一次高完成度的BIM設(shè)計實踐
——三亞財經(jīng)國際論壇永久會址

李　丹

(廣州市設(shè)計院，廣州　510620)

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一次高完成度的BIM設(shè)計實踐
——三亞財經(jīng)國際論壇永久會址

李丹

(廣州市設(shè)計院，廣州510620)

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

【關(guān)鍵詞】三亞財經(jīng)國際論壇永久會址；BIM設(shè)計；多專業(yè)協(xié)調(diào)；設(shè)計優(yōu)化；高完成度

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

1工程概況

1.1項目簡介

三亞財經(jīng)國際論壇永久會址項目(以下簡稱“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?，意味著海棠灣將以建設(shè)世界級的旅游休閑度假區(qū)為目標，成為國家品牌，承載國家熱帶濱海旅游的形象。作為項目核心建筑的論壇，位于海棠灣的沙灘之上，東側(cè)正對風景秀麗的蜈支洲島，所處自然環(huán)境十分優(yōu)越。論壇定位于能夠滿足最高級別的國內(nèi)和國際政治、金融會議及會展需求，以和解與和諧象征的“靜石”為設(shè)計概念的出發(fā)點，充分利用場地的坡度，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)造多樣的觀景平臺和空間層次，并以其獨特的巖石狀造型成為這一區(qū)域的標志性建筑。建成之后，論壇將成為世界級大型重要會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，項目工程管線復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計難度大。項目效果圖如圖1所示。

1.2工程特點和難點

本項目BIM 設(shè)計工作完全由廣州市設(shè)計院獨立承擔，并主要由各專業(yè)的施工圖設(shè)計工程師本人親自進行BIM 設(shè)計的各項具體工作。以BIM 技術(shù)應(yīng)用而言，本項目完成了如下三方面的特點和難點：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；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，并對一些復(fù)雜節(jié)點提供了直觀的分析輔助。同時，BIM 模型對建筑外表皮復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)、主體維護結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)支持體系提供了精準的定位。

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標

因造型復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法已難滿足本項目的設(shè)計需要。本項目中，BIM 設(shè)計最終目標就是滿足施工需要。因此本項目的BIM 應(yīng)用目標可分為兩部分，第一部分為提升項目設(shè)計質(zhì)量。主要可體現(xiàn)為在三維環(huán)境下的可行性分析、綠建模擬計算對建筑空間、建筑設(shè)計的優(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、云渲染云存儲等各種用途。

2.2實施方案

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

2.3 團隊組織

團隊采用BIM 專項負責人統(tǒng)籌制。各專業(yè)一名設(shè)計師專門負責BIM 設(shè)計，此人同時也應(yīng)該是該專業(yè)的主要設(shè)計人。專業(yè)之間的協(xié)調(diào)由專項負責人組織。

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)計數(shù)據(jù)的實時聯(lián)動、仿真模擬和路徑導航漫游、云渲染和云存儲等具體的技術(shù)手段。在最終的設(shè)計成果上，主要的建筑專業(yè)施工圖均在BIM 設(shè)計軟件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 等軟件進行碰撞檢測和優(yōu)化設(shè)計。

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級別CPU 及其相應(yīng)級別的內(nèi)存、顯卡的WINDOWS 7 64bit操作系統(tǒng)兼容計算機。

3BIM 應(yīng)用

3.1 BIM建模

本項目的BIM 設(shè)計以最終指導施工為目的，客觀上要求本項目的BIM 模型能夠達到施工模型深度。具體簡述為土建專業(yè)全建模，設(shè)備專業(yè)除末端外的管線建模。同時，BIM 模型也交付給各配合專業(yè)公司進行深化設(shè)計，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)場作為施工參考。各專業(yè)和各深化設(shè)計公司最終完成的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)計到后期施工配合的整個項目設(shè)計周期，以下簡單舉幾例：

(1)從初步設(shè)計開始，本項目就依靠BIM 模型對一些復(fù)雜的節(jié)點進行可行性分析，并在最后的施工圖中輔助進行節(jié)點詳圖的設(shè)計。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，本項目最終確定的屋面排煙、排風、進風口的相對位置關(guān)系，就采納了綠建模擬計算中風環(huán)境模擬的相關(guān)結(jié)論。其他諸如門開啟位置、風口高度、梁的尺度等細節(jié)問題，BIM 模型也對設(shè)計起到了較好的優(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)境下對管線尺寸和管道走向進行優(yōu)化，對幾個關(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，以首層宴會廳為例， 555人同時使用的情況下，所有人在20s左右的時間內(nèi)疏散到8個不同方向的安全出口。此結(jié)果也提供給消防專家評審會，作為消防性能化的參考意見。如圖4(f)所示。

3.3BIM難點解決

項目的幕墻系統(tǒng)是最為復(fù)雜的設(shè)計難點，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目一大亮點。借助多個三維軟件的相互轉(zhuǎn)換和優(yōu)勢互補，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、面積算量等難點一次性解決。每一塊幕墻均分別編號、角點定位坐標，與最終生產(chǎn)的幕墻鋁板一一對應(yīng)，使得設(shè)計、生產(chǎn)、施工有序進行。如圖5所示。

4應(yīng)用效果

與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比較，本項目BIM 設(shè)計的綜合效益主要體現(xiàn)在以下三個方面：

(1)因建筑造型復(fù)雜獨特，傳統(tǒng)二維設(shè)計方式難以對建筑幕墻系統(tǒng)、主體維護結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)支持體系提供精準的定位，BIM 設(shè)計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)建多個土建夾層、風道，借助BIM 設(shè)計較好地協(xié)調(diào)了復(fù)雜節(jié)點的各專業(yè)要素關(guān)系，并保證設(shè)備管線、夾層不影響建筑獨特的外觀效果；

(3)針對業(yè)主提出的若干主要使用空間需要達到的最小凈高要求，結(jié)合BIM 模型較好地完成了對結(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。

借助BIM 這一利器，使得本項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、建筑東南角、東側(cè)商業(yè)街等幾個位置，可視化的云渲染效果圖預(yù)期，與建成后拍攝的實景照片并無二至，BIM 設(shè)計是保證項目高質(zhì)量完成的堅強后盾。

5總結(jié)

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

首先，本項目主要采用的BIM 設(shè)計軟件Revit對國內(nèi)繪圖環(huán)境本地化的支持并不足夠。BIM設(shè)計平臺上并沒有類似CAD平臺的天正或理正這樣完全貼合國內(nèi)圖紙表達等的本地化插件，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)用于受力計算，必須分兩次建模，增大了工作量。

其次，在本項目設(shè)計過程中，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目和經(jīng)驗的積累。

綜上所述，建筑信息模型(BIM)設(shè)計，對亞財經(jīng)國際論壇永久會址這樣造型復(fù)雜、建筑內(nèi)部空間變化多樣、同時對設(shè)計質(zhì)量要求較高的項目來說，是必經(jīng)的設(shè)計之路。本項目的BIM 設(shè)計對建筑外表皮復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)、主體維護體系、主體結(jié)構(gòu)支撐體系提供了精準的定位，同時較好地協(xié)調(diào)了各設(shè)備管線的路徑和交叉，并對一些復(fù)雜節(jié)點提供了直觀的分析輔助，圓滿完成設(shè)計任務(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)計成果。

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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

【作者簡介】李丹(1983-)，男，工程師。主要從事建筑設(shè)計及其與BIM結(jié)合運用的研究。

【中圖分類號】TU17

【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)02-0001-05