企業(yè)級(jí)BIM應(yīng)用實(shí)施步驟(二)
——中建西南設(shè)計(jì)院BIM應(yīng)用實(shí)施案例介紹

黃亞斌

(柏慕中國(guó)(北京柏慕進(jìn)業(yè)工程咨詢有限公司)，北京 100101)

1 項(xiàng)目介紹

天府國(guó)際金融中心11號(hào)樓項(xiàng)目位于四川省成都市金融商務(wù)區(qū)核心區(qū)內(nèi)西側(cè)，距市中心天府廣場(chǎng)約7.8公里，西面緊鄰地鐵1號(hào)線新益州站，交通便捷。區(qū)域位置、商業(yè)價(jià)值與發(fā)展視野等均是其核心地位的重要體現(xiàn)。

本項(xiàng)目總建筑面積167 895.00m2，其中地上建筑面積 141 103.90m2，地下建筑面積 26 791.10m2。本項(xiàng)目為設(shè)計(jì)總承包(包含內(nèi)容:建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通、節(jié)能、幕墻設(shè)計(jì)、綠色建筑二星標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)、景觀設(shè)計(jì)、綜合概算)。項(xiàng)目投資約11億元人民幣。

本項(xiàng)目1～9號(hào)樓為園區(qū)內(nèi)原有辦公及配套建筑;11號(hào)樓為新建超高層雙塔，其中北塔為公寓樓，包含酒店式公寓、服務(wù)式公寓、商業(yè)及公寓配套會(huì)所，地上58層，為一類超高層綜合樓;南塔為辦公樓，包含商務(wù)辦公、會(huì)議及商務(wù)洽談功能，地上48層，為一類超高層辦公樓;兩棟塔樓建筑高度均為202.325m，建筑最高點(diǎn)標(biāo)高為黃海海拔高層714.00m(含所有建筑構(gòu)件高度);地下3層，為商業(yè)服務(wù)設(shè)施、地下車庫(kù)及設(shè)備用房，地下建筑面積為26 791.10m2。

該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)單位為中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司(英文縮寫CSWADI)，由北京柏慕進(jìn)業(yè)工程咨詢有限公司(以下簡(jiǎn)稱柏慕中國(guó))承擔(dān)BIM應(yīng)用咨詢工作。本文主要介紹柏慕中國(guó)BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)目上的實(shí)施步驟和工作流程以及在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的遇到問(wèn)題和解決方法。圖1為項(xiàng)目效果圖。

圖1 效果圖

2 BIM應(yīng)用準(zhǔn)備

項(xiàng)目開始階段，首先由中建西南設(shè)計(jì)院的主創(chuàng)設(shè)計(jì)師和柏慕中國(guó)的BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析與探討，并研究解決方案。本項(xiàng)目共有以下幾個(gè)難點(diǎn):

(1)時(shí)間緊，出圖量大

項(xiàng)目周期為1個(gè)半月，需要從建筑初步設(shè)計(jì)深化到建筑施工圖，以及其他BIM相關(guān)應(yīng)用，具體包括:

a)施工圖范圍為:全部平面圖(該項(xiàng)目為異型項(xiàng)目，每層平面圖均不相同，均需要出圖)、辦公樓天花平面圖、剖面圖、立面圖及筒體、衛(wèi)生間放大平面圖、門窗表、房間裝修表、樓梯及所有節(jié)點(diǎn)大樣的基礎(chǔ)圖。

b)項(xiàng)目管線綜合碰撞檢查及優(yōu)化:對(duì)表1中的建筑部位進(jìn)行管線綜合碰撞檢查，以Navisworks文件的形式作為成果。

表1 項(xiàng)目建筑部位

c)四維施工模擬:制作四維施工模擬動(dòng)畫文件。

d)綠色建筑分析:項(xiàng)目綠色分析(噪聲、光環(huán)境、熱工)的相關(guān)報(bào)告，并提供可執(zhí)行的優(yōu)化意見。

(2)造型復(fù)雜

本項(xiàng)目為異型超高層建筑，主要的造型以及平面定位通過(guò)Grasshopper(Rhinoceros)模型來(lái)控制。難點(diǎn)是如何將現(xiàn)有的定位模型無(wú)損失的導(dǎo)入到Revit中進(jìn)行深化，特別是遮陽(yáng)減噪的金屬外網(wǎng)，需要對(duì)金屬外網(wǎng)板塊及主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件(環(huán)管、牛腿和爪件)，玻璃幕墻嵌板、框架和龍骨的細(xì)致創(chuàng)建，精確定位，如圖2所示。

針對(duì)以上項(xiàng)目難點(diǎn)，我們提出了一系列解決方案:

a.選擇適當(dāng)BIM應(yīng)用方法——合理分配任務(wù)，拆分項(xiàng)目，選定合理的工作集劃分方式:

· 工作集——分為三個(gè)中心文件(地下室，辦公樓，公寓樓)，按樓層劃分工作集。

· 鏈接——以地下室為主體，將辦公樓與公寓樓鏈接進(jìn)來(lái)。

· 組——每個(gè)中心文件中的標(biāo)準(zhǔn)層可以通過(guò)組的方式來(lái)完成。

b.制定合理的項(xiàng)目計(jì)劃——細(xì)分任務(wù)，控制項(xiàng)目質(zhì)量和進(jìn)度

· 5天項(xiàng)目準(zhǔn)備:與甲方溝通，完成符合中建西南設(shè)計(jì)院出圖標(biāo)準(zhǔn)及要求的revit樣板文件、甲方設(shè)計(jì)師revit應(yīng)用基礎(chǔ)培訓(xùn)、中心文件及工作集劃分、硬件及軟件準(zhǔn)備等各項(xiàng)工作，由1名BIM經(jīng)理和5名BIM工程師參與配合完成。

圖2 Grasshopper(Rhinoceros)模型及金屬外網(wǎng)板塊

· 10天完成翻圖工作及第一輪修改(初模)，由1名BIM經(jīng)理和9名BIM工程師參與完成。結(jié)構(gòu):創(chuàng)建柱、梁(僅創(chuàng)建主梁)、板，只需要準(zhǔn)確定位不需要設(shè)置構(gòu)造層。建筑:創(chuàng)建墻體、門窗、定制房間，創(chuàng)建墻體時(shí)準(zhǔn)備繪制出墻體定位線及墻體厚度，不需要詳細(xì)設(shè)置。原則:搭建已經(jīng)基本確定不會(huì)修改的構(gòu)件。

· 15天模型修改，模型細(xì)化，由1名BIM經(jīng)理和9名BIM工程師配合甲方設(shè)計(jì)師共同完成。結(jié)構(gòu):創(chuàng)建次梁、環(huán)板、變截面梁，結(jié)合剖面視圖來(lái)檢查結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性。建筑:創(chuàng)建樓梯、電梯、幕墻及其構(gòu)件，對(duì)墻體進(jìn)行構(gòu)造設(shè)置，使其顯示符合出圖要求。

· 15天施工圖優(yōu)化及出圖，管線綜合，由1名BIM經(jīng)理和15名BIM工程師配合甲方設(shè)計(jì)師共同完成。(其中，9名繼續(xù)深化建筑，6名完成管線綜合內(nèi)容)。此過(guò)程中主要通過(guò)尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注對(duì)模型中的各視圖進(jìn)行深化;機(jī)電團(tuán)隊(duì)同步開始搭建機(jī)電模型，進(jìn)行碰撞檢查與優(yōu)化工作。

(3)為了保證企業(yè)BIM應(yīng)用的可持續(xù)性，必須建立統(tǒng)一BIM制圖及建模的標(biāo)準(zhǔn)和流程以及二維，三維協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和流程。

內(nèi)容包括:

· 建立滿足基于局域網(wǎng)服務(wù)器工作的文件夾結(jié)構(gòu)及工作模式

· 項(xiàng)目樣板文件定制(結(jié)合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，符合設(shè)計(jì)院制圖規(guī)范的符號(hào)，構(gòu)件，構(gòu)件規(guī)范命名，導(dǎo)出圖層設(shè)置，圖簽等)，創(chuàng)建該項(xiàng)目統(tǒng)一標(biāo)高、軸網(wǎng)作為基礎(chǔ)文件。

· 項(xiàng)目實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的制定

大項(xiàng)目協(xié)同的工作模式，需要多人配合來(lái)完成工作，這個(gè)時(shí)候“定好規(guī)矩”就顯得尤為重要。以本項(xiàng)目為例，主要通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)說(shuō)明:

a.項(xiàng)目文件夾(文件存放規(guī)則)

在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，創(chuàng)建好項(xiàng)目文件夾，并制定文件存放規(guī)則，在項(xiàng)目實(shí)施階段按照規(guī)定來(lái)放置文件。例如:甲方提供的CAD圖紙按照日期存放在文件夾_“甲方資料提供”;定期保存項(xiàng)目備份文件，如圖3所示。養(yǎng)成在服務(wù)器上規(guī)范工作的好習(xí)慣。

圖3 項(xiàng)目工作文件夾

b.建模規(guī)則

在項(xiàng)目實(shí)施階段，應(yīng)盡量避免更換BIM工程師，但是很多時(shí)候是不可以避免的。那么當(dāng)需要進(jìn)行項(xiàng)目交接的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題就是更換后的工程師很難快速的修改前一位工程師的圖紙，其實(shí)原因很簡(jiǎn)單，就是大家建模或者作圖的習(xí)慣不一樣。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，柏慕中國(guó)在員工以及學(xué)員培訓(xùn)階段就是嚴(yán)格按照經(jīng)驗(yàn)得出的建模規(guī)則來(lái)教學(xué)與實(shí)踐，并在實(shí)踐過(guò)程中不斷改進(jìn)，所以擁有一套較為實(shí)用的建模規(guī)則和工作方法，在一定程度上解決了項(xiàng)目人員更替的問(wèn)題。

c.族制作規(guī)則

族的制作方式、族參數(shù)的設(shè)置、族的使用方法等都應(yīng)該遵循一個(gè)相對(duì)固定的標(biāo)準(zhǔn)，才能保證族的通用性，實(shí)現(xiàn)人員及項(xiàng)目間的相互調(diào)用。對(duì)此，柏慕中國(guó)在實(shí)踐以及培訓(xùn)教學(xué)中根據(jù)各種類型的族文件制作規(guī)則和設(shè)計(jì)師的使用習(xí)慣，都有統(tǒng)一的族制作規(guī)范和規(guī)定。

d.構(gòu)件命名規(guī)則

構(gòu)件命名標(biāo)準(zhǔn)非常關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在兩個(gè)當(dāng)面:第一，工程量的統(tǒng)計(jì);第二，協(xié)同工作及工作交接，只有項(xiàng)目每個(gè)成員都使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才可能在工作中實(shí)現(xiàn)真正的協(xié)同，如圖4所示。

劃分工作集(人員分工安排、出圖要求等)，以專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu))及標(biāo)準(zhǔn)層來(lái)細(xì)分工作集。

項(xiàng)目準(zhǔn)備是在做任何項(xiàng)目開始前非常重要的一個(gè)步驟，只要將準(zhǔn)備工作做到位了，才能使后面的實(shí)施階段工作順利。在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段除了把標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則定好還需要提前預(yù)知項(xiàng)目中的可能遇到的問(wèn)題，做好應(yīng)對(duì)措施，以保證項(xiàng)目最終能夠順利完成。綜上所述，將BIM項(xiàng)目準(zhǔn)備需要考慮的步驟見表2。

圖4 構(gòu)件命名標(biāo)準(zhǔn)

表2 BIM項(xiàng)目準(zhǔn)備步驟

3 BIM實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施階段就是按照項(xiàng)目工作計(jì)劃來(lái)組織協(xié)調(diào)工作安排并實(shí)施BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目實(shí)施主要包含以下幾個(gè)階段:

(1)幕墻外網(wǎng)的創(chuàng)建與內(nèi)幕墻的搭建(Grasshopper模型的導(dǎo)入及處理)，這是本項(xiàng)目實(shí)施的重點(diǎn)及難點(diǎn)，見圖5，圖6。

幕墻外網(wǎng)及內(nèi)幕墻的網(wǎng)格劃分是通過(guò)Grasshopper來(lái)完成，我們可以直接通過(guò)將其模型導(dǎo)入到Revit Architecture中來(lái)直接使用。導(dǎo)入時(shí)是需要一點(diǎn)技巧，即通過(guò)將Grasshopper模型導(dǎo)出.sat文件后，導(dǎo)入到Revit中的體量族內(nèi)，再載入到項(xiàng)目中，使用此方面主要有兩個(gè)原因:其一直接導(dǎo)入的.sat文件較大，電腦會(huì)很卡，以族的方式導(dǎo)入能適當(dāng)?shù)臏p小文件量;其二直接使用.sat文件的面生成幕墻系統(tǒng)時(shí)，有的面生不成幕墻。

附:外網(wǎng)及內(nèi)幕墻具體實(shí)施步驟

a)Grasshopper導(dǎo)成.sat文件

b)Revit中新建公制體量，以原點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)的方式導(dǎo)入.sat文件

c)選擇導(dǎo)入文件的模型的面＞創(chuàng)建形狀

d)將創(chuàng)建好的族文件載入到項(xiàng)目中，使用幕墻系統(tǒng)命令生成幕墻系統(tǒng)

e)創(chuàng)建外網(wǎng)嵌板族規(guī)則公制幕墻嵌板族的方法和步驟:

· 導(dǎo)入CAD繪制好的外網(wǎng)嵌板圖案

· 將公制幕墻嵌板族中立面顯示的四條參照平面形成的矩形與CAD圖外網(wǎng)圖案的外框?qū)R

· 利用拉伸命名參照CAD圖創(chuàng)建圖案

· 載入到項(xiàng)目中替換嵌板

注意:內(nèi)幕墻創(chuàng)建方法與外網(wǎng)相似，但是不需要再拾取.sat的每個(gè)分割面在體量族中創(chuàng)建形狀，只需要通過(guò)將其導(dǎo)入到體量族中，然后載入到項(xiàng)目中＞利用幕墻系統(tǒng)命令拾取面來(lái)創(chuàng)建幕墻＞替換幕墻嵌板(開啟扇或者固定玻璃或者鋁板)。

(2)外網(wǎng)及內(nèi)幕墻的細(xì)節(jié)創(chuàng)建(環(huán)管、牛腿、爪件和檢修道)，幕墻設(shè)計(jì)及BIM產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用(將Revit模型導(dǎo)入Inventer，優(yōu)化嵌板規(guī)格、實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工)，見圖7。

圖7 金屬外網(wǎng)板塊及統(tǒng)計(jì)

(3)結(jié)構(gòu)模型的搭建(斜柱、環(huán)板、變截面梁)，并實(shí)現(xiàn)主要建筑材料的工程量統(tǒng)計(jì)(見圖8)。

本項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)方面非常復(fù)雜，地上基本上所有柱子均是斜柱，難點(diǎn)在于柱子的定位，由于項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)的定位均是通過(guò)Grasshopper模型定位，我們的方法是通過(guò)將Grasshopper模型中柱子的定位線導(dǎo)入到Revit Architecture中來(lái)定位創(chuàng)建結(jié)構(gòu)柱(見圖9)。

環(huán)板與變截面梁的創(chuàng)建，主要是通過(guò)族來(lái)實(shí)現(xiàn)(見圖10)。

(4)配合CAD出圖與導(dǎo)圖

本項(xiàng)目建筑施工圖平、立面、樓梯大樣、衛(wèi)生間大樣圖都是通過(guò)Revit Architecture直接出圖的，方式是直接1:1打印成PDF，見圖11。而剖面與詳圖是通過(guò)Revit Architecture導(dǎo)出基礎(chǔ)圖紙，再在CAD上進(jìn)行深化。

(5)管線綜合

本項(xiàng)目是在項(xiàng)目后期進(jìn)入設(shè)備管線建模及碰撞檢查，查錯(cuò)優(yōu)化階段，采取的方式是雙方配合，搭建機(jī)電模型后直接在軟件中進(jìn)行碰撞檢查，再由甲方設(shè)計(jì)人員指導(dǎo)BIM工程師在模型上進(jìn)行修改，優(yōu)化設(shè)計(jì)(見圖12)。

(6)綠色建筑分析

本項(xiàng)目共做了風(fēng)環(huán)境(圖13)、采光分析(圖14)、熱環(huán)境分析、太陽(yáng)輻射分析、辦公建筑生命周期碳排放(圖15)分析等五項(xiàng)分析。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，南塔生命周期的二氧化碳排放強(qiáng)度 LCCO2 為 117.43kg－ CO2/m2·a，低于參照建筑6%。南塔生命周期工排放490 000噸二氧化碳，可減少(與參照建筑相比)排放29 000噸二氧化碳。

綜上所述，BIM項(xiàng)目實(shí)施階段需要考慮的步驟見表3。

圖14 全自然采光百分比全年(99%以上的時(shí)間可以自然采光)

圖15 南塔生命周期各階段二氧化碳排放比例

表3 BIM項(xiàng)目實(shí)施階段步驟

4 總結(jié)

每個(gè)項(xiàng)目完成后都需要組織項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)不足，做好技術(shù)總結(jié)，在本項(xiàng)目完成后我們總結(jié)了以下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn):

1)需要繼續(xù)完善細(xì)化建模方法和流程。例如:當(dāng)需要在樓板上開洞口，是用編輯樓板邊界的方式開洞口，還是用豎井洞口，需要規(guī)范方法，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以方便項(xiàng)目后期的模型修改。

2)Revit圖紙導(dǎo)出到CAD后，做細(xì)部施工圖深化設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師CAD應(yīng)用水平不足，圖層管理命令不熟悉，模型空間和圖紙空間概念不清晰，Xref外部參照的編輯修改也不了解等。所以以后的BIM應(yīng)用實(shí)施前，需加強(qiáng)二維協(xié)同設(shè)計(jì)的理念宣傳和CAD二維協(xié)同命令應(yīng)用和工作流程的培訓(xùn)工作。

3)在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員與BIM工程師之間的溝通交流，改善設(shè)計(jì)流程，使BIM應(yīng)用逐步實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)流程的完美結(jié)合。

[1]柏慕中國(guó)BIM應(yīng)用體系資料.

[2]柏慕中國(guó)項(xiàng)目總結(jié)文檔資料.

[3]廣聯(lián)達(dá)公司項(xiàng)目演示資料.

[4]www.51bim.com 網(wǎng)站資料.