Le BIM pour une salle de conférence du G20

Article de LU ZHI-HONG, directeur général, Zhejiang YASHA Décoration Co., Ltd., BIM Center; Membre, China Graphics Society Comité BIM; Éditeur délégué des normes BIM pour le design d’intérieurs et les façades rideaux, China Building Décoration Association.

 

LU ZHI-HONG, YASHA

LU ZHI-HONG, YASHA

Lorsque le sommet du G20 a été prévu en 2016 au Centre d’Exposition International de Hangzhou, l’entreprise Zhejiang YASHA Co. a pris en charge la conception de la zone principale de conférence.

Ce projet de construction comportait du design courbe, des techniques de construction compliquées, un délai court et des exigences de sécurité spéciales. L'ensemble des travaux de conception et de construction était un vrai défi, en particulier la salle de réunion principale pour le G20. L'équipe de gestion d'information de bâtiment (BIM) de YASHA a utilisé la numérisation laser 3D sur site, la modélisation paramétrique, la conception et la fabrication rationalisée, et d'autres techniques BIM pour aider les concepteurs et les chefs de projet à compléter sans problème leurs tâches et à assurer la fluidité de la construction de la salle principale du G20.

Contexte et objectifs du BIM dans le projet

Le Centre d’Exposition International de Hangzhou est un projet phare pour la ville de Hangzhou. Il a été sélectionné comme site pour le sommet du G20 en 2016. En raison de la fonction spéciale du site et du court délai de réalisation, la construction s’avéra extrêmement difficile.

Le plus complexe était un design complexe avec des normes de sécurité draconiennes pour la salle principale du G20. Notre entreprise a misé sur l’intégration des concepteurs, des constructeurs et des experts du BIM dans un groupe de travail commun pour utiliser la technologie BIM pendant les phases de design et de construction afin d’avoir le projet sous contrôle.

Cela nous a permis d'atteindre notre objectif de haut niveau de qualité, d'efficacité et de suivi.

Le logiciel BIM et la technologie de balayage laser 3D

La décoration est l’installation ultime dans un projet de construction. Etant basée sur le design initial du bâtiment, les problèmes de qualité et de changements dans la construction, la structure et les systèmes électriques ou mécaniques auront impact significatif sur la pose ultérieure d'éléments de décoration.

Pour éviter ces problèmes, notre société a utilisé des scanners laser 3D pour recueillir les données structurelles « telles-que-construites », puis a effectué une rétroconception pour lui comparer le design original afin de trouver rapidement et visuellement avec précision les changements de de la construction réelle.

Collecte de données sur place et modélisation inverse

On-site surveying work

Notre première tâche lorsque nous commençons un projet consiste à effectuer un contrôle structurel sur place. Notre expérience de projets antérieurs, nous a habitués à trouver des niveaux de différence variables entre les données de conception de construction et la réalité construite.

 

En raison de la nature particulière de ce projet, notre société a commencé par faire le balayage 3D du site en utilisant des scanners laser performants pour collecter l’ensemble des données structurelles. Nous avons ensuite procédé au traitement des données pour obtenir une modélisation inverse depuis les nuages de points afin de créer un modèle numérique entièrement 3D du site. Grâce à ces données, nous pouvons développer le design de la décoration détaillée basé sur un modèle qui est identique à la réalité.

Nuage de points de la structure

Modélisation Catia en reverse Modeling

Analyse de conception basée sur le modèle inversé

Après avoir intégré le modèle « tel-que-conçu » avec modèle « tel-que-construit », nous avons constaté de graves divergences, en particulier un conflit sérieux entre la structure en acier réelle et le design envisagé du plafond basé sur son design originel : les 4 éléments de coin de la structure en acier à laquelle le plafond devait être suspendu dépassaient de plus d'un mètre sous le plafond.

Il était impossible de procéder à la construction basée sur ce design. Nos concepteurs et constructeurs ont travaillé d'urgence pour trouver des solutions. Étant donné que la date limite de livraison du projet était très proche, il était impossible de modifier la structure en acier. Après les discussions multipartites, il a été convenu de repenser et d’abaisser le faux plafond pour tenir compte de la structure existante.

Conflit entre le modèle structurel CATIA et la conception du plafond

Modèle de conception modifié basé sur des données structurelles sur place

Détail et optimisation de la conception basée sur BIM

Le BIM a été largement reconnu comme une révolution dans l'industrie de la construction. La livraison directe sans plans 2D d’un design 3D est maintenant la tendance. Non seulement c'est une révolution technologique, mais c'est surtout une innovation complète du processus.

Au cours de la phase de conception, des modèles BIM sont créés pour les éléments architecturaux, structurels et intérieurs du projet. La prise de décision basée sur des scénarios 3D intuitifs a permis au projet de réaliser un design réellement visuel, comme les connexions spatiales complexes, les effets de perspective et une optimisation de la forme des composants.

le BIM permet de concevoir le "ce-que-vous-voyez-est–ce-que-vous-aurez" et permet aux concepteurs de prendre les meilleures décisions.

Sélection par un design visuel

Comme le dépassement du côté nord a eu le plus grand impact et impliquait d’abaisser le plafond de plus d'un mètre, le responsable du design était très préoccupé par l'effet visuel sur le résultat final. Ainsi, notre équipe BIM a utilisé la technologie de modélisation paramétrique pour effectuer de multiples ajustements de la courbe du plafond. Après avoir comparé plusieurs designs, il a été décidé d'abandonner le design originel et d’abaisser à tous les coins. En augmentant la courbe du plafond suspendu, nous avons pu obtenir un résultat visuel acceptable sans réduire l'espace. Ce design a obtenu l'accord du chef de projet et du maitre d’ouvrage.

Réglages de la couche externe courbe du plafond

Choix entre différents modèles de plafonds radiants

Plan de plafond final

Rationalisation et optimisation du design

Le processus de conception BIM permet à plusieurs concepteurs de travailler collectivement dans le même modèle. Il rassemble des informations pertinentes et permet une meilleure coordination entre les disciplines et entre les concepteurs. Il réduit les inefficacités et libère les concepteurs des processus de révisions sans fin. Cela libère du temps et de l'énergie pour optimiser, améliorer et vérifier le design, ce qui permet d'obtenir une conception rationalisée.

Fenêtre originale

Conception optimisée

Photo des fenêtres posées

La conception des coins de style toit chinois comportait quatre poutres, initialement conçues pour être arquées en dimension 600 × 900. Cependant, le responsable du projet a constaté que, dans le modèle BIM, ces poutres semblaient trop audacieuses. En utilisant le modèle BIM, notre équipe a créé des alternatives de conception de différentes tailles de poutres.

Après plusieurs discussions et ajustements, il a été convenu de redimensionner les poutres d'angle à 600 × 600 et d'effectuer des ajustements sur la conception des supports.

Poutres d'angle 600 × 900 originales

Résultat du faisceau d'angle 600 × 600 final

Photo réelle du faisceau mis en œuvre et de la conception des supports

Applications paramétriques et processus de travail

Le design BIM permet des raccourcis pour la conception de la fabrication. Au cours du design, nous considérons pleinement le processus de fabrication et de construction. Les logiciels BIM pointus modélise le processus très précisément et créent des données de processus pour assurer sans interruption la remise de l'information à la fabrication.

Le hall principal du G20 comprenait 352 chevrons de différentes tailles et formes. Lorsque la forme du plafond a changé, les chevrons ont également changé. En raison de la différence entre la structure en acier et le design originel, des ajustements fréquents ont été effectués pendant le processus de conception de la fabrication, ce qui a entraîné une énorme quantité de changements de dessins de fabrication. Dès que le design a été validé, les données durent être envoyées sur le site de fabrication.

Nous avons utilisé CATIA, un logiciel de conception paramétrique avancé, pour notre travail car un processus de conception traditionnel ne pourrait jamais atteindre ce niveau de vitesse et de précision.

Les principales étapes ont été les suivantes :

 

  1. Ébauche de la conception de la forme du plafond
  2. Validation des sections transversales des chevrons et des poutres d'angle
  3. Liaison des chevrons et des poutres en fonction des paramètres et de la surface incurvée
  4. Génération automatique des chevrons et des poutres en fonction des paramètres pour créer le plafond.
  5. Génération des dessins d'atelier pour chaque chevron et poutre en utilisant un modèle 3D.
  6. Ajout du marquage CAO et soumission aux fabricants

En utilisant ce modèle de conception basé sur des paramètres, dès que la surface du plafond a été validée, les données de fabrication pour les chevrons ont pu être produites rapidement. Cette précision a considérablement accru et amélioré la liaison entre la conception et la fabrication.

Sans un logiciel de conception paramétrique, la création et les modifications répétitives des modèles sur un calendrier aussi court n'auraient pas été possibles.

Modèle de surface confirmé

Les rasters génèrent automatiquement en fonction de la surface courbe pour créer le plafond

Modèle paramétrique en profondeur

Le modèle crée directement des plans de processus

Sur la base de données complète du site réel, nous avons créé un design paramétrique précis, et nous avons utilisé des modèles BIM pour fournir à la fois les données de conception, le métré et des dessins de pièces fabricables à l’atelier.

Grâce à l’utilisation d’une technologie de pointe et de sa mise en œuvre rigoureuse, les leaders du monde entier ont pu se rencontrer sous le plafond de la salle pour discuter des affaires mondiales et profiter du décor de l'architecture chinoise selon les caractéristiques distinctives de la Chine du sud.

Salle de conférence du G20

Ces dernières années, le BIM a décollé en Chine. Grâce aux Jeux olympiques de Beijing en 2008 et à l'Exposition universelle mondiale de Shanghai en 2010, le BIM a commencé à devenir largement utilisé. Mais l'utilisation du BIM pour l'aménagement intérieur a été plus tardif.

Suite à succès du projet principal de la salle principale du sommet du G20, l'utilisation du BIM dans l'aménagement intérieur devrait se développer.

Références

HUANG Bai. “Observations on the Development of BIM in China’s Construction and Interior Design Industries [N]”. China Construction Journal. 2015 (008).

ZHANG Yu-ping. “On the Application and Development of BIM in Construction, Interior Design, and Renovation Projects.

Urban Construction Theory and Research: Electronic version.” 2013(24).

LÜ Fang, WEI We, YANG Jia-yue. “Shanghai Modern Engineering Consulting Co., Ltd. Uses BIM to Quickly Improve Overall Project Control [A]”. BIM and Engineering Construction Informatization – Third Collection of Forums and Papers on Innovative Engineering Construction Computer Programs[C]”. 2011.