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2017年5月17日 星期三

SubwayEvacuation



來源:鐵路BIM聯盟

地下空間工程是指,在地面以下的岩體或土層中,修建地下建築物的工程,包括交通運輸工程、工業與民用工程、市政工程及地下綜合體,在解決地上土地缺乏、交通擁擠、能源浪費、環境污染等問題中,發揮了重要作用,是全球城市建設和改造的重要部分。
縱觀漫長的歷史,人類從來沒忽視過地下空間的開發價值,儘管不同歷史階段的文明各有特點,但在爭取生存的過程中,人們都不同程度地利用著地下空間。

從原始「穴居」到突尼斯瑪特瑪塔的「地下村莊」,從中國西北下沈式「窯洞」,到現在的「地下都市」,地下空間利用的深度及廣度,不斷得到深化和發展。

BIM在城市地下空间开发中的应用
  突尼斯:馬特馬塔「地下村」
  
隨著城市化進程加快,全球很多城市的地下空間工程建設發展迅速,改善了城市交通環境,節約了土地資源。但由於地下工程多屬隱蔽工程,項目的規劃、設計、施工等存在諸多問題。

缺乏科學、系統的規劃
協同設計體系與技術規範不完善
施工資訊管理手段落後或沒有突破
運運維護難度大 
  
如今,BIM技術已在地面建築許多項目中,得到了成功應用;在城市地下空間開發中,BIM技術的案例,多集中在城市地下交通。

BIM在城市地下空间开发中的应用
許多城市地下空間開發多為地鐵衍生項目
  
要充分開發利用地下空間,需通過BIM技術,實現資訊建模,並應用到地下空間工程的各個階段。

前期規劃階段
BIM應用於地下空間規劃,旨在建立一個資訊模型。該模型能反映擬建工程的地下空間環境,包括地下空間資源數量、周邊已有地下建築物,以及地下管線網路系統佈局。

在此基礎上,分析擬建工程與已有工程的相互關係,利用BIM系列軟體強大的建模、渲染和動畫技術,進行多方案3D模型的預演,合理選擇擬建地下工程的空間佈局、結構形式,並建構資源系統、市政系統、環境系統的城市地下空間,規劃指標體系,從而使地下空間總體規劃,定性控制定量化,定量控制具體化,定位控制準確,增強總體規劃的科學性、合理性和可行性。

BIM在城市地下空间开发中的应用
中國最長地下走廊——武漢光谷中心城
  
設計階段
地下空間工程設計,主要包括總平面設計、建築細部設計、結構設計和機電系統設計等。設計決定地下空間工程建成後的工程實體,能否發揮其設計功能。

利用BIM技術,進行合理設計,預留維修空間,合理佈置地下管線,便於後期的順利施工和營運維護。
三維建模是BIM技術,與地下空間工程設計,有效結合的前提。整合參數化設計等BIM技術優勢,制訂全面並具有可實施性的應用流程,建構全生命週期的BIM設計平台,在BIM三維環境中進行設計、分析與優化。

BIM在城市地下空间开发中的应用
基於BIM的設計流程
  
各專業、各流程軟體數據交互,保證設計數據能夠透過模型正確共享。每個設計對象都有各自的設計變量,不同設計變量之間的關係構成約束。

基於這些約束,應用衝突檢測工具檢測模型中存在的衝突,快速地發現BIM模型中,各專業內部及各專業之間存在的空間碰撞,並形成碰撞報告。對模型進行同步修改,減少設計人員的重複勞動和錯誤率。

BIM在城市地下空间开发中的应用
BIM能實現地下空間結構、給排水、電氣等多學科交叉
  
另外,運用Cloud-BIM技術,將BIM所需的軟體、儲存能力、運算能力分布於雲端,在雲端實現模型的創建、展示、碰撞檢測等功能。基於地下空間工程協同設計的需要,構建協同設計平台架構,使用雲端上的數據及軟體,進行協同設計與分析。充分利用BIM模型資訊,避免重複建模,實現高效設計。

施工階段
在地下空間工程施工中,施工資訊化在工程進度、物料追蹤、可視化管理等方面的優勢凸顯。

按照IFC標準定義地下建築構件、組織地下空間結構,提供3D建模。創建、編輯材料、進度、成本、品質和安全等施工屬性,並與3D模型相關聯。將包含工程屬性的施工BIM模型,導出為IFC文件,供BIM施工管理系統使用。

施工進度動態模擬
BIM技術的4D(3D+Time)模擬建造過程,能實現對施工進度的查詢和調整、監控。將施工過程中的材料、勞動力和成本等資訊,輸入BIM施工模型中,進行施工進度模擬,對比實際進度和計劃進度,分析進度偏差,結合現場情況對施工計劃,進行即時調整。

物料追蹤管理
透過BIM技術的4D關聯數據庫,即時獲得施工過程基礎數據,為制訂採購計劃、限額領料等提供快速、準確的數據支撐。借鑒物流行業的成熟經驗,利用RFID技術的物流管理資訊系統,結合BIM模型多維數據庫中建築物、構件和設備的所有資訊,實現對物料跟蹤管理。

可視化管理
將施工各階段、各專業的資訊整合到Autodesk Navisworks Manage施工可視化分析平台,利用BIM可視化技術,進行工程施工進度動態展示;生成施工過程中,動態的資源需求量,及消耗量報告,分析各階段的資源分配情況;結合結構分解編碼與BIM模型,得到成本動態模型,繪製成本動態"直方圖",監控支出情況;利用3D模型進行施工場地動態佈置,賦予各施工設施4D屬性資訊。基於以上技術,實現對施工過程的進度、資源、成本和場地管理。

維護階段
集成設備的基本信息、合同資訊、成本資訊和運行維護管理資訊,使用Architecture軟體建立BIM設備模型,透過Autodesk Revit軟體的開放數據庫互連,形成一個包含BIM模型中設備資訊的初始運維管理數據庫。

結合BIM模型和設備運維數據庫,建立一個基於BIM的設備運行維護管理模型,實現對地下工程,設備運行維護階段的可視化管理。地下空間多是人員集中的場所,要合理安排突發狀況下的人員疏散,結合BIM模型的子系統,對突發狀況的預警和人員的疏散提供資訊。

系統分析
系統分析就是按照業主需求和設計規定,衡量地下工程性能,對機械操作、能耗分析、人流分析、照明分析、內外部氣流模擬等,工程項目性能進行評估。

將系統分析軟體結合到BIM模型中,採用同一模型和系統參數,透過分析模擬對系統參數,進行相應的確定或修改,甚至制訂系統改造計劃,從而提高地下工程項目的性能。

災害應急模擬
結合災害分析模擬軟體和BIM技術,模擬災害發生的過程,分析災害發生的原因,幫助制訂災害應急預案。

災害發生時,利用BIM設備運行維護模型,能清晰地展現出緊急狀況點的位置,設計最合理路線,及時疏散人群,幫助救援人員做出最準確的應急措施,提高應急能力。

延伸閱讀:地下空間開發利用的國際化趨勢
美國波士頓:道路地下化
波士頓中央大道,經歷了由高架道路,到地下道路的地下化過程。這個工程被稱為美國有史以來,工程量最大、工期最長、資金投入最多的市政工程,驗證了城市道路,及高架道路的地下化趨勢。

BIM在城市地下空间开发中的应用
波士顿地下道路
  
加拿大蒙特婁:地下城市
由於寒冷的氣候,蒙特婁居民的地面出行多有不便。依靠1972年蒙特婁世博會的成功舉行,開發了大規模的地下綜合體。如今,蒙特婁已建成世界最長的地下步行系統。

日本東京:共同溝
共同溝,又名綜合管廊,最早形成於巴黎。經過幾十年發展,在日本達到成熟階段。日本東京的共同溝的長度,在世界各大城市中排名榜首,在規劃、設計、施工、管理、營運等方面自上而下和自下而上,已形成了一整套完整的法律、法規、規定、辦法。

法國巴黎:廢棄礦穴利用
巴黎最早的地下空間開發,為廢棄礦穴的再利用。利用幾個世紀之前挖掘的廢棄礦井,佈置城市下水道、防空防災設施,並於1890年成功用於巴黎世博會中國館與印度館的設置,取得了轟動效應。
透過BIM技術充分實現,地下空間工程全生命週期,各個階段的資訊數為化,從而合理規劃、優化設計流程、提高工程施工品質、簡化營運管理。

目前,BIM技術在全球大多數城市,地下空間的開發,和利用的運用,尚處在起步階段,應用的內容比較少,層次不深,需要不斷地研究,和應用來推動深層次的應用。
                                                                                                                                                                                                                 

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