智慧化设计、智慧化建设、智慧化运营 兰州奥体的“智慧”国内名列前茅
2021-01-05 09:00
智慧化设计、智慧化建设、智慧化运营
兰州奥体的“智慧”国内名列前茅
加紧施工中的体育场
体育场效果图
奥体智慧展馆内，展示BIM系统下的智慧管控。
BIM系统下的智慧管控
运动员公寓效果图
综合馆效果图
奥体中心整体效果图
施工中的网球馆
施工中的综合馆
施工中的游泳馆
智慧化设计、智慧化建设、智慧化运营。这是兰州奥体中心在规划之前就提出的理念。而在这种理念的引领下，兰州奥体中心势必会建设的与众不同。“兰州奥体中心的建设规模在全国同规模中排名第七，但并列第七的有12家，我们做了一个横向对比，并列的12家里兰州奥体中心最后一个建设，这让兰州奥体中心有着建设的后发优势，不论是建筑的造型设计，还是智能化的先进水平，在国内首屈一指。”中国十七冶集团有限公司兰州奥体中心项目总工程师胡义说。
智慧化设计
动工前已看到奥体全貌
在2019年7月27日兰州奥体中心的奠基开工典礼上，展示区内的数个AR眼镜被人们争相佩戴观看，原来通过AR眼镜看到的是1比1利用BIM系统（建筑信息模型化，以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息）。在电脑中生成的奥体中心的立体影像，观看的人可以通过自己的行走，步入各场馆之中，去领略奥体中心的雄伟，这就是奥体中心引入智慧化设计所带来的成果。
“近些年，大家都在谈论5G智慧化，奥体中心建设需不需要智慧化，这也是我们一直所关注的。通过多轮次的讨论，我们最终确定要把奥体中心建成在国内领先的智慧化场馆。”兰州奥体中心工程建设现场办公室主任张磊告诉记者。
2019年，兰州奥体中心在进行PPP谈判时，省委书记、省人大常委会主任林铎亲临现场并做出指示：要按照习近平总书记对甘肃八个助力的要求，着力推进科技发展与创新，将兰州奥体中心建设成为兰州第一个5G试点项目，将兰州奥体中心建设成为一个智慧化的场馆，让无人驾驶的汽车在奥体中心跑起来。这个指示更加坚定了兰州奥体人建设国际一流现代化场馆的信心和决心，所以就提出了“智慧化设计、智慧化建设、智慧化运营”的整体理念。
如何智慧化设计呢？奥体中心是一个大型的体育场馆，建筑工艺覆盖了土建、复杂钢结构、穹顶、地下通道、桥梁、平台等施工工艺，而且奥体中心是一个“后门关死的项目”，2022年要举办全省第十五届运动会，省运会的很多比赛都要放在奥体中心举办，所以在建设工期上是严格规定的，没有余地。因此，没有智慧化的设计作为指引，是无法对整个工程进行合理排布、合理施工的，必须智慧先行。
张磊说：“2018年住建部也提出到2020年达到所有建设项目BIM系统全覆盖，因此我们从奥体中心图纸设计时就开始了智慧化平台——5D+BIM系统的运用。BIM系统基本有两种，一种是前置型BIM系统，就是在绘制施工图时，同时BIM系统的图纸1比1跟进；还有一种是在施工图绘制完成之后，再根据施工图完善BIM系统。兰州奥体中心采用的是第一种方式，同时形成施工图纸，用5D+BIM系统的模式来指导施工的进度；指导施工的工法；指导施工当中困难节点、问题，这就为奥体中心加速推进，取得13个月主体育场和运动员公寓合龙、封顶这样一个成果，奠定了坚实的基础。”
智慧化建设
问题解决在施工之前
有了智慧化前期设计，就能知道奥体中心建设“第一块砖放在哪，最后一块砖放在哪”。而智慧化的建设，就是对智慧化设计的最好呈现。奥体中心施工现场的BIM覆盖，让奥体中心的建设在各个方面都能有据可依，做到最优化。工人进入场地时是否戴安全帽？在工作期间的工作状况如何？工地上目前有多少工人？工人年龄、地域分布如何？这些数据全部都可以在科技馆里智慧工地大屏幕上清晰显示出来。
“以往我们看到的图纸就是一张平面图，还需要很多图纸的配合，才能形成一个连贯性的施工作业蓝图。BIM系统就是利用我们的5D技术，将纸质图纸在电脑中形成立体图纸，它提供给我们的是长、宽、高比例、安装形式、注意事项、材料用量、人工用量等具体的数据，我们能直观地看到‘高楼平地起’第一块砖放在哪，最后一块砖添在哪。所以BIM系统的应用对于奥体中心这样大体量、时间紧，任务重的工程是起到决胜性作用的。”张磊说。
BIM系统在具体的施工中更加的实用。胡义告诉记者：“例如在游泳馆建设中我们就遇到了一个难点，一些承重柱因为有主柱和斜柱，导致混凝土灌桩中会出现钢筋和钢管较多的情况，这很可能会导致混凝土灌注不实。为了解决这个问题，我们首先采用了颗粒较小的混凝土；其次，我们用BIM系统建造一个电脑模型，用电脑模型算出灌注水泥的量，施工现场有一个智能地磅，罐车先上地磅称重，灌完以后罐车再上地磅称重，拿实际用量和BIM系统的数据进行对比，如果差距不大，那么灌注就是密实的。如有一定差距，就说明没有灌满，那么就要采取必要的措施，保证混凝土能够灌实。采用了这个方法后，奥体中心承重柱灌注的都非常好，极大避免了返工和材料浪费。”
记者从采访中了解到，BIM系统有着三个方面的优势。一个方面可以让人更直观地观察到建设的项目。比如说奥体中心的一些钢结构施工，有时要在一个标准的圆上插入多根钢管，而这些钢管大部分都是不规则且带有扭力的，如果在纸质图纸上反应会非常复杂，但在BIM系统的图纸里呈现在球体上的是每一根钢管的坐标点，如钢管的粗细度、倾斜度、扭力值等，这些数据在BIM系统立体的空间里是看得着、摸得着的，促进了这些复杂建筑工艺的落地。另一方面，可以大大降低出错的可能避免返工。因为BIM系统给出的是一个很详细的施工数据，经过BIM下的3D激光扫描进行测距，就能够实现一次成型的可靠度，大大地缩减成本，节约工费、工时和劳力。第三方面，BIM系统是奥体中心今后智慧化运营的前提。没有BIM系统的前期搭建，就不会产生整个图纸的数字孪生；没有整个图纸的数字孪生，就不能实现今后对每一个场馆的智能化控制。所以，BIM系统是智能化运营的前提条件。
张磊告诉记者：“奥体中心的BIM系统共包括十个板块，全系统地控制了整个场内人、机、物、法（制作工法）、环（环节、环境）五个生产要素。在智慧工地打造中，从工地的超脑建设、工地的视频监控、高空的高清摄像、塔吊的智能监控、人员智慧安全帽的监控等，我们做到了场内全覆盖、全环境的监控，因此奥体中心也拿到了全国3A级绿色工地的荣誉称号。在智慧建造当中，我们充分利用前期的智慧设计，充分利用5G+BIM系统技术，实行了更多新技术的应用，这才能让我们在13个月时间里完成主体育场和运动员公寓的封顶合龙工作。现在奥体中心已经拿到了BIM系统应用的两个奖项，一个是建筑业协会的BIM系统应用一等成果，另一个是勘察设计协会的BIM系统应用一等成果，这是全国的两个BIM系统运用的最大奖项。”
BIM系统的运用，给奥体中心建设带来了极大地便利，但在具体施工中，也运用到了很多新技术，这也增加了奥体中心的科技含量。中国十七冶集团有限公司兰州奥体中心配套与附属设施项目总工程师禹宁告诉记者：“我们施工的地方以前是一个取沙的沙坑，后期都是建筑垃圾和取沙后的鹅卵石进行回填，这样的环境下基桩非常难打，在打桩时经常会遭遇到一些混凝土块、鹅卵石。例如，正常情况下钻1小时可能钻六七米，这里有时候1天才下钻几十厘米。遇到问题就要解决，经过多次的试验，最终我们采用了长螺旋钻孔压灌桩技术。这个技术一开始也不够快，但当我们将机器的功率提升后，终于有了不错的进展，我们还更换了更坚硬的钻头，这样才终于搞定了打桩这个工作。2017年国家评了建筑业十项新技术，包含有100多个子项，奥体中心施工运用了有30多个子项。”
智慧化运营
优质服务让人们充满幸福感
大型综合类的场馆运营，在国内都是一个难题。但随着国务院下发了《关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见》，提出到2025年体育产业总规模将超过5万亿元，成为推动经济社会持续发展的重要力量。加之 “三亿人上冰雪”口号的提出，体育产业的发展迎来了春天。而兰州奥体中心，更是在建设之初就在为今后的经营而考虑，PPP合作方式的运用，节省政府投入资金的同时，也为场馆的运营打下了基础。而在设计和建设中一直运用的BIM系统，在运营中更将发挥出巨大的作用。
记者了解到，奥体中心的场馆中，很多都有着自己的“聪明之处”。在“三亿人上冰雪”的号召下，奥体中心的主体育馆设计成了冰篮互换的场地，这样一来在兰州市4个月的冰雪期里，就可以开展一些室内的冰上运动。主体育馆的设计是全年开放的，每年只有4天的维修期，如果冰篮转换需要的时间过长，就会影响到场馆的使用，因此奥体中心选择了国际上最好的冰篮互换设备，6小时可以实现冰篮互换，这样就可以把操作的时间放在晚上，不会影响第二天场馆的使用。网球场不仅安装了鹰眼系统，考虑到冬季的使用，在网球馆顶部安装了可开合的穹顶，加大了场馆的利用率。而游泳馆常年开放，恒温设计，让兰州市民在冬季也有了游泳的乐园。
奥体中心是我市的标志性建筑，在设计之初就确定了它将是集体育健身、文艺演出、户外娱乐、餐饮游玩、教育培训等于一体的多功能场馆，而BIM系统会让奥体中心的服务更人性化。“我们对智慧化的运用有两个方面，一是降成本，通过智慧化的管控来降低人力、物力、能耗；二是强服务，通过智慧化的手段来增强老百姓的享受感、获得感、便利感。如何降成本，在场馆里有很多的门禁采用人脸识别，场馆里还有自动清扫机和自动售卖机，可以减少人力、物力。此外，在管理屏幕的监控下，每个场馆的能耗会被及时分析，如8000人的馆如果只进入了1000人，不再是消耗所有的灯光和空调，我们可以做到局部采光、供暖或降温，而且非常精确。在服务方面，市民来到奥体中心锻炼、休闲后，可以通过人脸识别收集大数据并进行分析，从而掌握到被分析市民的喜好，定时、定点推送一些服务信息，靶向性的指引你去想去的地方。而在卖票时，BIM系统可以根据身份证信息识别购票者属于何种人群，如果是老人和孩子，BIM系统就会自动将座位排布在出入口的边上。”张磊说。
除此之外，记者还了解到，在奥体中心奠基时运动的VR技术，在运营中也会被用到，例如可以利用VR技术设计骑马、射门、曲棍球等众多的程序，让孩子们利用AR眼镜来参与体验，教会孩子这些运动的规则、规律和科学性。张磊告诉记者：“ 运营中的智慧化，除了降低成本、耗能等之外，最主要的还是为人提供更加优质的服务。总之，智慧化的运营，将大大提升奥体中心在国内的地位，可以说奥体中心按照现在的设计理念建造下去，场馆的智慧化将在全国走在前列。”
兰州日报社全媒体记者 孔德胜 文/图
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2026年05月08日 03:12:39