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国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造项目BIM应用案例

2021-04-25 17:12:31

 

一、项目概况

 

1、项目基本信息

国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造项目”冰立方”位于北京市朝阳区奥林匹克公园内,作为2022年冬奥会,冬残奥会冰壶比赛场馆,同时又是2008年夏奥室内水上项目场馆. 本次改造由中建一局集团建设发展有限公司承担。

 

“双奥场馆”改造新增“冰”的功能涉及独立制冰系统、除湿系统、比赛照明系统、配电等各系统满足冬奥会冰壶赛事的需求。通过环境改造及“冰”的系统调试。“水立方”将变身“冰壶场馆”造就“双奥场馆”,双态可转换是业界首次尝试与创新。

 

项目亮点:

(1)冬奥会历史上最大体量的冰壶场馆

(2)2022冬奥会冰壶比赛场馆(双奥场馆)

(3)世界上唯一一个水上运动项目和冰上运动项目可自由转换的双奥场馆

(4)世界上唯一一个在临时冰面上进行冬奥会冰壶比赛的场馆。

“双奥场馆”“冰”与“水”效果图

 

水立方是中建一局集团建设发展有限公司全生命周期服务的典范。

 

2、项目难点

(1)冰水转换:支撑体系精度要求高,混凝土板尺寸、预埋件、预留孔允许偏差、面层高差局部控制,整体高差控制均在毫米级。同时要求支撑结构可多次拆装转换,制冰排管随支撑结构拆装一同转换,便于存储。“冰水转换”属于首次提出。

 

(2)环境转换:因主场馆条件限制无法对全场馆进行温湿度控制,需要对比赛大厅温湿度进行3分区,3分层控制,控制难度极大。冰面区域温湿控制采用两套送风方式,实现冰面极低风速,均匀送风,也可实现冰场上方送风,以符合WCF场地要求。将场馆从高温高湿状态转换成适用冰壶比赛的低温低湿环境,属于首次尝试,国外内尚无案例。

 

(3)不停业改造:业主要求主场馆部分区域对外营业,现有办公场所等正常使用,各机电系统正常运行。场馆内改造区、运营区需要统筹考虑隔离设置边界,共盈为目标,安全第一。本次改造同其它改造工程(全部拆除内部设施)存在巨大差异,在保持机电系统正常运行同时完成局部机电系统的改造升级是对系统掌握及施工策划改造施工组织的重大考验。

 

(4)赛场监控系统:需要对比赛大厅制冰系统、除湿系统、冰面温度、风速、含湿量各类状态进行监视,对设备进行联动调控。

 

(5)智慧运维:要对各种被控设备,部件在运维平台上查看状态等内容,还需要纳入票务,各层各区人流监测等内容均需要后期进行处理及接入平台。

 

(6)计划组织:改造区域分布在B2~屋面,涉及建筑、结构、防水、膜维修、机电、各机房、各功能房,各区域,约70个独立施工区,约50000m2改造面积,非常分散,施工内容零碎。

 

计划跟踪由于施工区分散,施工计划多项齐头并进、物料计划与运输、劳动力需求等问题较新建工程突出。需要借助辅助手段,梳理人、机、料,计划完成情况,对项目效率有整体提升。

 

(7)双奥运特点(绿色办奥运、节俭办奥运):新旧系统管线结合,实现新功能,利用原有管线做为新系统接口及旧管线避让拆改,是对现有空间,现有系统的充分利用,重点在于如何新旧结合,充分利用现有条件。

 

冬奥临时设施赛后将进行功能改造,服务广大市民,节约国有资产,因此从设计、加工、施工、重复利用全过程考虑绿色办奥运、节俭办奥运。

 

2、应用目标

 

1、本项目采用BIM5D协同管理平台,可将现场施工进度、质量安全管控、物资进场记录以及危险源巡视、资料协同共享等模块纳入平台统一管理、进行数据分析。

 

采用协筑云平台,进行BIM模型可视化技术交底、无纸化交底、相关业务线上验收等应用,提高现场管理水平、节约项目沟通成本等目的。

 

2、利用BIM技术的优势,针对项目难点进行定点应用、从而使BIM技术服务项目、有针对性的解决项目问题。如使用BIM技术对管线深化设计、复核计算、模拟调试等以满足现场使用功能及设计要求。

 

3、应用BIM模型变更管理,进行原水立方模型与改造后模型进行模型对比,管理变更部位和查看变更工程量。同时通过对工序的把控实现材料有序进场的控制,避免因材料导致项目进度。

 

4、培养项目BIM应用人员,以BIM中心骨干带动项目全员应用

 

5、争创各类有关BIM奖项,现已立项北京市BIM应用示范工程。

 

3、应用策略

 

1、全过程进行BIM技术解决问题,坚持解决问题为导向,利用BIM技术进行验证与优化。

 

2、项目经理挂帅、骨干人员带领全员应用。日应用、夜学习、周总结。

 

4、BIM应用方案

 

1.应用内容

(1)快速转换:基于BIM技术解决冰水快速转换,结构转换,环境转换,制冰系统转换,利用问题导向机制,以BIM应用技术组合应用实现精度控制、构件数字式加工,装配式,模拟,物料管理,方案验证等内容。

 

(2)施工模拟、可视化交底:通过对比赛大厅相关专业的BIM仿真施工工艺模拟解决约FOP区施工工序合理组织的问题;利用BIM模型进行可视化交底解决至少5类节点可视化、至少3次转换,每次各专业合计不少于50人的无纸化技术交底问题,最终实现快速转换的预期。

 

(3)不停业改造:根据总控计划利用BIM技术模拟建议,检查计划的合理性,对不合理的列项内容及时间进行调整,形成符合项目施工情况的总控计划。利用BIM技术分析系统隔离与最优接入位置,采用模型对比分析现状与改造间的差异,工程师专业判断,确定隔离与接入位置。利用模型对施工区与运营区进行划分,各专业统筹考虑。

 

(5)重要节点深化及物资管理:利用Teklar软件创建泳池钢结构架体BIM模型,并提取材料用量,导出各构件清单表,并联合物资部,制定材料控制量与节点,编制材料采购计划与进场计划。

 

2、应用准备

 

(1)组织架构

 

(2)人员BIM职责

部门

岗位

应用模块

端口

人员BIM职责

项目管理层

 

生产质量安全看板

网页端
 手机端

1.网页端和手机端查看现场进度
 2.网页端查看项目质量、安全问题
 3.上会对进度和质量、安全进行分析和沟通

工程部

生产经理

机电经理

生产进度管理

周任务计划跟踪

物资查询

网页端
 手机端

1.负责生产周计划审核
 2.网页端周计划派分
 3.BIM数字周报分享
 4.网页端生产进度报表打印和周报PPT生成
 5.网页端生产周会召开
 6.手机端进度时时查看

各专业

工长

网页端

手机端

1.周计划编制
 2.手机端任务现场实时跟踪反馈

3.周会汇报本周进度

4.平台输出施工进度日报

5.手机端拍照记录现场形象进度

6.根据BIM中心提供的模型进行相关物资量查询

质量部

质量总监

质量巡检现场质量施工照片

周任务计划跟踪

网页端
 手机端

1.了解项目质量情况,动态管控,分析问题,关注未整改问题
 2.每周周会进行本周质量问题未整改问题沟通

3.每周工作平台发布

质检员

1.日常现场手机端巡检,拍照发起问题
 2.分包单位问题整改后,现场确认拍照验收关闭
 3.网页端打印整改通知单以及回复单问题整改
 4.网页端打印质量问题台账

5.周会汇报本周问题

6.收集现场质量内页相关照片

7.每周工作平台发布

安全部

安全总监

安全巡检、安全定点巡视、现场安全施工照片

周任务计划跟踪

手机端网页端

1.了解项目安全情况,动态管控,分析问题,关注未整改问题
 2.每周周会进行本周安全问题未整改问题沟通

3.每周工作平台发布

安全员

1.日常现场手机端巡检,拍照发起问题
 2.分包单位问题整改后,现场确认拍照验收关闭
 3.网页端打印整改通知单以及回复单问题整改
 4.网页端打印安全问题台账

5.周会汇报本周问题

6.按要求按时巡视巡视点拍照记录

7.收集现场安全内页相关照片

8.周会周任务完成情况汇报

技术部

总工

三维交底

方案审批

变更管理

斑马计划

网页端

手机端

1.确认技术部的三维交底模型上传平台、定期检查交底情况

2.对部门方案编制情况进行线上审批管理

3.对已发生的变更以及工程洽商进行线上审批

技术员

三维交底

方案编制

变更管理

施工模拟

1.对已上传的BIM节点模型进行相关线上交底

2.对负责的方案进行上传

3.利用平台发起相关工程洽商流程

4.根据总计划进行整体施工模拟制作校核进度 

BIM中心

BIM工程师

模型建立

模型整合

模型上传

模型动画

设计深化

科研模拟

PC端

网页端

1.  创建相关专业模型以及节点模型

2.  在平台进行多专业模型整合,并上传数据库

3.  制作节点交底动画

4.  对模型进行深化设计

5.  基于BIM模型利用CFD软件对比赛大厅环境转换进行模拟验证

 

(3)软硬件环境

 

3、应用实施过程

 

(1)BIM模型集成应用

通过BIM模型全专业集成,提前发现各专业间设计不合理、设计表达不清晰、易造成后期变更返工等“错漏碰缺”的问题。

 

BIM团队与设计方协调设计结果,调整BIM模型,依据最终版BIM模型出具施工设计图,经设计院审核盖章,成为设计蓝图,用于现场施工。

BIM模型集成应用

 

(2)进度施工模拟

进度施工模拟包含了人、材、机等资源信息,施工前进行可视化施工模拟,对施工的组织和安排、材料的供应关系以及资金等提前进行沟通和协商。施工模拟阶段,自动根据资源和工期要求,合理分析计划的准确性从而保证计划合理开展。

 

(3)进度精细化管理

通过系统建立计划管控体系,使总、月、周计划达到三级联动。现场施工员通过移动端领取自己所负责区域的施工任务,通过移动端实时反馈现场进度信息、作业人数信息、材料使用信息等,积累数据形成看板,管理层通过网页端实时掌握现场进度,通过数字化管理为决策提供数据支撑。

计划管控体系建立

 

(4)质量、安全管理

质量、安全信息化管理,实现“过程管理,管理留痕”,隐患整改自动流转通知责任人,现场发现严重或紧要隐患时自动通知相关领导,隐患还会自动关联对应的规范及整改要求,第一时间消除严重隐患,完成管理闭环。

安全问题台账列表

 

(5)平台上会应用

通过广联达数字项目平台手机端与网页端的联动,直接从网页端生产管理系中提取信息,将本周的进度、质量、安全进行汇总,针对性的召开生产例会,制定措施。实现数字化周会、无纸化办公。

平台上会应用

 

(6)创新类应用

A、冰水转换:通过对支撑结构、环境转换、制冰系统三大关键,进行全方位的”快“字问题解决方式,每个系统应用不同的BIM技术或多个技术组合,解决“快”、“准”、“稳”、“冷”、“干”、“清”等问题。

 

利用BIM仿真施工工艺模拟解决约FOP区施工工序合理组织的问题;利用BIM模型进行可视化交底解决至少5类节点可视化、至少3次转换,每次各专业合计不少于50人的无纸化技术交底问题,最终实现快速转换的预期。

B、不停业改造:不停业双奥场馆不同区域的阶段性运营需求不同,为保证运营与改造施工同步进行,需通过BIM技术,研究形成局部运营条件下的场馆改造施工组织策略。

C、智慧运维:结合BIM模型在运维平台中,将实时查看室内空气质量、实时能耗、设备运行状况、工单处理情况等操作进行可视化关联处理,降低了后勤管理人员的使用难度。

 

5、BIM应用效果总结

 

1、效果总结

项目前期根据目标需求,进行分析达到目标所需要解决的问题点及可以解决的措施,通过应用技术手段一种或多种组合来实现,简单化后实现起来较容易,目前已解决快速转换问题,不停业改造,模型管理。

 

本项目采用BIM技术应用效果显著,提升了项目精细化管理水平,有效缩短了工期、降低了成本、提升了工程质量。BIM5D平台实现了全方位集成控制,达到建筑工程信息化管理,工程质量、安全、绿色施工等闭环管理,大大提高工作效率,减少人员精力占用。

 

2、方法总结

(1)BIM人才的培养:项目组成BIM应用团队,搭建相应组织架构,形成BIM项目经理、专业负责人、BIM工程师、项目部管理人员四个项目BIM实施层级。

 

项目部根据项目现状及各岗位BIM应用工作需要进行培训,基本实现项目部管理人员全员参与,已培养项目管理人员22人。

 

专业负责人、BIM工程师驻场保证项目顺利实施,培养应对此类工程类型经验,项目土建、机电、钢结构专业负责人3人、BIM工程师7人(土建2人,机电3人,钢结构2人)经过项目实施能够更加熟练各自岗位技能。

 

(2)管理水平提升:通过制定信息化制度,形成信息化标准,提升项目对数据分析的效率,解决了项目信息标准化的问题;

 

通过BIM可视化与标准化的特性,让多方在项目内容的理解上更加透彻和一致,让现场管理人员提前发现可能出现问题的地方和可能需要协调的方面,规避了过程中出现问题造成的损失,解决了项目管理精细化的问题。

 

(3)社会效益:通过对BIM技术以及其他创新技术的应用,解决施工过程中众多问题,同时也取得了不少技术应用成果,节约了施工成本、提高各岗位工作效率,获得了业主单位的认可。

 

项目多次接待各级单位领导观摩交流以及国企开放日等活动,使业内外人士了解水立方转型冰立方的华丽过程,了解国家游泳中心(水立方)如何进行场馆综合利用、赛事举办与民众娱乐休闲结合,给其他相关场馆运营起到了借鉴与示范作用。

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