拒绝低效搬砖!看BIM如何助力智能建造?
当代年轻人都爱说自己是搬砖人,实际上,搬砖可不是个简单的活儿,得要有过硬的身体素质去应对高强度的工作!
大家似乎还经常把搬砖和土木专业联想到一起。做土木工程就是搬砖、搬砖、不停地搬砖?
得益于各种高新技术发展,现在的建造业已经发生了翻天覆地的变化!
近年来,BIM的普及程度不断提升、应用范围不断扩大,在推行智能建造的过程中,担任着越来越重要的角色。
中华人民共和国香港特别行政区政府发展局规定,由2018年起,任何政府基本工程项目预算超过3000万元,项目的设计和建造必须采用BIM技术。
BIM真的那么厉害吗?一起来看看这项技术如何助力智能建造——
BIM的定义
BIM即建筑信息模型,英文全称是“Building Information Modeling”,是指在建筑设计、施工及整个建筑或资产生命周期中提供并管理建筑信息的过程。
上述流程将建立出一个建筑信息模型资料库,涵盖建筑几何结构、空间关系、地域性资讯、建筑物元件数量及特性等资料,能够协助项目管理、调控建造程序、跨界别合作、对外沟通、决策支援及风险管理等。
BIM的好处
✓ BIM让建造业专业人士能够在虚拟环境中进行设计和建造工作,减少建造过程中需要作出的变更,同时减低风险,让工程人员能更准确地估算各个阶段的项目成本。
✓ 这项技术不单是一种3D绘图工具,更是崭新的管理和执行工具,能够用以管理整个工程生命周期,从筹备设计到建造阶段,乃至后期营运、维护阶段,业界不同专业人员(建筑师、工程师、建造业人士等)都能够在同一平台上沟通协调。
✓ 建筑信息模型(BIM)、组装合成建筑法(MiC)这些创新建筑方法,可以简化建造过程,并且减少对环境造成的影响。
BIM是建筑工程全生命周期中的重要一环,能够有力地支持智能建造的发展。
香港智能建造研发中心团队——无穹创新则将BIM技术应用于数字化实践,基于地理信息+BIM+实景模型的智慧工地数字孪生平台以轻量化的三维模型为基础,为工地提供进度管理、场地布置、缺陷检测等服务。该平台已在中建香港等合作伙伴超过20个地盘测试和使用,其中包含香港政府的市政项目与深圳市政府的抗疫项目等。
特首在现场查看无穹创新数字孪生平台
团队还开发了三维扫描设备,可轻松高效地完成空间结构的三维扫描,有利于远程监控、进度管理以及现状与BIM图纸的比对,有效实现建筑数字化。
目前,BIM技术已被广泛应用到土木与建筑工程领域。其实在香港,BIM已有超过10年的应用历史。我们一起来看看BIM在香港的实际应用案例——
一、618上海街
01 关于项目
香港市区重建局(市建局)于2008年宣布启动上海街保育及活化项目,是香港市建局首个全面应用BIM的项目。
项目范围涵盖14个街号,当中最早期的10幢属于1920年代的骑楼式唐楼建筑,为香港市区其中一排硕果仅存的战前旧楼,获古物咨询委员会评为二级历史建筑物。
上海街
02 BIM技术的应用
经过两年时间的反复研究和测试,团队为项目量身打造了“BIM设施管理系统”(BIM-FM系统),以一体化的平台,将负责各设施运作的楼宇管理系统、设施管理系统,与BIM、闭路电视系统和物联网等连结起来,便于运作。
BIM-FM系统
管理人员只需在计算机平台上透过三维模型视像,便可实时监测建筑物内不同系统及设施的状态,并控制它们的开关。另外亦可透过已连接的闭路电视系统,于“BIM-FM系统”内监测到建筑物的各个位置;假如发生问题,系统还能实时自动向工程人员发出维修通知。
“BIM-FM系统”亦会因应设施的周期和状态,定时提醒工程人员作测试和检查,避免设施损坏后才作补救。
这种高度视像化的设施管理系统除方便场地管理人员外,亦可让管理层以遥距方式实时得知场地运作的最新情况。
二、中环街市
01 关于项目
中环街市为香港市建局辖下的保育活化项目,亦为政府“保育中环”的重点工作之一。
市建局早于2017年开始为中环街市进行复修及保育,经历超过三年完成首阶段的复修及保育工作。
中环街市
02 BIM技术的应用
当市建局团队最初接手为中环街市进行保育及活化工程时,马上就遇到了第一重挑战:建筑图则因年代久远致散失而遍寻不获。
要开展复修工作,则必须先为整幢中环街市制作图则。这时,被视为业界前沿科技的BIM技术正好派上用场。
团队在前期设计阶段利用镭射扫描技术,将中环街市内外的细节以点云方式记录下来。由于每一点均包含三维座标,因而可取得一个与实物相同的立体模型,其精确度十分之高;然后以此点云模型作基础,转化为更精密的BIM模型。
团队利用镭射扫描技术和点云方式,制作BIM模型
通过BIM技术建立起一个建筑信息数据库后,再透过3D建筑模型软件,可以将收集到的数据整合并以不同的视像方式呈现,例如三维立体视像、平面图、立面、横切面或透视图等等。配合各种与BIM相关的应用软件,亦可用於自动运算各类准确的建筑及环境资料。
除3D立体模型外,团队在中环街市其他的设计及工程阶段亦采用了BIM技术,例如加入4D营建模型技术来模拟施工计划,预视实际施工时的程序和状况,工程人员能更好地筹划施工安排,减少在施工现场出现问题的可能性,亦可以借此对比和监察实际工程进度,做好时间管理及提高工程效率。
此外,工料测量师亦引入5D成本管理技术,利用BIM资料库内的建筑工料数据,更准确地计算工程合约估价,以及分析实际工程量数据及按进度支付工程款项,大大加强项目管理的效率。
技术还可套用至BIM设施管理平台,结合5G网络和大楼周围的物联网感知器作智能物业管理,如改善维修保养、个别空间的耗电配置等。
中环街市活化项目得奖情况
香港测量师学会2022年奖 - 银奖 - QS大奖(创新服务)
香港建筑师学会2021年奖 - 主题建筑奖 - 文物建筑
亚太区领袖高峰会大奖2021年奖 - 金奖 - 最佳翻新建筑
CIC 2020建筑信息模拟成就优胜者名单
……
三、太古坊一座
01 关于项目:香港首座人工智能建筑
太古坊一座于2018年落成,是亚洲首个获得WELL建筑认证最终铂金级认证(核心与外壳)的商厦,亦是香港首座同时获得WELL 建筑认证、绿建环评(BEAM Plus)及能源与环境设计先锋评级(LEED)最终铂金级认证的办公楼。
太古坊一座
02 BIM技术的应用
在建筑周期内,太古坊一座运用了AI智能建筑控制平台,采用BIM技术,配合3D扫描、虚拟现实(VR)及人工智能(AI)等崭新科技,令设计实境化和建筑模拟化,优化设计、施工规划,从而大幅提升生产力及加强未来建筑营运。
在营运上,太古坊一座数字化系统透过AI和BIM,汇集多个独立楼宇设备和装置的数据,帮助管理者掌握建筑物的实时情况,从而优化大厦营运和管理——
1、建筑自我学习数据,提高管理效率
基于这个智能建筑方案,建筑物能够利用物联网及人工智能,通过自我学习楼宇营运的纪录数据,快速预测、积极响应四周环境变化,从而提升了这座商业枢纽建筑内的管理效率。
2、数据平台连结3D BIM,提供清晰参数
数字化系统提供简单直观、度身订造的界面优化营运流程,基础数据平台可以将来自不同建筑系统、设备的数据源集成到中央存储库或通用数据模型中。
比如,将3D BIM模型与各楼宇系统及暖通空调系统的实时数据结合,并创建模型自行计算各项楼宇营运的有效参数,使管理人员可透过简单易明的控制台界面实时知悉特定参数及数据。
3、节约运营能源,实现可持续管理
通过高端数据分析、机器学习和预测性维护,建筑项目结合绿色科技,能够减低营运时需要的能源需求和消耗,节约能源,以协助实现低碳发展的愿景。
可以说,BIM以及之前介绍过的MiC(可点击下方“往期推荐”跳转推文)已颠覆传统建筑业,并不断地推动智能建造发展。
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