能源大廈設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用

【摘要】BIM的參數(shù)化智能模型技術(shù)的特點(diǎn)是通過(guò)三維協(xié)同，在勘察、設(shè)計(jì)和施工間建立起無(wú)縫的溝通橋梁，從而實(shí)現(xiàn)有效的信息交互，并數(shù)字化、可視化地呈現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)和工程建筑流程中的各個(gè)階段，并且減少低級(jí)錯(cuò)誤、協(xié)調(diào)各專業(yè)，提升生產(chǎn)力以及勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)約建造成本。

【關(guān)鍵詞】BIM；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

能源大廈項(xiàng)目坐落于深圳市中心區(qū)，位于城市高層建筑軸線的南端，西鄰會(huì)展中心。這個(gè)重要的地理位置將使深圳能源集團(tuán)總部大廈成為地標(biāo)性項(xiàng)目，并成為深圳市天際線的重要組成部分。本項(xiàng)目擬通過(guò)BIM技術(shù)在能源大廈項(xiàng)目中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)雜工程項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量的精確控制，作為行業(yè)技術(shù)革新的推動(dòng)力，實(shí)踐著促進(jìn)工程建設(shè)行業(yè)從粗放型到科技型精細(xì)化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的探索。

1、關(guān)于曲面幕墻

在BIM團(tuán)隊(duì)與方案團(tuán)隊(duì)協(xié)作的過(guò)程中，直觀的交接形式是將Rhino格式的模型文件直接導(dǎo)入BIM軟件中。方法簡(jiǎn)單，易操作。經(jīng)歷多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐后我們也發(fā)現(xiàn)這種方式存在不足：明顯的問(wèn)題有：1直接導(dǎo)入的模型作為體量文件形體無(wú)法編輯，而后期改動(dòng)只要涉及到造型，則需要將這部分工作流程重走一遍，也就失去了圖紙關(guān)聯(lián)性修改的可能性；2外部導(dǎo)入模型的數(shù)據(jù)格式支持程度有限決定了體量文件無(wú)法編輯體積參數(shù)等幾何信息，無(wú)法支持節(jié)能計(jì)算與空調(diào)能耗計(jì)算。因而為了得到可編輯、可輸入信息的Revit體量模型，我們將方案模型中的控制線提取出來(lái)，在Revit中重新建模并和方案模型比對(duì)驗(yàn)證。

在準(zhǔn)確的體量模型基礎(chǔ)上深化幕墻設(shè)計(jì)，與施工圖團(tuán)隊(duì)配合完成曲面幕墻的定位及樓板邊界定位。在項(xiàng)目過(guò)程中，我們將在BIM環(huán)境中生成的圖紙與方案設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的尺寸示意圖進(jìn)行比對(duì)，在設(shè)計(jì)階段嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)誤差，經(jīng)過(guò)多種方法反復(fù)驗(yàn)證，確保了施工圖紙定位的準(zhǔn)確性。

在施工圖設(shè)計(jì)中，我們通過(guò)研究曲面幕墻與樓板的交接方式，發(fā)現(xiàn)水平方向上曲面幕墻的形狀對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定位會(huì)產(chǎn)生直接的影響，同時(shí)幕墻豎向的俯仰角也會(huì)對(duì)樓板的空間位置提出要求。

2、關(guān)于系統(tǒng)綜合優(yōu)化

能源大廈內(nèi)部管線高度復(fù)雜，在標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)4.5米的層高范圍內(nèi)需要保證3米的室內(nèi)凈高對(duì)設(shè)備管線綜合設(shè)計(jì)水平提出了極高的要求。為確保工程工期和工程質(zhì)量，避免因各專業(yè)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)和設(shè)計(jì)變更產(chǎn)生的返工等經(jīng)濟(jì)損失，我們通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的綜合考慮及深化設(shè)計(jì)，在未施工前先根據(jù)所要施工的圖紙利用BIM技術(shù)進(jìn)行圖紙“預(yù)裝配”，通過(guò)典型的截面圖及三維模擬可以直觀的把設(shè)計(jì)圖紙上的問(wèn)題全部暴露出來(lái)，尤其是在施工中各專業(yè)之間的位置沖突和標(biāo)高打架問(wèn)題。通過(guò)在設(shè)計(jì)階段提前解決碰撞問(wèn)題，減少在實(shí)際施工中因變更和拆改帶來(lái)的損失。

在管線設(shè)計(jì)過(guò)程中，各專業(yè)在滿足生產(chǎn)、安全和有關(guān)規(guī)范條件下協(xié)商擬定優(yōu)化原則，對(duì)建筑暖通、給排水、電氣等各專業(yè)的管線管槽分布進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，通過(guò)合理布局保證最佳的建筑使用空間。最終的優(yōu)化結(jié)果使管線系統(tǒng)高度集成，全部設(shè)備均在指定的有限空間內(nèi)優(yōu)化布置完成，所有主管，支管與線槽等均無(wú)穿梁情況。

3、關(guān)于協(xié)同

3.1協(xié)同工作基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)原則

在能源大廈項(xiàng)目BIM工作規(guī)劃部署階段，項(xiàng)目組充分認(rèn)識(shí)到準(zhǔn)確和充分的數(shù)據(jù)交換是業(yè)務(wù)協(xié)同的技術(shù)基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式下，多采用定期、節(jié)點(diǎn)性的提資，通過(guò)圖紙來(lái)進(jìn)行專業(yè)間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換，這種傳統(tǒng)方式明顯存在著數(shù)據(jù)交換不充分、理解不完整的問(wèn)題。此外，圖紙間缺乏相互的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，也經(jīng)常會(huì)造成不同圖紙表達(dá)不一致的問(wèn)題。項(xiàng)目組應(yīng)用BIM技術(shù)后，各方基于統(tǒng)一的BIM模型隨時(shí)獲取所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)并行的協(xié)同工作模式，改善了各專業(yè)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部及相互間的工作協(xié)調(diào)與數(shù)據(jù)交換方式?；贐IM的協(xié)同工作模式的改變，也必將在工作方法與業(yè)務(wù)流程方面產(chǎn)生一定的變化，以適應(yīng)新技術(shù)的應(yīng)用，更好地達(dá)到協(xié)同工作的效果。具體在項(xiàng)目中我們通過(guò)BIM執(zhí)行計(jì)劃明確模型協(xié)議（Model Protocals）與模型詳細(xì)程度（LOD），并由執(zhí)行建筑師指派一名BIM項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)BIM模型進(jìn)行全面協(xié)調(diào)管理，相關(guān)各專業(yè)的BIM工程師與BIM項(xiàng)目經(jīng)理就模型的提供、協(xié)調(diào)、上傳時(shí)間等相關(guān)事宜進(jìn)行合作。

我們將設(shè)計(jì)協(xié)同理解為協(xié)調(diào)多個(gè)不同設(shè)計(jì)資源或者設(shè)計(jì)個(gè)體，一致地完成設(shè)計(jì)目標(biāo)的過(guò)程。設(shè)計(jì)協(xié)同一般可分為內(nèi)部協(xié)同和外部協(xié)同兩類，內(nèi)部協(xié)同又可分為專業(yè)內(nèi)協(xié)同和專業(yè)間協(xié)同。

3.2專業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計(jì)

我們團(tuán)隊(duì)專業(yè)內(nèi)的業(yè)務(wù)協(xié)同采用基于同一BlM數(shù)據(jù)模型的實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)方式，即：工作組成員可在本地終端對(duì)服務(wù)器中的同一個(gè)設(shè)計(jì)中心文件（BIM模型）實(shí)時(shí)并行設(shè)計(jì)。如基于Revit的建筑專業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計(jì)，每個(gè)人的設(shè)計(jì)內(nèi)容都及時(shí)同步到文件服務(wù)器上的設(shè)計(jì)中心文件中，以確保設(shè)計(jì)師之間可以互相參照對(duì)方最新的設(shè)計(jì)成果，同時(shí)還可以相互借用屬于對(duì)方的某些建筑圖元進(jìn)行交叉設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)成員間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。

3.3專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)

在各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中存在工作集和文件鏈接兩種方式：專業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計(jì)采用工作集方式，專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)采用工作集及文件鏈接形式。

在能源大廈項(xiàng)目中我們首先采用了工作集一中心文件的協(xié)同工作模式，幾個(gè)相關(guān)專業(yè)在同一個(gè)BIM數(shù)據(jù)模型中進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，根據(jù)各專業(yè)的參與人員及專業(yè)性質(zhì)劃分工作集，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)和有效溝通。這種多專業(yè)單一模型的方式對(duì)模型進(jìn)行集中存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)交換的及時(shí)性強(qiáng)，但在操作上我們也發(fā)現(xiàn)工作集形式對(duì)服務(wù)器配置要求較高，同時(shí)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)ID權(quán)限有嚴(yán)格的限制。也就是說(shuō)，工作集一中心文件協(xié)作模式對(duì)公司之間的合作可以起到有效的權(quán)限限制的作用，但現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還不能達(dá)到快速響應(yīng)的要求，對(duì)公司內(nèi)部團(tuán)隊(duì)的工作靈活性也帶來(lái)了限制，實(shí)際操作中頗為不便。

鑒于此，在深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了Revit文件鏈接方式進(jìn)行多專業(yè)協(xié)同。這種方式管理相對(duì)簡(jiǎn)單、方便，使用者可以依據(jù)需要隨時(shí)加載模型文件，各專業(yè)之間的調(diào)整相對(duì)獨(dú)立，但數(shù)據(jù)相對(duì)分散，協(xié)作及時(shí)性稍差。

3.4任務(wù)分配及模型管理劃分方法

在BIM技術(shù)協(xié)同實(shí)施過(guò)程中，任務(wù)分配及模型管理的劃分是首先要進(jìn)行的工作，依據(jù)能源大廈項(xiàng)目的特點(diǎn)，按專業(yè)、樓層、功能區(qū)等維度對(duì)建模任務(wù)進(jìn)行劃分。其中，按專業(yè)將模型拆分為建筑（ARC）、結(jié)構(gòu)（STR）、暖通（AC）、給水排水（PD）、電氣（EL）五個(gè)專業(yè)子模型。在每個(gè)專業(yè)內(nèi)部，均按樓層標(biāo)高（B4到F42），保存獨(dú)立的模型文件。最后使用“鏈接”的方式將各專業(yè)子模型連接為統(tǒng)一完整的BIM模型。