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火神山、雷神山医院,“奇迹”工程背后离不开BIM数字化技术

2020-09-22 11:10
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2020年一场突如其来的疫情让整个社会进入非常时刻,但是数字化技术的应用让我们能够应对外部环境的不确定性。

从某种意义上说,疫情期间,传统经济被按了一下“暂停键”,而数字经济则被按下了“加速键”。比如工程建设行业正在积极拥抱BIM技术,为加快其数字化转型注入了全新动能。BIM能够将建筑在全生命期内的工程信息、管理信息和资源信息集成在统一模型中,打通设计、施工、运维阶段的业务分块割裂、数据无法共享的问题,实现一体化、全过程应用。

数字化技术为中国速度提速

在抗疫关键期,武汉火神山、雷神山医院在不到两周的时间内拔地而起,“奇迹”工程背后离不开BIM数字化技术在工程设计与建设中的广泛使用。

从中国速度看BIM技术为工程建设行业注入新动能

火神山医院设计图(供图:中信设计)

按照平时的工期,这种规模的项目通常需要6个月的设计时间,2到3年的建设时间。但是作为火神山医院设计单位,中信建筑设计研究总院有限公司(以下简称:中信设计)没有采用常规方式,而是各项作业平行甚至倒置推进,基本上是边设计、边施工、边修改、边调整,交叉突击完成。

从中国速度看BIM技术为工程建设行业注入新动能

火神山医院装配式BIM设计图(供图:中信设计)

中信设计数字化设计研究中心通过BIM(建筑信息模型)技术应用于土方平衡计算、三维实施协同、精细化设计、管线综合优化、数据共享等业务场景,实现了5小时提交场地平整设计、24小时确定设计方案、60小时交付施工图设计文件的任务。

团队主要使用了欧特克Revit和Navisworks软件完成了数字模型的搭建,梳理装配化隔离病房的标准模块,在设计交底过程中,除传统施工图的技术交底外,补充了BIM数字交付成果,将更多项目信息,从设计到施工,BIM数据在不断的完善和自我更新。最终,中信设计数字化设计研究中心借助BIM技术实现设计可视化、成本可视化、进度可视化、质量可视化、安全可视化、风险可视化,从而辅助管理者决策;在行政审批、流程管理、成本管理、文档管理、图纸管理、进度管理、质量管理等方面实现有数据可依和数据的集成,使管理摸得着。

面对紧迫的交付时间,火神山医院的建设任务同样艰巨。作为项目的施工单位,中建三局第三建设工程有限责任公司(以下简称”中建三局三公司”)的施工团队与设计团队进行了密切配合,通过BIM在项目初始阶段便创建了一个信息交流的平台,使得多方能在同一个平台上实现数据共享,从而使沟通更为便捷、协作更为紧密、管理更为有效。由于采取恰当的策略和得力的措施,这个超三甲级标准的医院在10天内便顺利交付并投入使用。

在当时的情况下,信息共享平台的重要性不言而喻。比如交通封锁的问题使得大部分BIM主力人员无法集中设计。为此,相关设计与建设单位大量采用了远程办公的解决方案,利用VPN和私有云等技术手段,确保了BIM模型中心数据的存储问题,稳定的网络环境和数据存储,能保证设计人员在异地也能实时协同。另一方面设计团队也采用了各种互联网协同办公平台,快速建立了团队间沟通和文件共享的机制。

另外,在远程办公的环境下进行BIM设计也会受到电脑性能的制约。为此,项目团队成员也采取了多种技术途径来解决,如采用远程控制单位电脑进行BIM设计,部分也采用了图形云桌面技术,部分解决了电脑性能的问题。而设计团队也在这样的条件下克服了各种困难,按期按量完成了各项设计工作。

为了进一步满足医疗设施和资源的使用需求,武汉市政府在2020年除夕当夜决定再建一座与火神山同类型的医院,命名为“雷神山”,并要求中南建筑设计院股份有限公司(以下简称”中南院”)第二天中午完成雷神山医院的设计方案,3天内出施工图。施工阶段同样由中建三局承担,并需在10天内完成建设。

从中国速度看BIM技术为工程建设行业注入新动能

雷神山医院设计图(供图:中南院)

从雷神山医院建设项目立项伊始,中南院BIM设计院就在探讨如何使用BIM技术为项目的顺利实施创造价值。雷神山医院的施工图采用了AutoCAD软件进行设计,同步使用了Revit平台搭建BIM模型,帮助中南院设计师更好地向项目各参与方展示设计意图,验证和指导施工单位进行装配和施工。

该模型主要用于梳理集装箱式隔离病房的装配关系,保证各隔离病房结构搭接、管线连接的准确性,并用于指导施工阶段的安装过程。同时,为尽量减少病房区内的交叉感染,保证医务人员的安全,设计团队还将BIM模型导入分析软件中进行气流和污染源的分析,并以此作为优化设计的依据。

从武汉火神山、雷神山医院的工程建设可以看到,BIM技术确保了中国速度。BIM的协同管理功能提高了设计和施工的协同效率,确保了如期完成任务;BIM的仿真模拟和方案比选功能安排好了各单元的场地布置,协调好了分散的工作面,统筹好了各项繁杂工序,尤其是在结合医院建设的特点上,进行了采光、通风、噪音、管线布置等优化,确保了工程质量,做好了绿色施工;BIM的参数化设计功能,可视化交底充分发挥了BIM+装配式建筑的速度优势,数字化设计、预制化生产、装配式施工、智能化运维,BIM技术贯穿了雷神山医院、火神山医院建设的全过程。

同时,随着物联网、移动应用等新的客户端技术的迅速发展与普及,依托于云计算和大数据等服务端技术实现了真正的协同,满足了工程现场数据和信息的实时采集、高效分析、及时发布和随时获取,进而形成了“云加端”的应用模式。这种基于网络的多方协同应用方式与BIM技术集成应用,形成优势互补,为实现工地现场不同参与者之间的实时协同与共享,以及对现场管理过程的实时监控都起到了显著作用。

目前,武汉火神山和雷神山医院均已完成了各自的使命并关闭。但其采用数字化平台展开协同合作以快速搭建应急医院的方式,则在工程建设行业的发展史上书写下了浓墨重彩的一页,数字化技术正在为中国速度提速。

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