深圳平安金融中心机电总承包BIM应用
由中建三局二公司安装公司承建的深圳平安金融中心机电总承包工程，楼高660米，是目前深圳在建的第一高楼。工程总建筑面积约46万平方米，地上118层，其中裙楼11层，地下5层。其机电总承包工程合同金额近13亿元，包括通风空调、强电及变配电、发电机组、给排水、消防、楼宇自控、停车管理、会议影音、制冷站及控制等20多个机电专业系统。空调系统总冷负荷为12910冷吨，设计总蓄冰容量为40000冷吨时；变配电总容量58330kVA，发电机总负荷20000kVA。
作为建筑行业第一个双总包（施工总包+机电总包）强强联合模式工程，中建三局二公司安装公司机电项目部大胆创新与探索，形成独有的机电总承包“靶心”理念—统筹组织、集成管理、协调服务。从计划管理到深化设计，从工厂预制到全息验收，从物资采购到调试运维，项目部将BIM技术始终贯穿项目全生命周期管理，实现由“只重现场”向“虚拟、施工、运维”为一体的模式转变。项目深度应用BIM技术，真正全面实现机电施工的数字化建造和工业化施工，探索出一条超高层机电总承包施工管理的全新之路。
机电总承包管理崭露头角 BIM的核心价值在于信息数据的管理。作为机电总承包管理方，项目部从立项开始，即着手工程信息数据集成管理体系的创建，从设计阶段到施工阶段，制定工程信息数据提交标准及流转制度，使机电总承包管理工作高效开展。 项目部通过BIM私有云平台的搭建，构造项目信息数据集成管理体系运行的物理框架；通过制定《机电总承包工程信息数据管理手册》，使工程信息数据流转规范化；通过Pad版现场管理系统及施工进度复现技术，实现工程信息数据的输出与反馈，精确指导机电总承包管理工作有效开展。
第一，搭建BIM私有云平台，提供有力支持和保障。 结合业主BIM全模型交付的要求以及项目复杂的机电系统设计，项目部与时俱进，与计算机公司联合，搭建了BIM私有云平台。私有云平台的搭建，一是通过平台账户的权限设置，保证模型数据以及图纸流转的安全性和稳定性，便于机电总承包统筹BIM数据及图纸的管理工作；二是通过平台建立项目工程信息集成管理制度，全程把控工程信息数据的动向，使项目总承包管理工作更加精准；三是充分利用云计算功能，项目通过云计算技术解决因为模型信息量大电脑硬件跟不上的问题，减少了BIM技术对计算机硬件设备的依赖。
BIM私有云平台的搭建，为项目机电总承包深化设计工作、BIM技术开发应用以及信息化集成管理工作提供强有力的硬件支持和保障，大大提高项目机电总承包技术工作管理效率；同时也为项目大数据库的形成创造条件，更为基于BIM大数据库的深度应用（运维管理平台）奠定基础。
第二，基于BIM三维深化出图，为施工生产降本增效。 通过BIM技术进行三维出图是设计行业发展的大趋势，作为机电总承包方，图纸的深化设计质量至关重要。项目严格按照BIM模型转CAD图纸出图的方式执行，将现场施工碰撞点提前在深化阶段消除，减少现场施工拆改浪费，降本增效。针对机电核心机房部位，项目部实施BIM三维演练，组织参建各方对排布观感效果进行评定，提升机电总承包深化设计管理水平，为现场施工指导打下坚实基础。
第三，Pad版项目现场管理系统，实现“无纸化”调阅模型。 项目部通过Pad版项目现场管理系统与BIM建模技术结合，实现了“无纸化”的现场施工管理。将最新国家规范、图集及简易的综合模型存储在平板电脑，可全面调阅查找，规范指导现场机电综合管线施工。通过一个平板电脑，轻松调用施工区域的简易模型，立体直观地对多个区域现场实物工程量进行复核，提高了项目机电总承包现场施工管理水平，提高工作效率，节约管理成本。
第四，施工进度复现模拟，便于把控整体进度。 BIM技术与机电总承包施工进度管理相结合，在BIM模型中增加施工进度计划的时间要素，建立基于BIM的机电设备管线4D信息模型，实现超高层机电安装工程施工进度的4D动态管理以及施工过程可视化4D模拟，为机电总承包工程施工进度管理提供科学的信息化数据，便于机电总承包管理团队把控机电专业整体进度，合理调度资源，对症下药化解进度管理风险。数字化建造技术频结硕果第一，超高层虚拟仿真施工技术，直观指导现场施工。 项目部应用超高层虚拟仿真施工技术与BIM技术相结合，对项目重要施工工艺及吊运方案等进行虚拟建造，通过模型演练论证，指导现场施工。通过虚拟仿真演练与现场实际相结合的方式，让业主、监理及施工方更直观了解方案实施过程，便于查找方案风险因素，论证其可实施性。目前，项目部对机电重要施工工艺、设备调运方案（尤其是超高层设备吊装）已积累了大量的虚拟仿真施工技术成果，具有代表性的有“B2层柴油发电机组运输路径”、“塔楼板式换热机组吊装”、“压型钢板上支吊架预埋”。
第二，CFD气流组织模拟，合理布局击破重难点。 平安金融中心项目冷却塔群及风冷热泵机组设于塔楼内，进/出风量、散热量能否达到设计效果、混流现象是否存在等问题是设备选型和空间布置等深化设计的重难点，如何确保在施工前消除这些疑难技术，确定一个合理的方案，从而指导施工至关重要。针对这一现状，项目团队联合国内知名院校，开展课题研究。利用CFD软件（ComputationalFluidDynamics，即计算流体动力学），在BIM模型的基础上，建立相应的物理模型和数学模型，设定边界条件，并借助工作站级的计算机，应用离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究。通过这一技术，项目部开展了冷却塔群CFD模拟技术的研究和方案论证工作，研发出了“冷却塔群CFD模拟技术”。通过对气流组织进行科学合理分析，进行优化设计方案，消除了设备安装后期整改的隐患，保障了业主及项目的利益。通过CFD模拟技术，对设置在塔楼内设备进行选型参数复核，项目部已完成对标准层、冷却塔群及风冷热泵机组气流的组织分析，为系统功能的实现提供了有力保障。
第三，测量机器人指导机电管线施工技术，提高施工精度和效率。 BIM技术与测量机器人的结合，拓展了BIM技术在机电施工行业上应用，打破传统机电施工的壁垒。两者之结合，在技术上展现出其在行业内的先进性，并显著提高了工作效率及施工精准度（预计节约人工成本约30%）。就平安项目塔楼标准层现场放样过程中为例，完成一个标准层主风管放样及支吊架固定过程，利用传统方法需要3名工人工作7个工作日，在全站仪的配合下完成相同量的该工作，只需要两名工人工作3个工作日即可完成，每一个标准层节省了15个标准工作日。
项目部现已通过测量机器人实现现场放样、建筑结构复核、辅助施工验收三项工作。测量机器人在机电综合管线安装领域的应用，有利于提升机电深化设计水平，提高现场机电管线施工精度和效率。测量机器人结合BIM在机电综合管线施工中的应用，是BIM指导现场施工应用的重要发展方向，是推动数字化建造施工的重要一步。
第四，基于BIM的产品预制加工技术，确保安装便捷规范。 风管预制加工。项目部通过软件将BIM模型转换成装配图，交付工厂下料加工，形成装配件，利用定制的吊笼运至现场组装施工。工厂化预制的优势明显，一是不受天气影响，也不受场地的限制，待现场工作面具备的第一时间，即可将预制好的管段及组合件运至现场进行安装；二是现场安装施工减少对技工的依赖性；三是减少现场动火焊接、机械加工等工序，提高机电总承包现场安全文明施工水平。 水管预制加工。在核心机房等管线密集区域，大型机电设备优先就位，为减少现场结构及施工误差，项目引入三维全息扫描仪，对整个空间及设备管线位置进行扫描，获取精准尺寸的点云数据，通过计算获取所需配件的详细加工尺寸，交由场外预制后到现场直接拼装完成，提高施工精度，提升施工效率。应用三维全息扫描仪于机电总承包施工质量管理，核查机电管线施工精准度，提高整体施工质量观感，为创优打好基础。
机电系统运维引领航向第一，远程全息扫描验收系统，实时把控现场施工。 平安金融中心高六百多米，垂直运输紧张，上下一次施工电梯将耗费大量的时间。而作为机电总包，范围内包含两千多次实物验收和三百多个机房评定，如何解决这个难题呢？项目部充分利用信息技术传输速度快、误差小等特点，正在打造项目的远程视频验收系统，使项目管理人员、业主及监理单位可不必时时到现场、事事到现场即可把控现场，改变了传统的管理方式，实现了管理模式的变革。 远程视频验收系统将移动通讯技术、全息扫描仪及BIM技术结合，通过全息扫描仪，直接现场扫描三维成像，将现场机电系统安装完成实像以及劳动力分布情况实时传送至办公室大屏幕上，一是实现工程现场远程监控和管理，达到施工现场作业信息化的目的；二是可以将扫描获得模型数据即时反馈给深化设计员，直接测量实物安装定位，将之以BIM模型相对比，做到对现场施工的精准把控。
第二，基于BIM的项目全生命周期数字化运维管理系统，打造未来发展趋势。 应用二维码管理物资调配。项目部联合软件公司联合开发物资二维码管理系统，从物资生产、运输、入库、出库及安装全过程信息进行可追溯性仓储式管理；采用装配式货架，对重要、零散材料进行分类管理，标示清楚，方便出入库管理；结合二维码物流配送和调拨管理，通过移动终端设备PDA对条码的扫描，从而实现提高施工阶段材料进出库、分类、限额领料等的管理效率，清楚知道该物资在入库、出库、盘点的信息。二维码管理系统的成功研发，将之与BIM技术相结合，为基于BIM的项目全生命周期数字化运维管理系统的研发创造了良好的基础。
打造全数字化运维管理系统。运维管理是平安金融中心大厦投入使用后业主关注的核心，只有建立了既简洁明了易操作又舒适高效低成本的运维管理体系才能为业主带来实实在在的价值。
因此在施工阶段，项目部就充分发挥机电总承包的优势，梳理各个机电系统的逻辑关系、运行策略，收集设备的设置参数、维保措施等，以二维码为媒介，将设备物资的各项重要信息归纳整理，并建立后台数据库。对于运维平台的开发，项目部积极调动企业内外部资源，搭建出基本的框架，并与业主携手，共同打造全数字化运维管理系统。利用科技提升建筑品质，利用BIM提升数字化建造水平，不断为国人提供更加人性化、智慧型的建筑生活，是所有建筑人的追求和梦想。从追求高速度到讲究优品质，这既是中国建筑发展的必然要求，也是建筑人不断努力的奋斗目标。
（作者：钟剑中建三局二公司深圳平安金融中心机电总承包项目经理）
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