fā)展。 

隨著城市化進程加快,我國地下空間工程建設(shè)發(fā)展迅速,改善了城市交通環(huán)境,節(jié)約了土地資源。但由于地下工程多屬隱蔽工程,項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工等存在諸多問題。缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的規(guī)劃;協(xié)同設(shè)計體系與技術(shù)規(guī)范不完善;施工信息管理手段落后;運營維護難度大。 

如今,BIM技術(shù)已在我國地面建筑許多項目中得到了成功應(yīng)用;在城市地下空間開發(fā)中,BIM技術(shù)的案例多集中在城市地下交通。要充分開發(fā)利用地下空間,需通過BIM技術(shù)實現(xiàn)信息建模,并應(yīng)用到地下空間工程的各個階段。

前期規(guī)劃階段

BIM應(yīng)用于地下空間規(guī)劃,旨在建立一個信息模型。該模型能反映擬建工程的地下空間環(huán)境,包括地下空間資源數(shù)量、周邊已有地下建筑物以及地下管網(wǎng)系統(tǒng)布局。在此基礎(chǔ)上,分析擬建工程與已有工程的相互關(guān)系,利用BIM系列軟件強大的建模、渲染和動畫技術(shù)進行多方案3D模型的預(yù)演,合理選擇擬建地下工程的空間布局、結(jié)構(gòu)形式,并構(gòu)建資源系統(tǒng)、市政系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)的城市地下空間規(guī)劃指標體系,從而使地下空間總體規(guī)劃定性控制定量化,定量控制具體化,定位控制準確,增強總體規(guī)劃的科學(xué)性、合理性和可行性。


設(shè)計階段

地下空間工程設(shè)計主要包括總平面設(shè)計、建筑細部設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和機電系統(tǒng)設(shè)計等。設(shè)計決定地下空間工程建成后的工程實體能否發(fā)揮其設(shè)計功能。利用BIM技術(shù),進行合理設(shè)計,預(yù)留維修空間,合理布置地下管線,便于后期的順利施工和運營維護。三維建模是BIM技術(shù)與地下空間工程設(shè)計有效結(jié)合的前提。整合參數(shù)化設(shè)計等BIM技術(shù)優(yōu)勢,制定全面并具有可實施性的應(yīng)用流程,構(gòu)建全生命周期的BIM設(shè)計平臺,在BIM三維環(huán)境中進行設(shè)計、分析與優(yōu)化。

各專業(yè)、各流程軟件數(shù)據(jù)交互,保證設(shè)計數(shù)據(jù)能夠通過模型正確共享。每個設(shè)計對象都有各自的設(shè)計變量,不同設(shè)計變量之間的關(guān)系構(gòu)成約束?;谶@些約束,應(yīng)用沖突檢測工具檢測模型中存在的沖突,快速地發(fā)現(xiàn)BIM模型中個專業(yè)內(nèi)部及各專業(yè)之間存在的空間碰撞,并形成碰撞報告。對模型進行同步修改,減少設(shè)計人員的重復(fù)勞動和錯誤率。 

另外,運用Cloud-BIM技術(shù),將BIM所需的軟件、存儲能力、運算能力分布于云端,在云端實現(xiàn)模型的創(chuàng)建、展示、碰撞檢測等功能?;诘叵驴臻g工程協(xié)同設(shè)計的需要,構(gòu)建協(xié)同設(shè)計平臺架構(gòu),使用云端上的數(shù)據(jù)及軟件進行協(xié)同設(shè)計與分析。充分利用BIM模型信息,避免重復(fù)建模,實現(xiàn)高效設(shè)計。

 

施工階段

在地下空間工程施工中,施工信息化在工程進度、物料追蹤、可視化管理等方面的優(yōu)勢凸顯。按照IFC標準定義地下建筑構(gòu)件、組織地下空間結(jié)構(gòu),提供3D建模。創(chuàng)建、編輯材料、進度、成本、質(zhì)量和安全等施工屬性,并與3D模型相關(guān)聯(lián)。將包含工程屬性的施工BIM模型導(dǎo)出為IFC文件,供BIM施工管理系統(tǒng)使用。

 

施工進度動態(tài)模擬
    BIM技術(shù)的4D(3D+Time)模擬建造過程能實現(xiàn)對施工進度的查詢和調(diào)整、監(jiān)控。將施工過程中的材料、勞動力和成本等信息輸入BIM施工模型中,進行施工進度模擬,對比實際進度和計劃進度,分析進度偏差,結(jié)合現(xiàn)場情況對施工計劃進行實時調(diào)整。

 


      物料追蹤管理
     通過BIM技術(shù)的4D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫,及時獲得施工過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為制定采購計劃、限額領(lǐng)料等提供快速、準確的數(shù)據(jù)支撐。借鑒物流行業(yè)的成熟經(jīng)驗,利用RFID技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng),結(jié)合BIM模型多維數(shù)據(jù)庫中建筑物、構(gòu)件和設(shè)備的所有信息,實現(xiàn)對物料跟蹤管理。

 

可視化管理
   將施工各階段、各專業(yè)的信息集成到Autodesk Navisworks Manage施工可視化分析平臺,利用BIM可視化技術(shù)進行工程施工進度動態(tài)展示;生成施工過程中動態(tài)的資源需求量及消耗量報告,分析各階段的資源分配情況;結(jié)合結(jié)構(gòu)分解編碼與BIM模型,得到成本動態(tài)模型,繪制成本動態(tài)"直方圖",監(jiān)控支出情況;利用3D模型進行施工場地動態(tài)布置,賦予各施工設(shè)施4D屬性信息?;谝陨霞夹g(shù),實現(xiàn)對施工過程的進度、資源、成本和場地管理。


運營維護階段

集成設(shè)備的基本信息、合同信息、成本信息和運行維護管理信息,使用Architecture軟件建立BIM設(shè)備模型,通過Autodesk Revit軟件的開放數(shù)據(jù)庫互連,形成一個包含BIM模型中設(shè)備信息的初始運維管理數(shù)據(jù)庫。結(jié)合BIM模型和設(shè)備運維數(shù)據(jù)庫建立一個基于BIM的設(shè)備運行維護管理模型,實現(xiàn)對地下工程設(shè)備運行維護階段的可視化管理。地下空間多是人員集中的場所,要合理安排突發(fā)狀況下的人員疏散,結(jié)合BIM模型的子系統(tǒng)對突發(fā)狀況的預(yù)警和人員的疏散提供信息。

 

系統(tǒng)分析
系統(tǒng)分析就是按照業(yè)主需求和設(shè)計規(guī)定,衡量地下工程性能,對機械操作、能耗分析、人流分析、照明分析、內(nèi)外部氣流模擬等工程項目性能進行評估。將系統(tǒng)分析軟件結(jié)合到BIM模型中,采用同一模型和系統(tǒng)參數(shù),通過分析模擬對系統(tǒng)參數(shù)進行相應(yīng)的確定或修改,甚至制定系統(tǒng)改造計劃,從而提高地下工程項目的性能。。


災(zāi)害應(yīng)急模擬

結(jié)合災(zāi)害分析模擬軟件和BIM技術(shù),模擬災(zāi)害發(fā)生的過程,分析災(zāi)害發(fā)生的原因,幫助制定災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。災(zāi)害發(fā)生時,利用BIM設(shè)備運行維護模型,能清晰地展現(xiàn)出緊急狀況點的位置,設(shè)計最合理路線,及時疏散人群,幫助救援人員做出最準確的應(yīng)急措施,提高應(yīng)急能力。