摘要：BIM的實(shí)踐項(xiàng)目中，通過(guò)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開(kāi)始有了實(shí)踐依據(jù)，為往后BIM在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用提供了經(jīng)驗(yàn)參考。讓我們看看在不同的設(shè)計(jì)階段這些案例都給了我們?cè)鯓拥膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
BIM自被建筑業(yè)認(rèn)識(shí)熟知以來(lái)，業(yè)內(nèi)對(duì)BIM的實(shí)用意義褒貶不一，如何正確合理地運(yùn)用BIM技術(shù)成為諸多企業(yè)的困惑之處。隨著國(guó)內(nèi)多項(xiàng)重大建筑項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)，企業(yè)開(kāi)始將BIM技術(shù)的運(yùn)用納入建筑工程的工作范疇，試圖用BIM技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。BIM的實(shí)踐項(xiàng)目中，通過(guò)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開(kāi)始有了實(shí)踐依據(jù)，為往后BIM在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用提供了經(jīng)驗(yàn)參考。讓我們看看在不同的設(shè)計(jì)階段這些案例都給了我們?cè)鯓拥膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
設(shè)計(jì)階段
BIM與外型設(shè)計(jì)——武漢中心項(xiàng)目
武漢中心利用BIM的外型設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在基于BIM技術(shù)的參數(shù)化找形與幕墻設(shè)計(jì)。在BIM軟件中，按樓層高度對(duì)最終方案模型進(jìn)行切片，生成每個(gè)樓層的建筑輪廓線，在生成的建筑輪廓線轉(zhuǎn)換進(jìn)行參數(shù)化幕墻劃分。通過(guò)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整改變幕墻板塊的大小，并將單元體整合到建筑表皮中，最終確定以空間疊形的單元板塊擬合超級(jí)空間曲面，呈漸變型、非線性、錯(cuò)縫式的空間錯(cuò)臺(tái)變化。通過(guò)調(diào)整每塊幕墻玻璃的尺寸和撓度，對(duì)幕墻的板塊進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。將參數(shù)化生成的模型導(dǎo)入到AutodeskRevit軟件中，利用Autodesk Revit自帶的渲染器對(duì)三維模型進(jìn)行渲染，導(dǎo)出三維軸側(cè)圖片，同時(shí)通過(guò)對(duì)Autodesk Revit導(dǎo)出DWG線性、線框的設(shè)置，導(dǎo)出塔頂部分的二維CAD剖面圖。
BIM與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——中國(guó)尊項(xiàng)目
中國(guó)尊整個(gè)塔樓呈中部明顯收腰的造型處理，這種處理方式對(duì)塔樓的結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生了重要影響，為了能夠?qū)Y(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行精確的建筑描述，特為“中國(guó)尊”量身定制了幾何控制系統(tǒng)。幾何控制系統(tǒng)控制了塔樓的整個(gè)結(jié)構(gòu)體系造型需求，同時(shí)也對(duì)建筑幕墻及其它維護(hù)體系進(jìn)行了精確描述。幾何控制系統(tǒng)是以最初的建筑造型原型抽離出典型控制截面，以這些截面為放樣路徑，將經(jīng)過(guò)精確描述的幾何空間弧線進(jìn)行放樣，由此產(chǎn)生基礎(chǔ)控制面。以基礎(chǔ)控制面為基準(zhǔn)，分別控制產(chǎn)生巨柱、斜撐、腰桁架、組合樓面等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，進(jìn)而產(chǎn)生整個(gè)結(jié)構(gòu)體系。以這種方式產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)體系，是在建筑師和結(jié)構(gòu)工程師密切配合下進(jìn)行的，充分滿足了建筑的造型需求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)安全所需要的全部條件，為“中國(guó)尊”的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)提供了最重要的技術(shù)保障。
BIM與機(jī)電設(shè)計(jì)——中國(guó)尊項(xiàng)目
“中國(guó)尊”作為一座超高超大的建筑，機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著獨(dú)有的特點(diǎn)。其在豎向分區(qū)中，各區(qū)之間設(shè)有設(shè)備層，用來(lái)集中作為機(jī)電設(shè)備安放位置，同時(shí)，在地庫(kù)中也設(shè)有大量的核心機(jī)電用房。整個(gè)項(xiàng)目，機(jī)電設(shè)計(jì)大致可以分為三部分內(nèi)容：地庫(kù)核心以Autodesk Revit作為BIM平臺(tái)，對(duì)各種機(jī)電信息進(jìn)行及時(shí)錄入，讓模型即時(shí)地反映各種機(jī)電情況，為機(jī)電綜合工作的展開(kāi)創(chuàng)造了優(yōu)越條件。B007層的機(jī)電情況非常復(fù)雜，而層高相對(duì)較小，在這種不利的局面中，通過(guò)對(duì)各種機(jī)電管線的梳理，在保證滿足各種機(jī)電系統(tǒng)安裝、運(yùn)行的狀況下，依然創(chuàng)造出一些可作為庫(kù)房的空間，使項(xiàng)目對(duì)業(yè)主的價(jià)值最大化。
BIM與深化設(shè)計(jì)——平安金融中心項(xiàng)目
設(shè)計(jì)到施工，中間總免不了一個(gè)重要的環(huán)節(jié)深化設(shè)計(jì)。在平安中心工程中，安裝公司與顧問(wèn)公司攜手，將設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)成基礎(chǔ)模型，在基礎(chǔ)模型上進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，最后導(dǎo)出綜合管線圖用于指導(dǎo)施工。設(shè)計(jì)院提供的基礎(chǔ)模型，為安裝公司的深化設(shè)計(jì)提供了很大的便利，尤其是過(guò)程中產(chǎn)生的變更，使模型修改非常方便。
BIM與前期性能分析——中國(guó)尊、武漢中心項(xiàng)目
消防性能 中國(guó)尊的消防性能化顧問(wèn)通過(guò)Autodesk Revit軟件對(duì)首層大堂和標(biāo)準(zhǔn)辦公層等建筑典型部位，進(jìn)行煙氣和人員疏散模擬，從理論層面對(duì)塔樓的安全性能進(jìn)行了論述。同時(shí)對(duì)大樓在不同級(jí)別火災(zāi)情況下的人員總體疏散情況進(jìn)行了分析計(jì)算，針對(duì)性地做出電梯在疏散過(guò)程中的運(yùn)行策略。
節(jié)能分析 中國(guó)尊作為北京新的地標(biāo)建筑，在綠色和節(jié)能方面有著極高的設(shè)計(jì)要求。其節(jié)能顧問(wèn)通過(guò)Autodesk Ecotect Analysis對(duì)塔樓標(biāo)準(zhǔn)層不同辦公區(qū)域的日照分析，提出室內(nèi)燈光設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，也對(duì)塔樓立面的遮陽(yáng)構(gòu)件提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略。對(duì)冷卻塔的冷卻效果分析，保證了設(shè)計(jì)的運(yùn)行效果。對(duì)大堂、觀光平臺(tái)等重要空間的氣流模擬分析，極大的提升了“中國(guó)尊”在空調(diào)設(shè)計(jì)方面的舒適性。
在節(jié)能方面武漢中心也做了很大努力，武漢中心的設(shè)計(jì)目標(biāo)是達(dá)到國(guó)家綠色建筑三星級(jí)和美國(guó)LEED-NC金級(jí)。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將BIM技術(shù)與綠色、低碳、環(huán)保相結(jié)合，研究與BIM直接相關(guān)的綠色建筑評(píng)選項(xiàng)目主要集中在節(jié)能與能源利用和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面。BIM與LEED評(píng)分項(xiàng)的結(jié)合點(diǎn)，通過(guò)多款軟件、不同的參數(shù)的設(shè)置，對(duì)建筑進(jìn)行性能化分析，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，BIM與LEED相結(jié)合，直接與間接影響的評(píng)分項(xiàng)高達(dá)四十多分，實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有、從銅到銀、從銀到金、從金到鉑金的飛躍。
施工階段
平安金融中心——虛擬建造，BIM主導(dǎo)預(yù)制加工
超高層建筑一般都位于城市CBD地段，寸土寸金導(dǎo)致場(chǎng)內(nèi)面積狹小，而且當(dāng)前我國(guó)的勞務(wù)成本正在持續(xù)拔高。場(chǎng)地制約和人工費(fèi)用的不斷升高決定了工廠化預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)組合拼裝將成為以后施工企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的主流方向。在深圳平安金融中心項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬建造，從施工的角度完成最終的深化設(shè)計(jì)之后，將模型構(gòu)件按照廠家產(chǎn)品庫(kù)進(jìn)行分段處理，生成裝配圖紙后交付廠家進(jìn)行生產(chǎn)。與廠家產(chǎn)品庫(kù)的共享既提高了模型的精準(zhǔn)度，也打通了BIM到工廠的通道。
預(yù)制加工面臨的最大問(wèn)題不在于工廠的加工能力，而是現(xiàn)場(chǎng)的施工條件。結(jié)構(gòu)尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求，管線拼裝如何定位，偏差怎么消除，這些都將影響到組合拼裝的成功率。在該項(xiàng)目中，主要分三步走。第一步是模型設(shè)計(jì)階段，在保證建模精準(zhǔn)度的前提下，充分考慮施工過(guò)程中的各種不利因素，如鋼梁的防火噴涂、各類(lèi)檢修操作空間等，以合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；第二步是現(xiàn)場(chǎng)完成結(jié)構(gòu)施工后、預(yù)制加工前，應(yīng)用全站儀等手段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校核測(cè)量。對(duì)于無(wú)法消除的偏差，將重新調(diào)整模型以滿足實(shí)際情況，再出裝配圖到廠家加工；第三步是現(xiàn)場(chǎng)安裝階段，對(duì)每一個(gè)點(diǎn)的精確定位是保證拼裝成功的前提。手工放線對(duì)于直管段偏差不大，拐角較多的成品管道用手工放線就極易出錯(cuò)。該項(xiàng)目中將模型通過(guò)二次開(kāi)發(fā)軟件轉(zhuǎn)換，使用機(jī)器人全站儀直接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化放線，大大提高了定位的準(zhǔn)確度。
項(xiàng)目管理
平安金融中心——追本溯源，BIM統(tǒng)籌信息管理
在施工過(guò)程中，安裝公司建立了一系列的BIM研究課題，針對(duì)室內(nèi)冷卻塔和風(fēng)冷機(jī)組進(jìn)行CFD氣流組織分析，合理規(guī)劃氣流導(dǎo)向，優(yōu)化制冷效果；搭建BIM云系統(tǒng)，提高BIM模型協(xié)同作業(yè)效率。武漢中心 武漢中心作為華東建筑設(shè)計(jì)研究總院原創(chuàng)設(shè)計(jì)的超高層建筑綜合體，建立了為業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等項(xiàng)目參與方提供BIM數(shù)據(jù)共享、信息交換的協(xié)作平臺(tái)，項(xiàng)目參與方能夠利用這個(gè)平臺(tái)及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行溝通，達(dá)到協(xié)同工作的目的。
在AutodeskRevit軟件中安裝插件，將Autodesk Revit模型發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)在線瀏覽、放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、注釋、漫游等，還能將模型下載到本地，在本機(jī)上和移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行操作。
利用協(xié)作平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，多個(gè)專(zhuān)業(yè)在同一平臺(tái)，同一服務(wù)器進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)，有效地避免因溝通不及時(shí)造成的錯(cuò)、漏、碰、缺等問(wèn)題，不僅提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，而且提升了設(shè)計(jì)的品質(zhì)。不同專(zhuān)業(yè)在同一軟件平臺(tái)進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)間的碰撞問(wèn)題，并及時(shí)地進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。將各專(zhuān)業(yè)模型整合在一起，進(jìn)行管線綜合，并導(dǎo)出生成管線綜合平面和剖面圖，對(duì)各功能區(qū)進(jìn)行凈空分析，有效地優(yōu)化凈空高度，滿足業(yè)主和設(shè)計(jì)的需求。