□ 傅艷華 黃 煌 廖中恒

南寧市市民中心（南寧東盟文化產(chǎn)業(yè)研發(fā)大廈）作為南寧市五象新區(qū)為市民提供一站式便民政務(wù)服務(wù)的窗口建筑，也是南寧市五象新區(qū)玉洞大道上的一座標(biāo)志性建筑。為滿足市民們的使用需求，針對項目用地緊張的問題開發(fā)了建筑面積為26896.88平方米的大型地下車庫。因項目地下室功能復(fù)雜、車位量多、交通壓力大，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計需要統(tǒng)一信息平臺。

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型，是一種創(chuàng)新的建筑設(shè)計、施工與管理方法，其在三維數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)了集成建筑工程項目等有關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，其體現(xiàn)建筑工程中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用[1]。項目采用Autodesk Revit2015軟件對地下室的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備二維設(shè)計圖進(jìn)行建模，采用Navisworks2015軟件對地下室的綜合管線布置進(jìn)行碰撞檢查，最后完成各項施工圖的出圖。BIM是協(xié)同工作的前提，能夠有效提高建筑項目的工作效率，降低建筑工程項目風(fēng)險和環(huán)境影響，從而達(dá)到綠色設(shè)計和可持續(xù)發(fā)展。該項目運用BIM貫穿著從方案的初定，到施工圖的設(shè)計，再到項目施工的一個全生命周期的一體化過程[2]，具體技術(shù)路線見圖1。

1 大型地下車庫設(shè)計現(xiàn)狀

大型地下車庫設(shè)計不僅涵蓋了普通民用建筑中的強電、弱電、通風(fēng)、采暖、消防、排水等，同時絕大多數(shù)地下車庫中還配建了人防區(qū)域，相應(yīng)的人防設(shè)備也需要被設(shè)置在地下車庫中，進(jìn)一步加大了地下車庫管線的設(shè)計與施工難度。當(dāng)前，大型地下車庫傳統(tǒng)設(shè)計形式主要是基于CAD平臺進(jìn)行，利用平面、立體、剖面等二維視圖的方式展現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計計劃。由于二維圖紙對三維實際事物的表現(xiàn)能力有限，難以完整精確地表述地下車庫設(shè)計中復(fù)雜項目與復(fù)雜節(jié)點，無法充分傳遞設(shè)計意圖。同時，二維圖紙利用線條對地下車庫的復(fù)雜空間圖形層面進(jìn)行描述，只能夠傳遞幾何信息，無法同時備注其他附加信息，不同專業(yè)之間的設(shè)計圖紙也不具備關(guān)聯(lián)性。二維圖紙層之間的交流效率十分低下，不同專業(yè)之間的設(shè)計情況也容易出現(xiàn)信息孤島，從而導(dǎo)致大型地下車庫設(shè)計出現(xiàn)專業(yè)沖突。在大型地下車庫的實際設(shè)計過程匯總中，一般各個專業(yè)之間的聯(lián)動性有限，同時由于大型地下車庫人防設(shè)計屬于專項設(shè)計范疇，往往與大型地下車庫設(shè)計人員缺乏溝通交流，經(jīng)常出現(xiàn)壓力管道穿越人防區(qū)域、管線頻繁碰撞。雖然有的大型地下車庫設(shè)計單位在傳遞設(shè)計任務(wù)書的過程中，要求設(shè)計單位進(jìn)行疊圖處理，可在一定情況下避免平面管線沖突，但是在三維空間上難以完全預(yù)測，仍然給大型地下車庫設(shè)計施工帶來了巨大影響。

圖1 大型地下車庫設(shè)計與BIM技術(shù)路線圖

2 BIM技術(shù)在大型地下車庫設(shè)計中的應(yīng)用價值

大型地下車庫的建筑面積較大、管線分布復(fù)雜、空間彈性較大，涵蓋較多內(nèi)容的專業(yè)協(xié)同，不僅僅需要對大型地下車庫中所有管線的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，同時還需要兼顧地下車庫使用舒適性與人性化。如大型地下車庫中的采光照片、通風(fēng)設(shè)備、標(biāo)識系統(tǒng)設(shè)計、車輛形式安全、地庫人車分流等。在大型地下車庫設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用價值主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。大型地下車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計中頂板選型通常為柱支撐密肋梁蓋樓以及無梁蓋樓，也有部分各種結(jié)構(gòu)類型共同存在的情況。不同樓蓋結(jié)構(gòu)板與不同的主梁形式都會直接影響工程造價。并且，大型地下車庫中不同的柱距也會影響停車效率與大型地下車庫的利用率，進(jìn)而影響大型地下車庫的收益。因此，可利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計預(yù)判，對比不同結(jié)構(gòu)形式下大型地下車庫的經(jīng)濟效益以及施工進(jìn)度，以保證大型地下車庫建設(shè)實現(xiàn)投資效益最大化。二是三維模型建設(shè)。BIM技術(shù)主要利用三維建模展現(xiàn)建筑物空間以及空間內(nèi)部構(gòu)建，并形象展現(xiàn)大型地下車庫中的管線布置與走向。大型地下車庫的層高會直接影響其經(jīng)濟效益。通過展示對比不同模型，在BIM技術(shù)支持下的模型展示中，各個專業(yè)的設(shè)計成果可以在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)與模型環(huán)境中構(gòu)成，并對施工過程中的各個工序進(jìn)行組織模擬，以達(dá)到減少大型地下車庫層高的目的。三是多專業(yè)協(xié)同設(shè)計。大型地下車庫設(shè)計牽涉眾多專業(yè)，綜合性強。BIM技術(shù)在大型地下車庫中的應(yīng)用可以彌補傳統(tǒng)施工設(shè)計圖紙參照協(xié)同的方式，為不同專業(yè)的相互協(xié)調(diào)提供堅實的技術(shù)支持。BIM技術(shù)在推行三維實體建模的過程中更關(guān)注構(gòu)建信息的錄入與使用。利用BIM技術(shù)中的中心文件模型創(chuàng)建，可以及時更新不同專業(yè)設(shè)計信息，有效提升設(shè)計信息的傳遞效率與準(zhǔn)確度，減少不同專業(yè)之間的沖突，改善大型地下車庫設(shè)計涉及專業(yè)眾多、配合困難的情況。四是管線綜合與碰撞測評。BIM技術(shù)應(yīng)用在大型地下車庫管線綜合布置中，將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型。工程設(shè)計人員可以直觀地掌握管線布設(shè)的具體位置與高度，以便避免管線布設(shè)沖突的情況。BIM技術(shù)中帶有管線碰撞測評功能可以第一時間檢查管線是否出現(xiàn)碰撞，以保障管線綜合布設(shè)的質(zhì)量。并通過管線碰撞測評明確大型地下車庫中施工難點區(qū)域，并且予以反饋。五是優(yōu)化大型地下車庫結(jié)構(gòu)。在大型地下車庫設(shè)計中不僅僅要考慮設(shè)計的經(jīng)濟性，同時還需要考慮使用者的使用需求。利用BIM虛擬漫游功能，改善大型地下車庫中影響實際使用的各類因素。如大型地下車庫出入口的設(shè)計要充分考慮不同車型的安全通過性，多次模擬車庫入口、坡度，以獲取最佳數(shù)據(jù)；大型地下車庫對采光要求較高，BIM技術(shù)可以對自然光、輔助照明進(jìn)行模擬，以選擇最佳采光位置。還可以利用BIM技術(shù)的虛擬漫游功能，設(shè)計合理標(biāo)識系統(tǒng)與車輛引導(dǎo)線路，引導(dǎo)使用者快速通過，避免車輛擁堵情況的出現(xiàn)。

3 大型地下車庫BIM技術(shù)建模流程

進(jìn)行建模工作準(zhǔn)備。一是充分利用大型地下車庫的設(shè)計意圖，明確業(yè)主與設(shè)計師的設(shè)計目的，以便精準(zhǔn)進(jìn)行BIM模型建設(shè)。傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖紙難免會存在部分構(gòu)件需要多種圖紙拼接才能夠準(zhǔn)確傳達(dá)設(shè)計意圖。而BIM技術(shù)支持下構(gòu)件的復(fù)雜交叉也被展現(xiàn)的十分具體。二是統(tǒng)一項目樣板。優(yōu)秀的項目樣板能夠為BIM模型建立提供便捷，如材質(zhì)、族庫等，會伴隨著項目樣板一同使用，大大節(jié)約了后期設(shè)計人員的工作時間。三是建設(shè)相關(guān)族庫。族文件即為BIM模型中部分可以被重復(fù)使用的定制構(gòu)建，如門、窗等，構(gòu)建完善的族庫能夠有效提升BIM的建模效率，節(jié)約設(shè)計時間。

4 項目工程概況

南寧市市民中心位于五象新區(qū)的核心區(qū)，緊鄰五象湖景區(qū)，在平樂與玉洞大道的交會處。建筑用地面積約4.47萬平方米，總建筑面積為17萬平方米（地上建筑面積127195平方米、地下建筑面積 43076平方米），共13層，地上12層，地下1層，負(fù)一層為地下停車庫，建筑面積為26896.88平方米，總建筑高度為49.5米。地下室車庫平面成梯形，如此規(guī)模龐大的地下車庫設(shè)計，對設(shè)計師而言無疑是巨大的挑戰(zhàn)。

項目場地內(nèi)部交通采取人車分流的布置形式，建筑南側(cè)為城市主干道，用地的東南角為平樂—玉洞立交橋。為了緩解出入口對城市的交通壓力，基地入口宜結(jié)合廣場布置于用地西側(cè)的明月東路一側(cè)。大量的人流主要從西側(cè)中部的廣場進(jìn)入，車行入口由西側(cè)入口進(jìn)入后沿用地紅線布置，形成環(huán)繞整個主體建筑的外圍道路系統(tǒng)，并聯(lián)通內(nèi)部道路入口地下車庫出入口，確保人們在中部廣場休憩、娛樂活動不受機動車的干擾，形成人車分流。

未來場地內(nèi)部道路與北側(cè)的青少年活動中心統(tǒng)籌考慮，擬將兩地塊道路聯(lián)通，形成一個完整的環(huán)路，實現(xiàn)兩塊用地停車場的共享，同時形成多方向的地面機動車道，緩解高峰時段交通壓力。同時，在地下車庫的設(shè)計中預(yù)留了未來可與青少年活動中心二期相連接的地下車庫通道接口（見圖2）。

圖2 大型地下車庫設(shè)計交通區(qū)域分析圖

南寧市市民中心為17萬平方米的大型公共建筑，高層標(biāo)準(zhǔn)層面積超1萬平方米，建筑空間關(guān)系復(fù)雜，并包含復(fù)雜的設(shè)備工藝和多類型管線綜合。施工設(shè)計工期緊，方案和施工圖在施工過程中不斷修改調(diào)整。BIM技術(shù)全程參與設(shè)計，力爭達(dá)到精細(xì)建模，模擬分析，提高設(shè)計效率，全程監(jiān)控，指導(dǎo)現(xiàn)場施工、減少施工錯誤，節(jié)約成本，一體化管理的運用目標(biāo)。（見圖3）

圖3 BIM工程優(yōu)化工作流程

4.1 可視化交流

地下室面積大且空間層次復(fù)雜，高差變化大，利用BIM的可視化功能將建筑三維模型分層、分類查看，可以準(zhǔn)確地反映出每個構(gòu)件的準(zhǔn)確位置以及構(gòu)件與周邊的關(guān)系情況，為設(shè)計提供便捷的服務(wù)。傳統(tǒng)CAD圖的一個復(fù)雜的節(jié)點需要多個專業(yè)的設(shè)計說明，與構(gòu)造詳圖結(jié)合起來看，現(xiàn)通過BIM模型將所有專業(yè)圖紙通過信息構(gòu)件的形式整合成一個信息模型，包含上述所有信息。通過BIM的3D漫游動畫制作，模擬逼真現(xiàn)場，直觀地展示，可以利于與業(yè)主、施工單位進(jìn)行溝通。

4.2 BIM圖紙優(yōu)化

利用revit強大聯(lián)動修改功能，以及便捷的圖紙管理系統(tǒng)，實現(xiàn)施工圖平、立、剖面及部分大樣圖紙的生成，大大地減少施工圖設(shè)計周期。（見圖4）

圖4 revit地下停車場分布圖體現(xiàn)強大聯(lián)動修改功能

4.3 管線綜合

地下車庫在施工圖校對階段進(jìn)行全專業(yè)碰撞檢查，150多處碰撞，通過建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與設(shè)備、土建與設(shè)備模型的碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)管線碰撞、檐溝錯位等設(shè)計問題，并及時反映給二維設(shè)計，保證出圖的質(zhì)量。（見圖5）

圖5 案例調(diào)整前和調(diào)整后水管與風(fēng)管的碰撞

5 BIM交通標(biāo)識導(dǎo)視優(yōu)化

南寧市市民中心大型地下車庫面積約2.7萬平方米，BIM技術(shù)應(yīng)用在標(biāo)識設(shè)計同時通過協(xié)同設(shè)計的形式，將二維標(biāo)識圖紙及二維交通圖紙三維可視化，并結(jié)合施工圖設(shè)計模型進(jìn)行綜合檢查修改，提出設(shè)計糾錯修改意見。設(shè)計方和業(yè)主協(xié)調(diào)確認(rèn)修改方案，極大提升了設(shè)計圖紙的設(shè)計質(zhì)量和標(biāo)識導(dǎo)視的合理性及觀感，減少了現(xiàn)場的施工變更，取得了極佳的經(jīng)濟價值。（見圖6）

圖6 市民中心地下車庫標(biāo)識現(xiàn)場照片

6 結(jié)語

本次BIM全專業(yè)的運用，筆者將BIM的可視化與3D漫游、模型精細(xì)化、管線綜合與碰撞檢查、性能化分析、協(xié)同創(chuàng)新、施工模擬、設(shè)計質(zhì)量全程監(jiān)控、一體化設(shè)計等強大功能運用到三維設(shè)計中。通過BIM模型提煉出以下幾點：一是3D演示查找問題；二中精細(xì)建模，準(zhǔn)確算量；三中創(chuàng)新協(xié)作，提高效率；四是數(shù)據(jù)共享，分析模擬；五中指導(dǎo)施工，減少錯誤；六是全程設(shè)計，一體管理。

2017年9月29日，歷時4年的設(shè)計及建設(shè)的南寧市市民中心竣工，該項目獲得2016年中國BIM技術(shù)交流暨優(yōu)秀案例作品展示會中榮獲“最佳BIM設(shè)計應(yīng)用獎”一等獎，2018年中國年度工程建設(shè)項目優(yōu)秀設(shè)計成果二等獎。

隨著信息技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣，BIM已然成為當(dāng)下行業(yè)的熱門，作為市民中心大型地下車庫的設(shè)計，從最后的完成度來看，雖然或多或少存在一點遺憾，但讓BIM技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中的嘗試還是得以秉承，為日后設(shè)計同類型項目提供了一定的探索。