BIM技術在安徽建筑檢測大廈的應用研究

樊 敏 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

BIM技術在安徽建筑檢測大廈的應用研究

樊 敏 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

安徽建筑檢測大廈項目是安徽省建筑科學研究設計院在BIM應用方面的一次成功的探索和嘗試，即從二維設計向三維BIM設計轉型階段。通過BIM各類工具的應用提高了設計的質量、完善不同專業(yè)之間的協同、輔助綠建設計及現場施工，對項目整體質量的把控起到了一定的作用。

三維可視化；碰撞檢測；4D模擬和動漫

我國各地正開展大量的各類世界級建筑工程，并且越來越多的借助建筑信息模型（BIM）來優(yōu)化設計和創(chuàng)新流程。住房和城鄉(xiāng)建設部2015年6月《關于推進建筑信息模型應用指導意見》，明確指出了BIM在建筑業(yè)的發(fā)展目標和各參與方的重要工作，更是把推動建筑信息化建設作為行業(yè)發(fā)展總目標之一。本文通過建筑檢測大廈BIM的運用，介紹了BIM在綠色分析應用、深化設計、協同應用的設計過程及經驗。通過這次實踐，我院建立了BIM設計團隊，初步建立了本企業(yè)的BIM的應用標準及技術框架，為下一步BIM技術的深入推廣和團隊壯大積累了寶貴的經驗，同時提升了企業(yè)形象，縮短客戶審批周期，增強了企業(yè)的競爭力。

安徽建筑檢測大廈，位于合肥市蜀山產業(yè)園山湖路567號安徽省建筑科學研究設計院科技研發(fā)基地內，地上23層，地下2層，建筑高度為88.35m，總建筑面積為27859m2；其中，地上建筑面積22265m2；地下建筑面積5594m2。本項目綠色建筑級別為三星級；2014年安徽省綠色建筑示范項目；2015年合肥市綠色建筑設計二等獎。建設單位及設計單位均為安徽省建筑科學研究設計院，本項目采用BIM技術不僅深化了設計、提高了設計質量，同時也降低了項目成本、縮短了設計及施工周期。其各專業(yè)的模型見圖1。

圖1 各專業(yè)的模型圖

在概念設計階段及方案設計階段，可利用BIM數據模型進行光熱分析，為建筑的位置、形狀提供可靠的技術分析及支持，幫助設計師和業(yè)主進行直觀的方案比較及建筑造型的確定，節(jié)省了時間，提高了溝通效率。在方案策劃階段，景觀規(guī)劃、環(huán)境現狀、施工配套及交通流量的預測等方面，與場地的地貌、植被、氣候條件等因素關系較大。傳統(tǒng)的場地分析存在定量分析不足、主觀因素占主導、無法處理和利用大量復雜的數量信息等缺點。通過BIM結合GIS進行場地分析模擬，得出比較真實的分析數據，有助于設計單位提供最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織、建筑布局等關鍵因素。

建筑檢測大廈的方案初步確定后，BIM小組根據方案建立了模型，然后接口專業(yè)日照軟件計算，通過BIM方案模型直觀演示日照情況，借助日照分析使建筑取得有利朝向、充分利用光照，見圖2圖3所示。然后再將本方案模型接口采光分析軟件，模擬出當地的室外照度下室內的自然采光系數。經過分析，辦公區(qū)域75%以上空間的采光系數大于2%，滿足建筑采光標準要求，并有利于優(yōu)化家具擺放朝向。BIM模型接口風環(huán)境計算軟件進行風環(huán)境分析，經過分析，結果表明，本項目在當地風場的影響下，建筑周邊人行區(qū)域風速<5m/s，風速放大系數小于2，建筑兩側風壓可促進自然通風，滿足綠色建筑的評價標準。建筑檢測大廈利用BIM技術將綠色建筑理念落實到設計之中，Revit模型及數據導 入 Autodesk Ecotect、PHOENICS等綠色分析軟件，進行日照分析、室外風環(huán)境及室外噪音模擬，達到一模多用，避免重復性勞動，節(jié)省了建模時間。

圖2 夏至日累計日照時數（向陽側）

圖3 夏至日累計日照時數（背陰側）

安徽建筑檢測大廈采用BIM技術，應用到建筑的方案優(yōu)化、施工圖深化設計，起到減少設計誤差指導施工及監(jiān)理的作用，希望探索一種合適的模式及工作流程，使BIM能運用全生命周期，以期達到優(yōu)化設計質量、節(jié)約成本、提高施工效率、縮短施工時間等效果，同時考慮運營維護階段的BIM應用的可能，預留數據接口以便傳遞有用的信息。

傳統(tǒng)的建筑設計，是各專業(yè)根據設計深度及最新修改不停的交流溝通，然后根據其它專業(yè)最新的條件圖來調整設計圖紙，專業(yè)間的協調不足及溝通不及時造成了后期大量的圖紙矛盾及修改工作。而采用BIM技術則可在設計的過程中通過及時的、有效的專業(yè)協同工作避免了很多沖突，三維的立體模型可實時進行沖突的檢查、校對及管線碰撞的問題，讓很多問題在設計階段就得到充分的解決。同時，利用BIM可視化特性，與業(yè)主的溝通更直觀有效；有助各專業(yè)圖紙交流和對接，能幫助設計人員直觀快速找出圖紙問題，節(jié)省了時間，減少了設計變更通知單，也大大提高了圖紙校對及審核的效率。通過鏈接建筑檢測大廈的建筑和結構的Revit模型，可直觀看到專業(yè)間的沖突，迅速找出問題點進行修改，見圖4。

圖4

建筑檢測大廈的模型精細度達到LOD300，部分節(jié)點達到LOD400。LOD是BIM模型的發(fā)展程度或細致程度（Level of detail）,描述了一個BIM模型構件單元從最低級的近似概念化的程度發(fā)展到最高級的演示級精度的步驟，建筑工程各階段的模型的精細度一般分為5個等級（LOD100-500）。建筑檢測大廈前期模型的建立包括軸網、標高、構件的確定和布置，各類墻體門窗、不同管道及不同材料必須準確設置和采用顏色標識，如平面布置可采用不同顏色和區(qū)域劃分，便于房間類型的統(tǒng)計，各類管道亦采用規(guī)定的顏色，便于區(qū)分和修改。Revit模型具有準確的統(tǒng)計功能，可以統(tǒng)計數量、體積、面積和周長等，誤差為1%。此外，鏈接后的Revit三維模型，建筑模型與結構模型可進行比較，可以更加精確的找出問題點，達到深化設計的目的；從而優(yōu)化空間設計，使布局更合理化。此外，BIM把平面的鋼筋展現成三維模型，設計及施工人員可直觀看到鋼筋的型號和施工下料的形狀，見圖5。

圖5

建筑中設備用房管線往往復雜，平面圖必須結合系統(tǒng)圖來看，且需要和設計師反復溝通確認，增加了不必要的工作時間，在BIM中，設備用房的管線高低排列、走向布置等可直觀地展示出來，便于與其他專業(yè)配合設計，便于非給排水專業(yè)人員的理解。圖6為建筑檢測大廈消防水泵房的管道布置，平面布置錯綜復雜，各類管道及其標高難以區(qū)分，建成后的Revit模型則簡單清晰，一目了然，不同管道用規(guī)定的顏色加以區(qū)分，其高度也直接呈現，從圖6中可直接發(fā)現管道穿梁，便于設計人員及時修改。

圖6

基于BIM技術的協同設計是指建立統(tǒng)一的設計標準，包括圖層、顏色、線型，打印樣式等。在此基礎上，設計人員在一個統(tǒng)一的平臺進行設計，從而減少各專業(yè)因溝通不暢或不及時而引起的錯誤，實現一處修改其他自動修改，提升設計效率和設計質量。設計人員首先建立各專業(yè)模型，然后鏈接整合各專業(yè)的模型，根據鏈接后的模型將各專業(yè)矛盾沖突的問題降到最低，然后進行各專業(yè)之間的碰撞檢測，BIM模型會根據碰撞搜索生成一個碰撞檢測報告。然后在設計界面顯示碰撞位置和原因，設計人員可根據結果顯示進行協同修正設計，見圖7。經過設備碰撞的搜索與修正，避免了設計過程中的錯誤，提高了設計精準度，為施工過程的順利開展及建筑質量提供了有力的保障。

圖7

綜合管線優(yōu)化設計應遵循以下四個原則：①有壓管讓無壓管，小管線讓大管線，施工簡單讓施工復雜的，附件少讓附件多的，臨時避讓永久管道；②調整安裝方向即可避免的軟碰撞，可不修改；③無碰撞但不滿足凈高要求的空間，也必須優(yōu)化設計；④兼顧整體布局合理性，應預留安裝、檢修空間。

此外，建筑模型與結構模型的合并，也便于后期漫游檢查建筑與結構的沖突。將合并的模型與進度計劃關聯，配合場景與相機，進行4D進度模擬，可視化指導施工。Revit模型與Navisworks軟件結合來進行施工模擬，從而更好的實現進度優(yōu)化、工期優(yōu)化的效果。同時利用專業(yè)軟件讀取已做好的Revit模型，可直接制作動畫漫游和渲染室內外效果圖，利用Revit模型渲染的效果圖見圖8。

圖8

BIM三維可視化設計，使建筑師和業(yè)主溝通更便利有效，各專業(yè)工程師從三維的角度去溝通，會更宏觀、更深刻的掌控建筑的信息，提高了工作效率及制圖準確度；管線綜合及碰撞檢測，及時排除各種管線問題，減少圖紙錯誤及修改通知單，有利于控制及保證施工進度，節(jié)約工期，減少成本。

BIM技術的應用和推廣，首先應建立企業(yè)BIM發(fā)展長遠戰(zhàn)略規(guī)劃、人才培養(yǎng)計劃，搭建企業(yè)BIM應用組織架構，成立涉及各專業(yè)、多層次的BIM團隊，包括企業(yè)級BIM工程應用人才、項目級工程應用人才、專業(yè)級BIM工程應用人才。其次，在推廣階段，企業(yè)應制定一些鼓勵、引導政策，將BIM技術的應用常態(tài)化，促進基層單位的應用覆蓋面與熟練度。最后，企業(yè)要逐步建立BIM技術應用標準體系、工作流程、構件庫、模板、指導手冊等規(guī)范性文件等。

[1]中國BIM應用價值研究報告[R].

[2]張正.BIM應用案列分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[3]中國建設教育協會.BIM應用與項目管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[4]BIM工程技術人員專業(yè)技能培訓用書編委會.BIM技術概論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

TU17

A

1007-7359（2016）05-0028-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.006

樊敏（1982-），女，安徽蕭縣人，畢業(yè)合肥學院，學士，高級工程師，國家注冊二級建筑師。