基于BIM的設(shè)計總控實(shí)踐與探索——以后世博央企總部基地項目群為例

王 凱 張曉菲 李奇彥 程王眾為

(華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200041)

基于BIM的設(shè)計總控實(shí)踐與探索
——以后世博央企總部基地項目群為例

王 凱 張曉菲 李奇彥 程王眾為

(華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200041)

研究以上海世博央企總部基地項目為背景，結(jié)合項目特點(diǎn)，實(shí)踐基于BIM的設(shè)計總控在后世博央企總部基地設(shè)計中的應(yīng)用，并列舉應(yīng)用策略作了說明，為完成高品質(zhì)的后世博央企總部基地建設(shè)打下堅實(shí)的墓礎(chǔ)。該項目作為后世博開發(fā)建設(shè)的示范項目，為上海市的城市建設(shè)工作帶來很多有意義的經(jīng)驗(yàn)。

世博；設(shè)計總控；BIM；協(xié)調(diào)

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.20

1 項目簡介

后世博央企總部基地是上海市的第一個“集地塊出讓、各央企分屬、規(guī)劃設(shè)計統(tǒng)一、建設(shè)管理統(tǒng)一”等特點(diǎn)于一身的片區(qū)?；匚挥谑啦┹S西側(cè)，西至長清路，東鄰世博館路，南抵國展路，北至世博大道，規(guī)劃總用地18.72公頃，地上地下總建筑面積約100萬。地下空間建筑面積約45萬，地上總建筑面積60萬?？偛炕毓灿?8棟建筑，分屬13家央企和本地3家國有企業(yè)。世博央企總部基地項目的主要特點(diǎn)有如下幾條：

(1)超限設(shè)計多

后世博央企總部基地街區(qū)作為28棟央企樓宇的建設(shè)場地，具有小街坊、高密度、立體集約等特點(diǎn)，導(dǎo)致項目空間十分緊湊。提供了必要的公共服務(wù)空間之后，建筑如何滿足消防、流線、綠化等規(guī)范要求是一個難題。

(2)超級地下工程

地下部分由世博發(fā)展集團(tuán)統(tǒng)一實(shí)施開發(fā)，被稱為距離黃浦江最近的“超級地下工程”，這里開挖邊界距離已建成的地鐵13號線僅10m，開挖深度則達(dá)到11至20m，最深處比地鐵車站還要深，最終把28棟大廈的地下空間相互連通，并通過聯(lián)絡(luò)通道與周邊地鐵車站、世博軸、世博展覽館、世博酒店及中國館等工程地下空間連成一片。

(3)全綠色園區(qū)

世博地區(qū)將全部按照綠色二星及以上標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和建設(shè)。央企總部基地內(nèi)已經(jīng)有70%的建筑按照三星標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，其中4幢建筑按照LEED標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。為實(shí)現(xiàn)“四統(tǒng)一”及綠色低碳的目標(biāo)。

(4)工程周期短

大型項目群項目普遍遇到的問題就是時間緊，建設(shè)周期短。因此設(shè)計必須少走彎路，盡快落實(shí)，盡量不要出現(xiàn)“錯、漏、碰、缺”等設(shè)計失誤，盡量減少后期設(shè)計過程中的設(shè)計變更。

(5)協(xié)同要求高

因?yàn)檎麄€后世博央企總部基地共有近20個設(shè)計團(tuán)隊共同參與各方面的設(shè)計，任何總控設(shè)計修改都有可能牽涉到幾個設(shè)計團(tuán)隊的設(shè)計內(nèi)容，團(tuán)隊間的相互協(xié)同工作難度大。

(6)協(xié)調(diào)工作重

后世博央企總部基地由分屬13家央企的28棟建筑構(gòu)成，在實(shí)際工作過程中經(jīng)常遇到公共區(qū)域的權(quán)屬分割和成本分?jǐn)倖栴}，各建設(shè)方意見不統(tǒng)一的情況。

2 設(shè)計總控工作

正是由于上面的這些特點(diǎn)，基于BIM的設(shè)計總控在整個央企總部基地中發(fā)揮的作用就至關(guān)重要。在本項目的實(shí)踐過程中，總控設(shè)計需要把影響社區(qū)的各個元素一一“串”起來，串聯(lián)的途徑就是總體設(shè)計思維和BIM技術(shù)。城市后世博央企總部基地設(shè)計總控工作主要包含以下幾方面：

(1)確定各設(shè)計團(tuán)隊工作界面

后世博央企總部基地的設(shè)計就像拼合積木，多個設(shè)計院分工設(shè)計好各自的區(qū)域，不能出現(xiàn)空白區(qū)，也不能重疊，最后再將設(shè)計成果BIM模型整合起來。

(2)制定總體設(shè)計導(dǎo)則和BIM設(shè)計指南

在子項進(jìn)行具體設(shè)計之前，后世博央企總部基地的設(shè)計總控團(tuán)隊為業(yè)主制定了一個設(shè)計導(dǎo)則和BIM設(shè)計指南。導(dǎo)則中為單體設(shè)計提供了一個大致的框架。設(shè)計指南對BIM的建模規(guī)則、流程、應(yīng)用等做了詳細(xì)定義，確保28棟建筑BIM模型基于同一個標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行設(shè)計[1]。

(3)設(shè)計協(xié)調(diào)與配合

設(shè)計總控一方面對于一些突破設(shè)計規(guī)范或現(xiàn)實(shí)情況下操作性較差的修改意見，總控會及時地提醒，并要求案例設(shè)計方進(jìn)行調(diào)整。另一方面對于案例設(shè)計中遇到的困難，設(shè)計總控則以專業(yè)意見進(jìn)行引導(dǎo)，并幫助協(xié)調(diào)提供便利條件。

3 設(shè)計總控BIM策略

3.1 BIM整合策略

通過GIS平臺進(jìn)行BIM模型整合——也就是在每個階段的方案制定過程中，以BIM為載體，充分協(xié)調(diào)各方利益、各方規(guī)范，由政府或建設(shè)開發(fā)主要部門組建開放性的總體設(shè)計與協(xié)調(diào)過程，提出將各種最不利因素降至最低、公共利益最大化的優(yōu)化方案，并隨著工作階段的推進(jìn)而靈活推進(jìn)。

本項目中，總控作為匯總各單項業(yè)主方、設(shè)計方、顧問方乃至各級政府主管部門的信息中樞，建立基于BIM的信息渠道和高效平臺。在平行層面牽線搭橋，建立通訊錄，組織各相關(guān)單位間點(diǎn)對點(diǎn)溝通磋商，互提資料；在垂直層面匯總、整理各種信息，尋找“結(jié)構(gòu)性要素”——以在矛盾和復(fù)雜中維持大局秩序。

3.2 總體規(guī)劃策略

通過GIS開展總體設(shè)計規(guī)劃工作，在GIS平臺上繪制出6個街坊的外圍建筑主體嚴(yán)格遵循建筑控制線。在通過GIS對周邊環(huán)境和城市肌理研究的基礎(chǔ)上，確定方正連續(xù)的街區(qū)建筑立面，設(shè)計12m高的建筑底層控制線，塑造人性化界面。臨街的建筑入口的標(biāo)志性，控制在6.5m，產(chǎn)生近人尺度。

3.3 功能混合策略

項目的功能混合緊緊圍繞辦公主線，輔助配套的商務(wù)洽談、商業(yè)服務(wù)、文化休閑等相關(guān)設(shè)施。在混合方式上，強(qiáng)調(diào)時間和垂直混合。時間混合是指，辦公人群集中在9：00～17：00，商業(yè)人群集中在10：00～23:00之間。垂直混合是通過“共享樞紐大廳”實(shí)現(xiàn)垂直混合的豎向滲透，人流首先進(jìn)入這些共享空間，進(jìn)而根據(jù)需要到達(dá)不同的功能區(qū)域。通過BIM結(jié)合時間和垂直混合因素，進(jìn)行人流仿真模擬，實(shí)現(xiàn)流線設(shè)計優(yōu)化。

3.4 交通組織策略

地下車庫整體大環(huán)通為設(shè)計原則，不同央企通過區(qū)域停車平衡，停車場、車道出入口高效集約[2]。通過BIM進(jìn)行全盤統(tǒng)籌，智能管理規(guī)劃，對車行交通和停車進(jìn)行模擬。此外，基于BIM開發(fā)地下車庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地下車庫智能化管理，單體建筑的停車場管理系統(tǒng)與綜合管理指揮平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)實(shí)時車位顯示和區(qū)域引導(dǎo)、移動收費(fèi)，提高地下車庫使用效率，在高峰期減少無效交通，迅速疏散車輛。

3.5 能源中心策略

采用能源中心集中供能，將本來分布于各地塊的冷熱源設(shè)備用房集中起來。能源中心的設(shè)置節(jié)省了地下空間，減低原本重復(fù)設(shè)置的建設(shè)成本，取消各單項建筑屋頂設(shè)備空間。能源中心管線密集，系統(tǒng)復(fù)雜，通過BIM進(jìn)行設(shè)備專業(yè)碰撞檢查、管線綜合和大型設(shè)備的安裝模擬，并對設(shè)備信息進(jìn)行跟蹤，為后期實(shí)現(xiàn)信息化運(yùn)維做好準(zhǔn)備工作。

3.6 消防空間共享策略

基地建筑密度高，空地少，與消防規(guī)范存在沖突：消防規(guī)范要求各高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度設(shè)置消防車施救面，相應(yīng)施救面設(shè)計消防登高場地；圍繞各單體建筑需確保消防車暢通，同時消防否認(rèn)單體緊鄰的市政道路兼用作消防登高場的可能。在詳細(xì)分析消防撲救的技術(shù)要求后，在BIM技術(shù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，提出相鄰建筑共用消防應(yīng)急環(huán)路、共用消防登高場地的策略，將地面消防應(yīng)急設(shè)施整合，減少建設(shè)成本，集約建設(shè)用地。設(shè)計方案經(jīng)各方研究討論，得到了項目業(yè)主的支持和相關(guān)政府主管部門的認(rèn)可。

3.7 集中綠化策略

世博央企總部基地項目綠化設(shè)計策略以化零為整為原則，整個地塊設(shè)計六個街坊內(nèi)小型集中綠地和兩個較大城市公園型綠地。由于本項目高密度的現(xiàn)狀，難以實(shí)現(xiàn)綠化規(guī)范要求各獨(dú)立項的地塊綠地率大于20%。經(jīng)過總體平衡計算，明確各地塊的綠地率指標(biāo)，為彌補(bǔ)總體綠地率的不足，單體建筑確保不小于30%的屋頂綠化作為綠化補(bǔ)充。此外，通過BIM進(jìn)行植物配置分析與優(yōu)化，提高樹苗栽植的存活率，同時將苗木與小市政進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3.8 風(fēng)環(huán)境模擬策略

群體建筑形式通過建筑風(fēng)環(huán)境，從而對建筑通風(fēng)方式、室內(nèi)能耗、材料利用、建筑外風(fēng)環(huán)境舒適度、風(fēng)害預(yù)防等方面產(chǎn)生重要影響[3]。本項目在控規(guī)基礎(chǔ)上利用BIM模擬的方法對建筑群體風(fēng)環(huán)境進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果提出建筑形態(tài)調(diào)整建議，并對調(diào)整方案模擬驗(yàn)證，以獲得較好的室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境效果。

3.9 綠色采光策略

通過中庭頂層玻璃自然采光對自然光的直接引入，降低室內(nèi)照明使用率，節(jié)約空調(diào)能耗。通過BIM模擬中庭的自然采光和熱舒適度，在設(shè)計早期從光線效果、照度和能耗三個參數(shù)上進(jìn)行平衡設(shè)計。

3.10 太陽能應(yīng)用策略

通過BIM對上海地區(qū)氣候進(jìn)行系統(tǒng)地分析，并對太陽能的朝向進(jìn)行了深度分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，研究選用太陽集熱系統(tǒng)。水平鋪設(shè)的太陽能集熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完美的建筑一體化要求，保證建筑的外形美觀，同時達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

3.11 管線協(xié)調(diào)策略

通過BIM來實(shí)現(xiàn)各單體自身的管線設(shè)計合理性，并最終實(shí)現(xiàn)總體管線和小市政接口銜接。項目通過將管線設(shè)計成果整合到GIS平臺，進(jìn)行廣范圍的管線協(xié)調(diào)策略。

4 結(jié)語

世博央企總部基地項目從規(guī)劃到單體設(shè)計，依托GIS和BIM為代表的一系列新技術(shù)，自始至終貫徹低碳社區(qū)、節(jié)能建筑的理念?？偪卦O(shè)計策略在設(shè)計階段實(shí)現(xiàn)了小地塊、高密度街坊的統(tǒng)一設(shè)計，達(dá)到集約用地、節(jié)能減排的設(shè)計理念，還將進(jìn)一步指導(dǎo)統(tǒng)一綠色建設(shè)施工，并對未來運(yùn)營管理產(chǎn)生有利影響。世博央企總部基地項目雖然只是一個個例，但它對國內(nèi)大規(guī)模重要建筑群建設(shè)起到示范作用。

[1]王凱.國外BIM標(biāo)準(zhǔn)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2013,5(1):6-16.

[2]Paulo Sergio Custodio. 綠色交通相關(guān)問題概述[J]. 北京:城市交通,2007(7):17.

[3]陳飛 等. 風(fēng)環(huán)境理念下建筑形式的生成及意義[J]. 建筑節(jié)能,2007(7):21.

An Exploration of General Design Control with BIM——in Post Expo B Zone Central Enterprise Headquarters Project

Wang Kai， Zhang Xiaofei， Li Qiyan， Chengwang Zhongwei

The Study based on the background of Shanghai Expo central enterprises headquarters base project, In this project, we use BIM through all general design control process，which make high quality result in Shanghai Expo central enterprises headquarters base project. The project as a standard case, hope to bring useful experience for the city future development.

Expo; General Design Control; BIM; Coordinate

上海市課題“后世博大型建筑群體數(shù)字化協(xié)同管理關(guān)鍵技術(shù)課題研究”第四子課題“超大項目群多元設(shè)計的協(xié)調(diào)體系研究與應(yīng)用(編號：12dz1203504)”

王凱(1982-)，男，碩士，集團(tuán)數(shù)字化技術(shù)研究咨詢部設(shè)計總監(jiān)、BIM技術(shù)總監(jiān)。主要研究方向：數(shù)字化建筑設(shè)計及理論、綠色建筑設(shè)計、裝配式建筑設(shè)計。

TU17

A

1674-7461(2015)05-0113-03