摘要：BIM的實(shí)踐項目中，通過(guò)業(yè)主、設計單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開(kāi)始有了實(shí)踐依據，為往后BIM在建筑領(lǐng)域的運用提供了經(jīng)驗參考。讓我們看看在不同的設計階段這些案例都給了我們怎樣的實(shí)踐經(jīng)驗。
BIM自被建筑業(yè)認識熟知以來(lái)，業(yè)內對BIM的實(shí)用意義褒貶不一，如何正確合理地運用BIM技術(shù)成為諸多企業(yè)的困惑之處。隨著(zhù)國內多項重大建筑項目的開(kāi)工建設，企業(yè)開(kāi)始將BIM技術(shù)的運用納入建筑工程的工作范疇，試圖用BIM技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。BIM的實(shí)踐項目中，通過(guò)業(yè)主、設計單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開(kāi)始有了實(shí)踐依據，為往后BIM在建筑領(lǐng)域的運用提供了經(jīng)驗參考。讓我們看看在不同的設計階段這些案例都給了我們怎樣的實(shí)踐經(jīng)驗。
設計階段
BIM與外型設計——武漢中心項目
武漢中心利用BIM的外型設計主要體現在基于BIM技術(shù)的參數化找形與幕墻設計。在BIM軟件中，按樓層高度對最終方案模型進(jìn)行切片，生成每個(gè)樓層的建筑輪廓線(xiàn)，在生成的建筑輪廓線(xiàn)轉換進(jìn)行參數化幕墻劃分。通過(guò)參數的設置和調整改變幕墻板塊的大小，并將單元體整合到建筑表皮中，最終確定以空間疊形的單元板塊擬合超級空間曲面，呈漸變型、非線(xiàn)性、錯縫式的空間錯臺變化。通過(guò)調整每塊幕墻玻璃的尺寸和撓度，對幕墻的板塊進(jìn)行調整和優(yōu)化。將參數化生成的模型導入到AutodeskRevit軟件中，利用Autodesk Revit自帶的渲染器對三維模型進(jìn)行渲染，導出三維軸側圖片，同時(shí)通過(guò)對Autodesk Revit導出DWG線(xiàn)性、線(xiàn)框的設置，導出塔頂部分的二維CAD剖面圖。
BIM與結構設計——中國尊項目
中國尊整個(gè)塔樓呈中部明顯收腰的造型處理，這種處理方式對塔樓的結構體系產(chǎn)生了重要影響，為了能夠對結構體系和結構構件進(jìn)行精確的建筑描述，特為“中國尊”量身定制了幾何控制系統。幾何控制系統控制了塔樓的整個(gè)結構體系造型需求，同時(shí)也對建筑幕墻及其它維護體系進(jìn)行了精確描述。幾何控制系統是以最初的建筑造型原型抽離出典型控制截面，以這些截面為放樣路徑，將經(jīng)過(guò)精確描述的幾何空間弧線(xiàn)進(jìn)行放樣，由此產(chǎn)生基礎控制面。以基礎控制面為基準，分別控制產(chǎn)生巨柱、斜撐、腰桁架、組合樓面等結構構件，進(jìn)而產(chǎn)生整個(gè)結構體系。以這種方式產(chǎn)生的結構體系，是在建筑師和結構工程師密切配合下進(jìn)行的，充分滿(mǎn)足了建筑的造型需求，同時(shí)也實(shí)現了結構安全所需要的全部條件，為“中國尊”的項目設計與建設提供了最重要的技術(shù)保障。
BIM與機電設計——中國尊項目
“中國尊”作為一座超高超大的建筑，機電系統設計有著(zhù)獨有的特點(diǎn)。其在豎向分區中，各區之間設有設備層，用來(lái)集中作為機電設備安放位置，同時(shí)，在地庫中也設有大量的核心機電用房。整個(gè)項目，機電設計大致可以分為三部分內容：地庫核心以Autodesk Revit作為BIM平臺，對各種機電信息進(jìn)行及時(shí)錄入，讓模型即時(shí)地反映各種機電情況，為機電綜合工作的展開(kāi)創(chuàng )造了優(yōu)越條件。B007層的機電情況非常復雜，而層高相對較小，在這種不利的局面中，通過(guò)對各種機電管線(xiàn)的梳理，在保證滿(mǎn)足各種機電系統安裝、運行的狀況下，依然創(chuàng )造出一些可作為庫房的空間，使項目對業(yè)主的價(jià)值最大化。
BIM與深化設計——平安金融中心項目
設計到施工，中間總免不了一個(gè)重要的環(huán)節深化設計。在平安中心工程中，安裝公司與顧問(wèn)公司攜手，將設計圖轉成基礎模型，在基礎模型上進(jìn)行深化設計，最后導出綜合管線(xiàn)圖用于指導施工。設計院提供的基礎模型，為安裝公司的深化設計提供了很大的便利，尤其是過(guò)程中產(chǎn)生的變更，使模型修改非常方便。
BIM與前期性能分析——中國尊、武漢中心項目
消防性能 中國尊的消防性能化顧問(wèn)通過(guò)Autodesk Revit軟件對首層大堂和標準辦公層等建筑典型部位，進(jìn)行煙氣和人員疏散模擬，從理論層面對塔樓的安全性能進(jìn)行了論述。同時(shí)對大樓在不同級別火災情況下的人員總體疏散情況進(jìn)行了分析計算，針對性地做出電梯在疏散過(guò)程中的運行策略。
節能分析 中國尊作為北京新的地標建筑，在綠色和節能方面有著(zhù)極高的設計要求。其節能顧問(wèn)通過(guò)Autodesk Ecotect Analysis對塔樓標準層不同辦公區域的日照分析，提出室內燈光設計的優(yōu)化方案，也對塔樓立面的遮陽(yáng)構件提出了相應的優(yōu)化策略。對冷卻塔的冷卻效果分析，保證了設計的運行效果。對大堂、觀(guān)光平臺等重要空間的氣流模擬分析，極大的提升了“中國尊”在空調設計方面的舒適性。
在節能方面武漢中心也做了很大努力，武漢中心的設計目標是達到國家綠色建筑三星級和美國LEED-NC金級。因此在設計的過(guò)程中，將BIM技術(shù)與綠色、低碳、環(huán)保相結合，研究與BIM直接相關(guān)的綠色建筑評選項目主要集中在節能與能源利用和室內環(huán)境質(zhì)量?jì)蓚€(gè)方面。BIM與LEED評分項的結合點(diǎn)，通過(guò)多款軟件、不同的參數的設置，對建筑進(jìn)行性能化分析，達到優(yōu)化設計的目的，BIM與LEED相結合，直接與間接影響的評分項高達四十多分，實(shí)現從無(wú)到有、從銅到銀、從銀到金、從金到鉑金的飛躍。
施工階段
平安金融中心——虛擬建造，BIM主導預制加工
超高層建筑一般都位于城市CBD地段，寸土寸金導致場(chǎng)內面積狹小，而且當前我國的勞務(wù)成本正在持續拔高。場(chǎng)地制約和人工費用的不斷升高決定了工廠(chǎng)化預制、現場(chǎng)組合拼裝將成為以后施工企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的主流方向。在深圳平安金融中心項目中應用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬建造，從施工的角度完成最終的深化設計之后，將模型構件按照廠(chǎng)家產(chǎn)品庫進(jìn)行分段處理，生成裝配圖紙后交付廠(chǎng)家進(jìn)行生產(chǎn)。與廠(chǎng)家產(chǎn)品庫的共享既提高了模型的精準度，也打通了BIM到工廠(chǎng)的通道。
預制加工面臨的最大問(wèn)題不在于工廠(chǎng)的加工能力，而是現場(chǎng)的施工條件。結構尺寸是否符合設計要求，管線(xiàn)拼裝如何定位，偏差怎么消除，這些都將影響到組合拼裝的成功率。在該項目中，主要分三步走。第一步是模型設計階段，在保證建模精準度的前提下，充分考慮施工過(guò)程中的各種不利因素，如鋼梁的防火噴涂、各類(lèi)檢修操作空間等，以合理規避風(fēng)險；第二步是現場(chǎng)完成結構施工后、預制加工前，應用全站儀等手段對現場(chǎng)進(jìn)行校核測量。對于無(wú)法消除的偏差，將重新調整模型以滿(mǎn)足實(shí)際情況，再出裝配圖到廠(chǎng)家加工；第三步是現場(chǎng)安裝階段，對每一個(gè)點(diǎn)的精確定位是保證拼裝成功的前提。手工放線(xiàn)對于直管段偏差不大，拐角較多的成品管道用手工放線(xiàn)就極易出錯。該項目中將模型通過(guò)二次開(kāi)發(fā)軟件轉換，使用機器人全站儀直接實(shí)現自動(dòng)化放線(xiàn)，大大提高了定位的準確度。
項目管理
平安金融中心——追本溯源，BIM統籌信息管理
在施工過(guò)程中，安裝公司建立了一系列的BIM研究課題，針對室內冷卻塔和風(fēng)冷機組進(jìn)行CFD氣流組織分析，合理規劃氣流導向，優(yōu)化制冷效果；搭建BIM云系統，提高BIM模型協(xié)同作業(yè)效率。武漢中心 武漢中心作為華東建筑設計研究總院原創(chuàng )設計的超高層建筑綜合體，建立了為業(yè)主、設計、施工等項目參與方提供BIM數據共享、信息交換的協(xié)作平臺，項目參與方能夠利用這個(gè)平臺及時(shí)、準確地進(jìn)行溝通，達到協(xié)同工作的目的。
在AutodeskRevit軟件中安裝插件，將Autodesk Revit模型發(fā)布到網(wǎng)絡(luò )平臺，可以實(shí)現在線(xiàn)瀏覽、放大、縮小、旋轉、移動(dòng)、注釋、漫游等，還能將模型下載到本地，在本機上和移動(dòng)設備上進(jìn)行操作。
利用協(xié)作平臺進(jìn)行協(xié)同設計，多個(gè)專(zhuān)業(yè)在同一平臺，同一服務(wù)器進(jìn)行三維協(xié)同設計，有效地避免因溝通不及時(shí)造成的錯、漏、碰、缺等問(wèn)題，不僅提高了設計的效率和質(zhì)量，而且提升了設計的品質(zhì)。不同專(zhuān)業(yè)在同一軟件平臺進(jìn)行協(xié)調設計，可以實(shí)時(shí)發(fā)現專(zhuān)業(yè)間的碰撞問(wèn)題，并及時(shí)地進(jìn)行優(yōu)化和調整。將各專(zhuān)業(yè)模型整合在一起，進(jìn)行管線(xiàn)綜合，并導出生成管線(xiàn)綜合平面和剖面圖，對各功能區進(jìn)行凈空分析，有效地優(yōu)化凈空高度，滿(mǎn)足業(yè)主和設計的需求。