李　丹

(廣州市設(shè)計(jì)院，廣州　510620)

?

一次高完成度的BIM設(shè)計(jì)實(shí)踐
——三亞財(cái)經(jīng)國際論壇永久會(huì)址

李丹

(廣州市設(shè)計(jì)院，廣州510620)

【摘要】三亞財(cái)經(jīng)國際論壇永久會(huì)址項(xiàng)目，定位于能夠滿足最高級(jí)別的國內(nèi)和國際政治、金融會(huì)議及會(huì)展需求，方案構(gòu)思新穎，造型獨(dú)特，具有較高的設(shè)計(jì)難度和實(shí)施難度。本文全面、系統(tǒng)地介紹了該項(xiàng)目BIM設(shè)計(jì)的組織方式與應(yīng)用情況，從初步設(shè)計(jì)開始直到后期施工配合，BIM設(shè)計(jì)在應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜形體的土建定位、管線綜合設(shè)計(jì)過程中具有不可替代的作用。尤其在面對(duì)最為復(fù)雜的無數(shù)理規(guī)律的幕墻系統(tǒng)時(shí)，BIM使得設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工緊密結(jié)合，有效進(jìn)行。同時(shí)，BIM設(shè)計(jì)也對(duì)室內(nèi)凈高、綠建相關(guān)設(shè)計(jì)起到了優(yōu)化作用。最終的建成情況也印證了借助BIM設(shè)計(jì)這一利器，不僅圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)也達(dá)到了較高的完成度。

【關(guān)鍵詞】三亞財(cái)經(jīng)國際論壇永久會(huì)址；BIM設(shè)計(jì)；多專業(yè)協(xié)調(diào)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；高完成度

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.01

1工程概況

1.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

三亞財(cái)經(jīng)國際論壇永久會(huì)址項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱“論壇”)選址在三亞最后一塊高品質(zhì)的海濱資源地——海棠灣?！皣液０丁钡亩ㄎ唬馕吨Ｌ臑硨⒁越ㄔO(shè)世界級(jí)的旅游休閑度假區(qū)為目標(biāo)，成為國家品牌，承載國家熱帶濱海旅游的形象。作為項(xiàng)目核心建筑的論壇，位于海棠灣的沙灘之上，東側(cè)正對(duì)風(fēng)景秀麗的蜈支洲島，所處自然環(huán)境十分優(yōu)越。論壇定位于能夠滿足最高級(jí)別的國內(nèi)和國際政治、金融會(huì)議及會(huì)展需求，以和解與和諧象征的“靜石”為設(shè)計(jì)概念的出發(fā)點(diǎn)，充分利用場(chǎng)地的坡度，精心布局，地下各層及夾層、首層均能與室外環(huán)境相互連通，各建筑功能要素充分利用這種內(nèi)在相鄰性創(chuàng)造多樣的觀景平臺(tái)和空間層次，并以其獨(dú)特的巖石狀造型成為這一區(qū)域的標(biāo)志性建筑。建成之后，論壇將成為世界級(jí)大型重要會(huì)議舉辦地及外交目的地之一。

建筑面積2.8萬m2，地下兩層，地上三層，建筑高度32.5m，項(xiàng)目工程管線復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大。項(xiàng)目效果圖如圖1所示。

1.2工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

本項(xiàng)目BIM 設(shè)計(jì)工作完全由廣州市設(shè)計(jì)院獨(dú)立承擔(dān)，并主要由各專業(yè)的施工圖設(shè)計(jì)工程師本人親自進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)的各項(xiàng)具體工作。以BIM 技術(shù)應(yīng)用而言，本項(xiàng)目完成了如下三方面的特點(diǎn)和難點(diǎn)：一，復(fù)雜且異形體量建筑單體的全專業(yè)BIM 建模；二，綜合管線要求下的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備全專業(yè)三維協(xié)同分析查錯(cuò)；三，基于BIM 模型的主要使用空間內(nèi)部凈高優(yōu)化等。因造型復(fù)雜，建筑內(nèi)部空間變化多樣、夾層眾多，BIM 模型較好地協(xié)調(diào)了各設(shè)備管線的路徑和交叉，并對(duì)一些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)提供了直觀的分析輔助。同時(shí)，BIM 模型對(duì)建筑外表皮復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)、主體維護(hù)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)支持體系提供了精準(zhǔn)的定位。

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

因造型復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法已難滿足本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需要。本項(xiàng)目中，BIM 設(shè)計(jì)最終目標(biāo)就是滿足施工需要。因此本項(xiàng)目的BIM 應(yīng)用目標(biāo)可分為兩部分，第一部分為提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量。主要可體現(xiàn)為在三維環(huán)境下的可行性分析、綠建模擬計(jì)算對(duì)建筑空間、建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化等；第二部分為利用BIM模型更高效地繪制施工圖。主要可體現(xiàn)為碰撞的提前解決等。

本項(xiàng)目確立了REVIT所建的BIM模型為核心的應(yīng)用策略，通過各種轉(zhuǎn)化，使得模型能夠用于綠建模擬分析、可視化應(yīng)用、管線碰撞檢測(cè)、云渲染云存儲(chǔ)等各種用途。

2.2實(shí)施方案

采取各專業(yè)分別建模，中心文件協(xié)同設(shè)計(jì)的工作方式。

2.3 團(tuán)隊(duì)組織

團(tuán)隊(duì)采用BIM 專項(xiàng)負(fù)責(zé)人統(tǒng)籌制。各專業(yè)一名設(shè)計(jì)師專門負(fù)責(zé)BIM 設(shè)計(jì)，此人同時(shí)也應(yīng)該是該專業(yè)的主要設(shè)計(jì)人。專業(yè)之間的協(xié)調(diào)由專項(xiàng)負(fù)責(zé)人組織。

2.4應(yīng)用措施

在BIM 模型的基礎(chǔ)上，采用了全專業(yè)協(xié)同配合(建筑+結(jié)構(gòu)+設(shè)備)、可視化應(yīng)用、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)、仿真模擬和路徑導(dǎo)航漫游、云渲染和云存儲(chǔ)等具體的技術(shù)手段。在最終的設(shè)計(jì)成果上，主要的建筑專業(yè)施工圖均在BIM 設(shè)計(jì)軟件Revit 2014中直出(不再轉(zhuǎn)化為AutoCAD 文件)，其他專業(yè)的施工圖使用Revit、Navisworks 等軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.5 軟硬件環(huán)境等

主要應(yīng)用的軟件包括但不限于Autodesk Revit 2014、Navisworks Manage 2014、Autodesk Vasari beta 3等。硬件環(huán)境為配置INTEL Core i7級(jí)別CPU 及其相應(yīng)級(jí)別的內(nèi)存、顯卡的WINDOWS 7 64bit操作系統(tǒng)兼容計(jì)算機(jī)。

3BIM 應(yīng)用

3.1 BIM建模

本項(xiàng)目的BIM 設(shè)計(jì)以最終指導(dǎo)施工為目的，客觀上要求本項(xiàng)目的BIM 模型能夠達(dá)到施工模型深度。具體簡(jiǎn)述為土建專業(yè)全建模，設(shè)備專業(yè)除末端外的管線建模。同時(shí)，BIM 模型也交付給各配合專業(yè)公司進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，與鋼結(jié)構(gòu)深化、幕墻生產(chǎn)緊密結(jié)合，保證了多家設(shè)計(jì)單位的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。合并后的模型交付施工單位現(xiàn)場(chǎng)作為施工參考。各專業(yè)和各深化設(shè)計(jì)公司最終完成的BIM 模型如圖3所示。

3.2BIM應(yīng)用情況

BIM應(yīng)用貫穿于從初步設(shè)計(jì)到后期施工配合的整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期，以下簡(jiǎn)單舉幾例：

(1)從初步設(shè)計(jì)開始，本項(xiàng)目就依靠BIM 模型對(duì)一些復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可行性分析，并在最后的施工圖中輔助進(jìn)行節(jié)點(diǎn)詳圖的設(shè)計(jì)。如圖4a(b)所示。

(2)以Revit所建立的BIM模型為核心，通過各種轉(zhuǎn)化，使得模型能夠用于綠建模擬分析，本項(xiàng)目最終確定的屋面排煙、排風(fēng)、進(jìn)風(fēng)口的相對(duì)位置關(guān)系，就采納了綠建模擬計(jì)算中風(fēng)環(huán)境模擬的相關(guān)結(jié)論。其他諸如門開啟位置、風(fēng)口高度、梁的尺度等細(xì)節(jié)問題，BIM 模型也對(duì)設(shè)計(jì)起到了較好的優(yōu)化作用。如圖4c(d)所示。

(3)在滿足了管線零碰撞的要求后，繼續(xù)在三維環(huán)境下對(duì)管線尺寸和管道走向進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵空間的凈高有了較大提升，優(yōu)化了建筑使用空間。如圖3d(e)所示。

(4)消防疏散輔助分析，以首層宴會(huì)廳為例， 555人同時(shí)使用的情況下，所有人在20s左右的時(shí)間內(nèi)疏散到8個(gè)不同方向的安全出口。此結(jié)果也提供給消防專家評(píng)審會(huì)，作為消防性能化的參考意見。如圖4(f)所示。

3.3BIM難點(diǎn)解決

項(xiàng)目的幕墻系統(tǒng)是最為復(fù)雜的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，多折面無數(shù)理規(guī)律的幕墻定位和面積算量的解決是本項(xiàng)目一大亮點(diǎn)。借助多個(gè)三維軟件的相互轉(zhuǎn)換和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終使得在BIM 模型中，鋁板幕墻這層“皮膚”完全貼合在建筑表面，同步將幕墻定位、幕墻分塊、面積算量等難點(diǎn)一次性解決。每一塊幕墻均分別編號(hào)、角點(diǎn)定位坐標(biāo)，與最終生產(chǎn)的幕墻鋁板一一對(duì)應(yīng)，使得設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工有序進(jìn)行。如圖5所示。

4應(yīng)用效果

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式相比較，本項(xiàng)目BIM 設(shè)計(jì)的綜合效益主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

(1)因建筑造型復(fù)雜獨(dú)特，傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式難以對(duì)建筑幕墻系統(tǒng)、主體維護(hù)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)支持體系提供精準(zhǔn)的定位，BIM 設(shè)計(jì)較好地解決了這一難題；

(2)因內(nèi)部空間復(fù)雜，管線轉(zhuǎn)接較多，且內(nèi)建多個(gè)土建夾層、風(fēng)道，借助BIM 設(shè)計(jì)較好地協(xié)調(diào)了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的各專業(yè)要素關(guān)系，并保證設(shè)備管線、夾層不影響建筑獨(dú)特的外觀效果；

(3)針對(duì)業(yè)主提出的若干主要使用空間需要達(dá)到的最小凈高要求，結(jié)合BIM 模型較好地完成了對(duì)結(jié)構(gòu)、設(shè)備管網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整；并完成了較高質(zhì)量的全建筑管線綜合設(shè)計(jì)。

借助BIM 這一利器，使得本項(xiàng)目在建筑形體如此復(fù)雜多變的前提下，依舊保證了較高的完成度。如圖6所示，選取南廣場(chǎng)、建筑東南角、東側(cè)商業(yè)街等幾個(gè)位置，可視化的云渲染效果圖預(yù)期，與建成后拍攝的實(shí)景照片并無二至，BIM 設(shè)計(jì)是保證項(xiàng)目高質(zhì)量完成的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

5總結(jié)

本項(xiàng)目的BIM 設(shè)計(jì)雖然圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，取得了較為可喜的成績，但確實(shí)也存在一些問題。

首先，本項(xiàng)目主要采用的BIM 設(shè)計(jì)軟件Revit對(duì)國內(nèi)繪圖環(huán)境本地化的支持并不足夠。BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)上并沒有類似CAD平臺(tái)的天正或理正這樣完全貼合國內(nèi)圖紙表達(dá)等的本地化插件，因此除建筑專業(yè)外，結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)還難以做到采用Revit直出施工圖。尤其是結(jié)構(gòu)專業(yè)，BIM所建模型并不能直接應(yīng)用于受力計(jì)算，必須分兩次建模，增大了工作量。

其次，在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，工作集的建立和管理存在不合理的地方，多人協(xié)同工作還難以稱得上高效、嫻熟。解決此困難只能靠項(xiàng)目和經(jīng)驗(yàn)的積累。

綜上所述，建筑信息模型(BIM)設(shè)計(jì)，對(duì)亞財(cái)經(jīng)國際論壇永久會(huì)址這樣造型復(fù)雜、建筑內(nèi)部空間變化多樣、同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量要求較高的項(xiàng)目來說，是必經(jīng)的設(shè)計(jì)之路。本項(xiàng)目的BIM 設(shè)計(jì)對(duì)建筑外表皮復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)、主體維護(hù)體系、主體結(jié)構(gòu)支撐體系提供了精準(zhǔn)的定位，同時(shí)較好地協(xié)調(diào)了各設(shè)備管線的路徑和交叉，并對(duì)一些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)提供了直觀的分析輔助，圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)，最終建成效果保證了較高的完成度，取得了令人滿意的設(shè)計(jì)成果。

參考文獻(xiàn)

[1]王宇， 常茜．工欲善其事，必先利其器——BIM實(shí)踐案例及經(jīng)驗(yàn)體會(huì)[J]．建筑學(xué)報(bào)， 2011(06)： 101-104.

[2]葛清主編．BIM第一維度——項(xiàng)目不同階段的BIM應(yīng)用[M]．中國建筑工業(yè)出版社， 2013.

[3]葛蘭文主編．BIM第二維度——項(xiàng)目不同參與方的BIM應(yīng)用[M]．中國建筑工業(yè)出版社， 2011.

[4]歐特克軟件(中國)有限公司． 可持續(xù)設(shè)計(jì)分析和建筑信息模型[M]．上海：第三屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集， 2011：348-357.

[5]傅筱． 一種相對(duì)關(guān)系的推敲——BIM作為建筑構(gòu)思和深化的設(shè)計(jì)工具[J]．時(shí)代建筑， 2013(02)： 26-29.

[6]任愛珠． 從“甩圖板”到BIM——設(shè)計(jì)院的重要作用[J].土木工程信息技術(shù)， 2014， 6(1)： 1.

[7]何關(guān)培．BIM和BIM相關(guān)軟件[J]．土木工程信息技術(shù)， 2010， 2(4)： 110-117.

[8]陳劍佳， 焦柯，楊遠(yuǎn)豐．基于Revit建筑結(jié)構(gòu)施工圖表達(dá)的實(shí)用方法[J]．土木工程信息技術(shù)， 2015， 7(5)： 128-34.

[9]何永祥， 潘志廣，黃世超．BIM技術(shù)在施工圖繪制中的應(yīng)用研究[J]．土木建筑工程信息技術(shù)， 2013， 5(2)： 15-22.

[10]曾旭東， 王大川，陳輝．參數(shù)化建模[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社， 2011.

Abstract:With novel design and unique shape, Sanya Forum Permanent Site Project aims to meet the requirements of the highest level of domestic and international political and financial conference of exhibition, which is of high design as well as implementation difficulty. This article comprehensively and systematically introduces the organization mode and application of BIM-based design in this project. From the primary design to later period of construction cooperation, BIM-based design plays an irreplaceable role in the process of coping with civil engineering location and comprehensive pipeline design of complicated form. Especially when confronting with the most complex curtain wall system without mathematical rules, BIM renders to the close combination of design, production and construction and works effectively. Meanwhile, BIM-based design optimizes internal clear height green building-related design. The final completion also shows that BIM-based design not only completes the design task successfully, but also reaches high-level accomplishments.

Design Control of High-level Accomplished Projects：BIM-based Design Practice of Sanya Forum Permanent Site

Li Dan

(GuangzhouDesignInstitute，Guangzhou510620，China)

Key Words：Sanya Forum Permanent Site; BIM-based Design; Multi-disciplinary Collaboration; Design Optimization; High-level Accomplished Projects

【作者簡(jiǎn)介】李丹(1983-)，男，工程師。主要從事建筑設(shè)計(jì)及其與BIM結(jié)合運(yùn)用的研究。

【中圖分類號(hào)】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1674-7461(2016)02-0001-05