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BIM MiC DfMA,中央援建香港医院的30人机电团队用了哪些工具和手段?

发布于:2022-07-13 09:35:13 来自:BIM技术/机电BIM应用 [复制转发]


你好,这里是BIMBOX。
前段时间,我们和一个比较特殊的BIM团队,聊到了一个比较特殊的项目,这个项目除了MiC、DfMA等先进的技术方法值得你参考学习,我们还对「什么样的项目该做BIM、怎么做BIM」有了新的思考。
2020年7月,第三波新冠疫情再次肆虐香港,香港特别行政区行政长官向中央请求协助,中央政府为了帮助香港抗击疫情,接受了特区政府的请求,紧急支援香港,建设了一批中央援建的临时医院项目。
项目的施工总包单位是中国建筑国际集团有限公司,当时的中国建筑国际在特殊时期承建了这个项目,可以说是挑战,也是一种历史的荣誉。机电工程由它旗下的全资子公司中国建筑机电工程有限公司负责。
我们的故事,要从中国建筑机电工程有限公司的一个特殊部门讲起。
这个部门叫 深圳技术支援中心 ,在2020年正式挂牌成立,作为公司驻深圳部门,同时也是公司的技术支持与创新中心,目前已逐步形成BIM模型搭建和可视化、空间管理规划 、机电深化设计、DfMA与MiC预制装配设计、培训宣传等模块的技术服务能力,他们的技术探索之路也还一直没有停下。
目前他们的技术中心有30多位专业人员,先后组织或参与到香港防疫临时医院、中医院、启德医院、落马洲消防局、浸会大学、坝光国际酒店等BIM项目。
他们参与的这个援建项目,在2020年9月19日正式开工,11月28日封顶,隔年1月正式竣工移交, 工期只有短短四个月 ,目前正式命名为 北大屿山医院香港感染控制中心 ,也被大家亲切地称为「香港版火神山医院」。

01

困难

疫情、标准与协作

香港的物资和建材供应链没有大陆这么发达,疫情也给供应链带来了不小的压力,所以项目上很多的物资都比较紧缺,需要在全球范围内采购。
同时,医院本身也有很多专门针对疫情防控的设计。
医院的建筑面积有4万多平方米,包括6栋病房大楼、1栋医疗中心和配套设施,提供136间病房和816张负压隔离病床,是全球首家负压隔离病房传染病医院。
跟一般的住宅和综合体项目相比,医院的项目功能分区比较复杂,存在ICU、负压隔离区、实验室等区域,对气流、温湿度和洁净度的要求非常高,对暖通等专业的工艺要求也就很高,这也就意味着机电深化的时候很多管线是不能随意移动的。
医院的装修和机电设备也有比较特殊的要求,比如病房单间采用了无接触式的互锁气密门,以及带紫外线杀毒的传递窗。
再比如排污排水采用双排管,卫生间排水采用后出水式,将污水和其他废水分流,病房排水和公共区排水分流,排风管在屋顶三米以上排出,并经过高效空气过滤器,这些措施都是为了高效防止病毒。
同时,医院项目对供电的可靠性和安全性更高,设计方的电气设计做得更细,这给他们直观的感受就是路由桥架和线管的数量明显增加。
再加上医院内小房间又多又杂,这些客观条件都给机电深化增加了不小的难度。
因为项目为香港服务,所以还是要遵从香港当地的标准要求,甲方依据 CIC BIM Standards ,制定了很具体的BIM项目执行计划内容,会针对建模的方法、模型要求、文件结构、协同流程提出明确的需求。
香港这边的模型交付以英文版为主,工程师使用的软件,制定标准样板都使用英文,族的命名和参数也都需要按照甲方要求使用英文。
同样,建筑设备综合图,也有本地化专门的要求和标准。这些图纸最终都会交到香港的设计咨询顾问方审核。
作为公司首个BIM+DfMA+MiC同步设计的项目,也是真正意义上从设计初期到施工验收交付实现了全流程介入,公司的整体战略布局和期望程度都很高,这里的 DfMA MiC 分别是什么,我们会放到后面详细解释。
因为是中央援建项目,工期只有四个月,而且建成后不仅是临时隔离病房,也会留下来作为长期医疗场所,所以是按照香港永久性项目标准建设,对建造时间和质量的要求都很高,项目高峰期有4000多个工作人员,三班倒24小时不间断作业。
在这个项目里,   深圳技术支援中心   主要负责机电BIM的实施工作,土建BIM是由   中建香港BIM中心   负责,MiC工厂则是在   中建海龙建筑科技有限公司   ,项目中涉及到BIM和装配式方案的工作,由这三方配合进行。输出的方案给到机电安装公司,最终由甲方聘请的香港顾问方单独负责方案审核监督。
这种项目最大的困难就是深化设计中的沟通和协作,尤其是标准化模块的装配,接驳点的问题会特别多,深化时间会特别紧张。
对于BIM团队来说,不仅要短时间内出高质量的工作成果,还因为要对接不同地区的设计方、土建BIM方、生产商等,就需要引入一系列的线上会议和协同平台,把多人协作的流程理顺。
整个项目的过程中,深圳技术支援中心一直和香港驻现场的团队在异地办公,对方虽然没有专门的BIM工程师,但设计团队的BIM能力很强,可以在深圳团队完成的模型上做修改,这就给双方远程协作打下了比较好的基础,剩下的就是沟通协作和远程数据同步的技术问题了。
因为会对接香港团队,他们使用的是   Autodesk BIM 360   来完成协作,平台支持桌面端和手机端,让不同的账号在异地储存和传送模型文档。
尤其是在MiC标准件样板生产过程中,团队需要频繁地调整改动模型,其他人可以查看模型的版本追溯,查阅哪些地方发生了变更,哪些问题已经得到解决,这给他们带来了不少的方便。
BIM 360 在中国建筑国际内部普及度比较高,尤其是香港和海外的项目,不过因为网速的问题,在纯内地的项目中,也会使用   红瓦的协同大师   来替代。
在利用BIM技术进行机电深化的过程中,他们在项目所负责区域内完成了管线综合,洞口预留,三维交底以及施工模拟等常规的应用内容。
这些应用在BIM项目里已经比较常见,他们深化机电管线的过程和这些应用点,咱们不花太大篇幅展开说,想重点分享给你的,是他们把BIM技术用到了两个比较前沿的领域,MiC和DfMA。
02

技术

MiC和DfMA是什么?

MiC的全称是   Modular integrated Construction(模块化集成建筑)   ,也被称作组装合成式建造工法,是最近几年香港地区兴起的一种「先装后嵌」的工法,把建筑和机电、装修等专业融合到一起,分成多个独立的单元,所有比较花时间的工序都会在工厂完成,再运到工地装嵌,从而达到缩短施工时间、提升成本效益的目的。
内地咱们比较常见的装配式建筑,是可以计算装配率的板式装配式,也就是先做好了整体建筑设计,再拆成构件厂可以生产的构件。与之相比,香港的MiC在预制方面更彻底,在装配程度、流程工艺、物资运输等方面对协同工作和流水线的要求都比较高。
深圳技术支援中心在这样的合作模式下,就不仅仅是「建模+管综深化」的工作范畴,BIM深化工作要从一开始,就把建筑、机电和装修几个专业一起考虑,项目的设计方主要是出平面方案,由深圳技术支援中心同步做三维深化再反馈,设计方采纳建议后修改再同步更新,不断循环直到方案落地,基本上几个月的时间里每天都在调整、沟通和验证。
随着项目到了生产和安装的阶段,他们的工作还要从模块化设计,到空间管理深化,到MiC机电预制样板设计出图,再到工厂对接完成样板的生产,在整个过程中都会出现他们的身影。
咱们拿MiC负压隔离病房箱来举例,看看BIM和数据在这个流程里都做了哪些事。
首先是深化设计阶段,要根据病房布局、进排风,以及负压设置等条件,通过   CFD   对室内气流压力的分布情况进行分析。通过分析结果,设计风口、压差平衡阀和传递窗的位置,有效维持房间内外压差平衡,降低病毒传播的可能性。
室内外管线单独设计架空层,用来布置病房主管线,这样能在避免大范围开挖的同时,减少MiC交叉作业的影响。
根据设计方给出的概念图和病房功能需求,利用BIM技术,把MiC负压隔离病房箱设计为2个10m*2.85m*4m,和1个10m*2.3m*4m的模块单元,提前根据机电深化做好预留预埋的设计。
接下来是工厂预制阶段,依照团队提供的模型和图纸,在火神山、雷神山医院箱房结构预制的基础上,进一步把机电安装、医疗设备、精装修和后期调试融入在MiC模块,实现一次性交付,大幅度减少现场二次作业。
在这个阶段,工厂依照进度计划要求,按BIM图纸进行精细化制造,数据会传输到工厂的数据管理系统,实时管控材料的库存和加工进度,减少人工巡视次数。
到了箱体运输阶段,负压病房由三个单元组件组成,每个单元组件接近30吨,从珠海预制生产基地运输至香港,结合MiC尺寸和安装批次,确定出货计划,合理调配运输资源。
现场装配阶段,利用BIM技术进行三维装配模拟,制定MiC箱体装配计划,现场扫描箱体上的二维码,就能获取生产批次和安装位置,有效提高装配效率。
施工验收阶段,也把     见科技   的BIM+AR技术引入到质量验收的环节,给现场提供可视化的技术支持,保证施工和设计完全匹配。
接下来再说说   DfMA  
它是一种来自于工业设计的方法论,全称是   Design for Manufacturing and Assembly,面向产品制造与装配的设计方法   ,说的是在产品设计阶段,就对产品的材料选择、加工工艺、装配过程、检验方法、维护过程等进行综合分析,让工程师设计的产品具有很好的可制造性和可装配性。
这种方法论从三个维度来实现成本降低:
?   第一是产品简化设计,减少零件数量和生产工艺环节;
?   第二是产品工艺和材料优选,直接通过生产环节降本;
?   第三是供应商成本计算,通过更合理的采购价格降本。
每个项目都会有不同的DfMA使用情况,一般应用在大批量、重复率比较高的模块设计中,才能体现出最高的性价比,深圳技术支援中心需要先看图纸,梳理出项目中的机电产品哪些部位使用DfMA,评估性价比,再开启设计工作,并且和工厂对接。
在这个项目里,他们对部分区域的风管、桥架、冷媒管和水管进行了DfMA设计,依照完成的BIM管线深化设计,配合装配方案,预先设计支吊架系统,把整套模块输出成加工图纸,用作指导工厂生产。
通过BIM模型拆分预制构件,生成展开图,数据直接输出到风管制作设备,实现自动排布切割,用来保证预制构件的尺寸准确。
在项目体量比较大的情况下,则会在项目附近建立DfMA预制设计中心,支持整个项目的DfMA设计和制造。
生产图纸发送到工厂,由工厂生产整套的机电管道和支架,并在组装完成后运送到现场,直接吊装。
应用DfMA最大的挑战就是,一旦和工厂对接,开始批量生产,就意味着所有的机电管线都不可以再调位置,对后期调整的容忍度几乎为零,所以前期在做深化设计的时候就必须把控得非常严格。
机电深化不能随着工程实施一边做一边改,还必须给工厂留出充裕的预制加工时间,这样也就意味着BIM深化的时间非常紧。
同时,DfMA流程也对支吊架的安全性设计提出了很高的要求,一旦出现问题就是批量性的问题。他们使用   MagiCAD   完成了管道支吊架的设计和机电材料计算,还使用软件自带的安全计算、   SMSolver   力学求解器,以及手算三种方式来交叉验证支架的安全性,确保万无一失之后才能交付到工厂生产。
把支吊架的设计和计算集成进DfMA流程,打包做成一个有说服力的标准化产品,也是他们未来重要的研究课题。
这次交流中他们提到,为了更好推进DfMA装配式的设计、研发、生产和制造的落地,中国建筑工程(香港)有限公司也在珠海积极筹备DfMA生产研发基地,成立了中海海创智造科技(珠海)有限公司,深圳技术支援中心陆立成主任,也欢迎圈子里的同行去到珠海生产研发基地共同交流。

03

心得

BIM耗时与技术迭代

看到这儿你可能和我们有一样的问题: 时间这么紧,要求这么高,BIM这个本来就比较耗时的工作,是怎么把时间挤出来的?
深圳技术支援中心对这个问题,总结了四点心得:
?   第一是利用项目时间差,在项目中标、正式开工节点之前,BIM团队就已经介入到设计流程,把深化设计的时间前置。
?   第二是采用新的设计方式,MiC和DfMA的新模式,一方面给了团队巨大的时间压力和动力,为了服务后续的批量生产,完善的BIM深化设计成了必须完成的工作;同时,这种设计方式尽管在前期对BIM深化的精细度要求很高,不过一旦验证成型,就可以很快地批量复制,这也带来了不小的效率提升。
?   第三是团队协作模式的改变,项目前期因为图纸和标准的语言问题、异地办公问题,带来了不小的沟通成本,进行到中期的时候,他们借助云平台工具,以及线上会议和审批等流程的优化,把协作的时间成本降了下来。
?   最后,任何项目都避免不了突发任务的情况,这时候就只能靠充分准备的人力和加班加点来解决,足够的团队人数,和经验丰富的人才,永远是进度重要的保证。
这个高强度、高标准的项目,也给他们的团队带来了两点思考总结,也希望通过BIMBOX分享给大家。
首先,团队的成长道路上,要更加注重流程管理,每个项目都有自己的特点,要基于团队的经验,结合这些特点,因地制宜地做出改变,一旦流程确定下来,就一定要坚定执行,流程比工具更重要,也更容易被忽视。
第二,团队能力迭代和技术栈建设非常重要,随着BIM技术本身的发展,加上团队能力变强能接触到更高需求的项目,他们总会在螺旋上升的过程中,遇到当前技术满足不了客户需求的情况,很多情况下是可以设想出解决方案,只是团队还需要持续进步,打开视野,全行业的人都在想解决方案,办法总比困难多。
04

后记

时间紧能不能搞BIM?

去年10月份,香港特区政府建筑署署长 何永贤 ,在参与大国建造参访团座谈时,回忆起2020年中央支援香港建设临时医院的情景时说:「这个工程真的是做一次,记一辈子的工程。」

她说,一个工程要在四个月内建成,有136个病房,还有这么高的标准,跟一般医院标准上没有什么区别,还有香港的法律法规,每一步都要做好,这个是很难的一个任务。没有中央资金、技术和人才的支持,基本上是没有可能建成的, 香港从来没有一个项目是用这种方法去做的
交流的过程中我们能感觉到,这样高要求、高政治意义的项目,要把质量、流程、技术、协同在这么短的时间里协调起来,团队一定承受着巨大的压力,也会带来巨大的成长。
这不禁又让我们想起,行业里经常说的一句话:「   项目时间紧,做不了BIM   」。
前段时间,我们发布了一篇文章,   《我在新加坡做BIM经理:在高度成熟的BIM市场中,怎么搞出有用的创新?》   ,大家在留言区一边觉得有借鉴价值,一方面也感叹,国内没有新加坡那么好的环境,给充足的时间去搞技术。
而今天的这个故事,给我们带来了一个新的思考:时间紧,是搞不了BIM的真正原因吗?
有一次和欧特克的一位朋友聊天,他和我们谈到,施工BIM应用存在着很多现实问题,有些是真心想做好、但因为技术不足,暂时没做好;也有一些是当事人心里其实没太想做好。 阶段性地看,结果差不多,长期来看,天差地别。
这有点像我们说:「下班太晚,没时间锻炼」。下班时间和健身似乎是一对天敌,可当一个人真的面对下班太晚,又真的很想锻炼的情况,他会不会去想别的办法呢?

香港医院项目,就把这个问题抛在了深圳技术支援中心团队每个人的面前。
项目时间确实紧,MiC和DfMA又必须要求精细化的三维设计,于是他们必须想出办法,去解决这样的问题,而不是摊开手无奈地说:「对不起,时间太紧,我做不到」。
这样的特殊项目,当然只是个例,中国还有大量的项目确实存在着时间不够的矛盾。
但如果我们反观这个团队的成长思考,他们没有因为完成了一个历史性的项目沾沾自喜,而是重新回过头,总结了「要重视流程管理、要注重技术栈迭代」这么两个反思。
他们的成长不会在「时间太紧、做不了BIM」这个节点上停下来,攻克了时间太紧这个难题,未来的项目还会有其他的难题,但这种想尽办法解决问题的干劲儿,也许是一个团队能走得更远、能承接更重大的项目,必备的能力。
好了,今天的分享就到这儿啦,欢迎你留下自己的思考,也欢迎你联系我们,把你的故事分享给大家。

有态度,有深度,BIMBOX,咱们下次见!

来源:BIM清流BIMBOX 

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 英雄联萌
    英雄联萌 沙发

    感谢,学习一下。感谢,学习一下。

    2022-07-13 13:18:13

    回复 举报
    赞同0
  • 淡淡苏烟味


    厉害啊 楼主
    感谢楼主的无私奉献!

    2022-07-13 13:11:13

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

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