BIM问答|BIM如何应对项目变更？BIM技术在上海中心大厦项目变更控制中的应用

上海中心大厦项目中，从设计到采购、建造、运营，在不同的阶段充分发挥BIM在各个阶段的价值。在项目的整体实施过程当中，应用Autodesk的Basel平台进行协同管理。项目采用BIM工作平台想达到三个主要目的：更好地提高设计质量，更好地进行施工管理，更好

地进行运营管理。图1为BIM工作平台与设计、投资采购、建造、运营的关系图，BIM作为一个公共信息平台，是整理、组织、传递信息的核心。

图1BIM工作平台与设计、投资采购、建造、运营的关系

上海中心大厦是一个有一定变形规律的建筑，每一层的缩放倍率是99.998904，基于这个特点采用了参数化的设计。特别是在外幕墙设计的时候，参数化模型非常重要。整个外幕墙非

常复杂，从2011年1月开始攻关，虽然采用了大量的信息化技术，但到现在还有一些节点没有最终落成。可以预想如果没有BIM工作平台的支持，我们的研究时间可能还要加长。外幕墙的支撑体系是个柔性结构，上下的变形理论值最大要430mm,一万多块玻璃幕墙板几何尺寸都不一样。考虑到结构和玻璃幕墙板的加工误差、施工误差等因素的存在，如果不进行严密的控制，同时通过精确测量，把测量数据和模型结合起来，然后再生成加工安装图，幕墙工程是根本不可能完成的任务。

图2基于BIM模型的外幕墙渲染效果（外）

图3基于BIM模型的外幕墙渲染效果（内）

BIM技术在设计阶段变更控制中的应用

在上海中心大厦设计中采用三维设计创建一个BIM模型，很好地推动了设计的逐步深化，提高了设计的质量和图纸的准确度，帮助设计师解决了很多难题，使设计师对方案的施工可

行性有了更好的控制，减少了非常多的设计变更。下面以BIM技术在复杂造型、可视化设计和管线综合三方面的应用具体阐述，其在设计阶段变更控制中的作用。

1.在自动出图方面

由于当前行业审图还是以二维图形为标准，所以尽管我们通过软件搭建了BIM模型，但最终还是要转为二维图纸以供审核。以主体塔楼的每区设备层（同时也是该区的结构加强层）为例，因为其空间桁架非常复杂，建筑师要想用二维CAD清楚地表示这些桁架间的关系要花费大量时间和精力。随着设计的深入，一旦结构调整桁架尺寸，那么就要再重复一次先前的工作。而通过在RevitStructure中搭建BIM模型调整参数很容易改变构件尺寸，并可轻松导出想要的任意标高平面，节省了设计绘图及调整的时间。图4.5是在BIM模型中导出的管道加工图纸，不但大大减轻了建筑师的工作量，减少了个体行为因素的设计错误和遗漏，而且还有利于开展工厂化定制工作。图4.6为BIM技术模拟管道下料，提高施工精度。

图4BIM模型中导出的管道加工图纸

图5BIM技术模拟管道下料

2.在可视化设计方面

在可视化设计方面，通过BIM模型，设计方可以非常清晰的把握自己的设计意图，从而保证设计的准确性和合理性。另外，项目其他的参与方包括建设单位、总包，通过这个模型也能够非常的清晰了解到项目的设计大概理念。

图6项目21层设计模型截图

3.在深化设计方面

在深化设计阶段，需要很多专业协调，把各个分包的模型在总包的平台上进行整合，反映出各施工单位在实施之前的一些碰撞问题。定期地发布碰撞报告，使各分项工程两两之间进行相互比较，提前发现问题，并且通过深化设计把问题解决在施工阶段。通过上述手段，使得设计的质量和图纸的准确度得到进一步提高，为我们的后期施工打下的非常良好的基础。如果这些图纸上的失误发生在现场，需要延误多少工期和花费多少人工、材料，通过数据统计来反映BIM工作平台给我们带来的巨大价值。

图7模型中截出的局部透视图

图8BIM碰撞检测截图

BIM技术在施工阶段的应用

上海中心大厦建筑超高，造型奇特，结构复杂，工程建设将面临许多工程技术难题。在施工阶段，我们一方面会通过BIM的模型，对施工现场进行监测，这个实施起来比较容易。同时我们通过理会制度，配合工程部和施工总包，在施工决策时提供可视化的支持。还将通过BIM技术以及其他的软件进行4D的施工模拟和机电模拟，从而发现施工中可能出现的问题，并进一步的优化完善，保证施工进度的顺利进行。下面以具体几个例子，介绍BIM技术在施工阶段变更控制中的作用。

1.塔吊空间布置和协调工作

1)难题：项目现场设置的4台塔吊距离近且地面设置了300t的履带吊辅助工作，相互之间协调组织成为项目施工难题。

2)应用的BIM技术手段：虚拟施工-施工方案优化

3)BIM技术解决成果：BIM对塔吊空间位置及运行状态进行模拟，检查相互间的干扰情况，并验证应对措施的可行性，得出了塔吊的运行规定，比如单台塔吊在运作过程当中需要360°旋转，而其垂直运行角度应该控制在44°到85°之间；台风季节的时候，塔吊钢丝绳下垂长度不能超过5m，以防止吊绳和牵引绳之间发生缠绕。

图9BIM模型中塔吊的位置

图10BIM模型中履带吊位置

2.垂直组织运输方案比选

(1)难题：垂直运输组织任务重，施工人员和建筑材料运输任务繁重。

(2)应用的BIM技术手段：虚拟施工技术，合理安排，最终确定了垂直运输的最优方案。

(3)BIM技术解决成果：上海中心大厦外立面旋转上升，安装外附式施工电梯影响大，成本高，经过BIM软件综合分析，本工程将依托核心筒结构布置12台人货两用电梯，施工后期利用8台永久电梯实现垂直运输体系转换。其中，1号电梯由B1层直通钢平台顶部，主要用于核心筒结构施工，2号电梯主要用于钢结构外框架施工，其余人货两用电梯主要用于结构设备安装以及装饰工程施工，随高区机房施工完毕是适时启用相应永久电梯辅助后期施工，同时用于转成人货两用电梯。根据工程进度，依次拆除人货两用电梯，归还相关永久电梯。

3.机电大型设备的安装方案

（1）上海中心大厦机电安装将面临以下难题：大型设备数量多、分布广、吊装技术要求高；超高层建筑的垂直运输工作量大，组织困难；空间交叉施工多，专业间的协调管理要求高；机电工程规模庞大，整个系统联动调试复杂。

2）应用的BIM手段：通过BIM4D施工模拟进行论证，确保实际过程当中不会发现预判不到的问题。

3）BIM技术解决成果：将机电安装划分为4个区域，按照分区管理、样板领路、流水搭接、阶段验收的原则安排施工流程。

4.施工组织进度优化

1）难题：施工组织难度大，为提高投资效益，裙房及主楼22层以下部位需要提前营业，施工组织面临许多困难。

2)应用的BIM技术手段：BIM模型与工程进度表相结合，通过4D施工模拟，发现了很多工序上的排列错误，于是及时地进行了调整，避免了可能出现的返工。

3)BIM技术解决成果：制定了主要控制节点如下：

2010年9月18日，工程开工。

2012年2月6日，裙房结构开始施工。

2012年7月27日，裙房结构完工。

2013年9月17日，主楼结构580米封顶。

2013年9月30日，裙房及主楼22层以下部位营业。

2014年2月2日，屋顶皇冠施工完毕。

2014年6月2日，幕墙工程完工。

2014年12月30日，工程竣工。

通过本工程的实践，项目组人员深深感到BIM技术应用范围的广阔。BIM带来的变革不应仅限于从二维绘图到三维绘图，而是提供了一个平台，让设计团队能够获得更多建筑本身的信息，促进协同设计，减少设计错误和遗漏，提高设计质量，推动其在建筑全生命周期的应用，帮助施工方、运营方合理安排调度，减少工程变更，达到提高建筑效能等效果，才是我们推广BIM技术的最终目的。相信随着软件版本的完善和软件种类的丰富以及适合中国市场“族库”的完善，BIM技术必将更好地帮助我们提高设计效率和设计质量，BIM在整个行业的普及也将指日可待。

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