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全球最佳摩天大楼之信息化探秘

时间:2014-07-07 14:29:29 作者: 来源:

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【能源世界导读】:人们常用“罗马是怎样建成的”来想象建成伟大城邦的复杂和艰辛过程,也因此,“全球最佳摩天大楼”是如何通过科学严密的管理建成的,就成了值得仔细研究的经验。依靠当今日趋成熟的国际化交流平台,以及BIM先驱者标准院的技术经验引进,更多的专业人士可以透过了解BIM技术在号称“全球最佳摩天大楼”的悉尼“布莱街一号”项目上的应用,来领略信息化如何为6星级大楼增添魅力。

拿奖拿到手软的全球明星项目

悉尼“布莱街一号”是获得了澳大利亚最高级绿色评价6星级(相当于美国LEED绿色评估标准的白金级)的商业建筑。该建筑共28层,建筑面积42000平方米,属于国家甲级写字楼。布莱街一号工程是澳大利亚乃至全球的明星项目,所获奖项包括澳大利亚最佳高楼奖、城市设计奖、可持续建筑奖、新南威尔市最佳建筑奖等,并且被美国高层建筑与城市住宅委员会(CTBUH)誉为“全球最佳摩天大楼”。

作为全球绿色建筑典范,布莱街一号40%采用可再生混凝土,90%以上的钢筋中含有一半以上的可再生材料。同时使用可再生的木材,以及太阳能冷却系统、黑水处理系统、雨水收集和废水收集处理系统等等。该项目设计采用独特的自然通风的中庭结构,与外表皮的双层幕墙系统相结合,既提升了建筑的美学要求,又降低了大楼的能耗影响。

“BIM在整个项目中,尤其在可持续发展、协调合作和设施管理三大方面发挥作用,使得这个拥有庞杂的系统和设施,以及超高的节能环保标准的超级大楼得以实现”。悉尼Architectus事务所首席信息化模型管理主席Rodd Perey在中国建筑标准设计研究院与buildingSMART理事会中国分部联合主办的第三届BIM中国论坛上说到。

第三届BIM中国论坛带来全球最佳摩天大楼的实践分享

“BIM一定是国际化的,无论是国际化的全产业链协同,还是基于全球大数据的信息共享”。buildingSMART国际总部主席Patrick MacLeamy先生在今年5月召开的buildingSMART国际理事会年度大会上说到。这是buildingSMART(目前世界上最大的中立化BIM技术推动者,由世界许多国家和地区的分部组成,)创建以来,首次在中国召开的各分部就全年事务进行表决和决策的重要会议。来自全球各个分部的30多名执委会成员,同时也是各国的BIM顶级专家均列席参加。他们还参加了同期在京举办的BIM中国论坛。

“BIM扎根于全球,并且能联通世界。本次论坛的主题就是全球信息化助力中国地产实践”,中国建筑标准设计研究院BIM建筑设计研究所所长、buildingSMART中国分部秘书长魏来在承办两大会议的过程中感受颇深。“布莱街一号是一个非常典型的BIM应用项目。我们曾经组织去现场观摩,对项目从设计到施工到管理过程进行全面考察。这是一个应用非常深刻的代表性项目,整个实践体系非常健全。所以借由中国BIM论坛这个机会,我们邀请 Rodd Perey亲自把全球最佳摩天大楼项目背后的BIM实践经验介绍给全国的行业精英与兴趣人士。”

中国建筑标准设计研究院BIM建筑设计研究所所长、buildingSMART中国分部秘书长魏来

全过程+全参与方,布莱街一号的全BIM实践之路

布莱街一号项目是一个由始至终贯彻BIM技术思路的典型应用实例。项目的实施构想其实是源于对信息化工程实践和管理的探索,既没有精通BIM应用的天才头脑,也没有特殊的软硬件配置。Architectus建筑事务所作为项目的BIM经理单位,从BIM所需要解决的传统工作模式问题和矛盾出发,对BIM发展的理解分成四个阶段:资源信息方面,从传统的二维设计,到三维建模,再到协同工作,最后到资源整合;工作模式方面,BIM技术将整个建筑行业从各专业分散独立的分工引向协同合作,高度整合的方向发展,如图1所示。

图1 “布莱街一号”项目BIM管理对BIM技术发展模式的理解

此外,这个项目本质上也是BIM技术在全生命周期中的应用价值的体现和证明。布莱街一号从策划设计,到可持续性分析,到施工建设,再到物业管理,全部环节涉及的参与方都坚持采用BIM技术,与传统工程模式区分开来。

建立在BIM上的最佳设计方案

在设计开发阶段,建筑、结构、水暖电三个专业的模型就被整合在一起。通过对整合模型和信息的模拟分析,能够尽早开展一系列的评估和鉴定,以支持和优化设计阶段的决策,如图2所示。

图2“布莱街一号”项目的设计全专业BIM应用体系

例如,在建筑专业设计中,双层玻璃幕墙是布莱街一号的重点,因为它不仅为大楼的使用者提供从悉尼核心商务区观赏悉尼特色景观的最佳渠道,而且结合多种被动式节能技术和温度、亮度、湿度传感设备对整个绿色建筑的能源利用产生全自动反馈调节。

该幕墙系统中采用独特的百叶窗设计,随阳光角度自动调节,既充分利用太阳能,又不影响观景效果。基于全BIM模型,日照、遮阳、通风和能耗专业分析软件可以获取精确的计算结果,以便优化每个细节的设计。最终,整个幕墙系统遮阳系数达0.15,相当于标准幕墙系统中最佳方案的2倍。在结构专业设计中,对BIM模型中复杂和不对称的困难部分进行有限元分析能够识别出关键部位供设计师反复检查,直到得出最终优化的结果。

为了寻求满足以上众多复杂功能的最佳设计,基于BIM模型和数据的模拟分析起着十分关键的作用。该项目中,对BIM模型进行的分析还包括热传递效应、光照和反射、气流路径、观景效果等等。信息化技术和手段帮助设计师精确分析每个方案产生的影响和效果,评估最优的绿色措施,才使得项目获得澳大利亚最高的6星级绿色建筑评级。

施工管理对象巨大,BIM提供了共同的工作语言

施工阶段,包括总承包商、分包商、供货商、咨询方等在内的所有参与方至上而下全部采用BIM模式工作和协同。项目施工环节的管理对象如此巨大,BIM技术中的协同方式便更能显出重要性。

首先,基于BIM应用的实施和管理计划,在对一些还不熟悉BIM的技术人员培训中起到了重要作用。对项目需求的定义,标准,协议,项目相关指导文件的制定计划等等也随之确定。这些工作为团队指出了工作目标,由此确立需要处理的任务和解决的难题。

其次,施工过程中难免出现各种碰撞,这些碰撞既包括建筑模型本身各部分的不协调,也包括各参与方之间就同一工作对象的不同理解。通过有效的BIM协同工作平台,所有参与方都能看到建筑进展的最新情况,所有人都在同一频道上。定期发布的总结报告也会及时送到各方代表手中,为下一次的协调工作会做充足的准备。这种协同模式让项目组的所有成员达成共识,形成定期开会的习惯。再次,所有的协同成果都以电子或纸质形式记录在案。各阶段协调会议的内容和结论也完整地保存下来。以后如果出现分歧或诉讼,这些被所有参与方共享的历史记录将有利于最公正客观的判决。

与许多其他BIM工程案例不同,布莱街一号的BIM实践并未随着工程竣工而终止。从策划到设计到施工,布莱街一号工程项目的信息和数据逐渐丰富,并高度整合于BIM模型之中。开发商意识到,这些全面的建筑工程信息不仅是对工程项目的完整记录,更是大楼运营和维护可依据的最可靠资料。因此,项目团队在交付最终成果之时,还将所有的内部信息建立起一个综合数据库。业主和物业管理方能够轻松调用数据库里的信息,并与其他管理信息协调,从而提高运维效率,更进一步实现BIM技术的全生命周期应用价值。

32个学科模型,助全部参与方提高效率和质量

布莱街一号的业主竭力支持应用BIM技术,并全身心致力于运用BIM技术实施和管理整个工程。因此整个工程项目的BIM应用不但彻底,而且全面。从最早期的概念设计到初步设计、可持续性分析,建筑优化,再到之后的施工,以及建筑的运营和维护环节的全部参与方都使用了BIM技术。仅就工程的BIM模型而言,就整合了总共32家单位的数据和信息。整个项目团队都基于BIM协作的思路开发自身的工作模式,所有的总承包商、分包商、咨询顾问也都使用BIM。

布莱街一号由于地处悉尼市寸土寸金的核心商业区,因此开发商对项目提出了许多十分严格的要求。借助于BIM技术及其他现代建筑信息化手段,工程于2011年顺利竣工,最终的模型和信息能够很方便地为客户服务。经过这个项目的全BIM实践,各个工程参与方都对BIM技术的应用表示出高度评价。施工总承包单位Grocon建筑公司总结道:“布莱街一号摩大楼BIM项目“综合了30多个学科的模型”,“大幅度减少了现场冲突,提高了施工质量,改进了产品供应,大大节约协调工作所耗费时间”。项目的开发商Dexus集团直言:“BIM让我们降低了浪费、减少了时间,提高了质量”。

谋求信息化未来,标准院力推全球协同战略

“我们现在一些开发商,把某个单一环节的应用叫做BIM,比如一种创新的设计工具,但这并不是真正的BIM。像布莱街1号这样全过程和全参与方的项目,才发挥了BIM的价值”,提及目前对BIM应用的理解误区,魏来表示。全过程的BIM应用不仅可以提高效率、降低成本,还可以达到:1、资金使用效果和可控性更高;2、整个工程的质量更高;3、管理上精细程度更高。“从远期利益来看, BIM技术对企业的技术创新、管理创新与企业转型发展也具有深远影响”。

目前,中国的BIM技术应用外部环境正在逐渐成熟,标准院一直在为开发商信息化转型做后盾支持。美国、英国、澳大利亚等国家,应用较早,体系相对比较成熟,基本都有一半以上的应用。对成功经验的借鉴可以帮助中国房地产企业更快地度过信息化转型。

首先是解决全行业通用语言问题,也就是标准编制。目前BIM行业两本重要的国家标准《建筑工程设计信息模型交付标准》和《建筑工程设计信息模型分类和编码》正在编制中,标准院作为主编单位,预计今年下半年就可以完成。“完善标准迫在眉睫,”魏来介绍。编制好上述两本标准是标准院承担的重要社会职责,也是标准院推动在BIM技术中国化的重要举措,为此极为慎重。从成立编制组至今,历时一年半,组织几十家参编单位进行了多轮探讨。“第一,希望标准具备前瞻性,引领行业发展;第二,标准不能脱离目前BIM工程实践基本国情;第三,标准必须是国际化的。”

标准院基于buildingSMART这一平台,可以将国外先进经验带到中国,融入中国的BIM标准中;同时可以将中国积累的经验成果融入国际组织。BIM中国论坛在标准院的推动下成功举办三届,已成为推动中国BIM普及应用和国际化交流的重要平台。魏来透露, buildingSMART国际组织与韩国、日本、新加坡等区域分部目前达成共识,可以到国家、项目、企业中去,协助制定合适的标准和解决BIM应用难题,“这些都是属于全球范围知名顶级的BIM技术专家。”未来,我们也将看到中国本土的全方位成功应用BIM的项目,在全球范围内成为经典案例。

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