BIM在上海國(guó)際旅游度假區(qū)核心區(qū)管理中心的應(yīng)用

1、BIM在上海國(guó)際旅游度假區(qū)核心區(qū)管理中心的應(yīng)用概況上海國(guó)際旅游度假區(qū)核心區(qū)管理中心位于上海國(guó)際旅游度假區(qū)的南大門。總用地面積22590m2，建筑面積約45180m2（不含地下建筑面積）。作為園區(qū)的門戶，在設(shè)計(jì)上要有一定的可識(shí)別性。利用開放的綠化屋頂、平臺(tái)、地下廣場(chǎng)、地面廣場(chǎng)等，為城市提供一個(gè)立體開放的公共空間。功能上以管理辦公為主，同時(shí)兼具綜合辦公、展覽會(huì)議以及少量配套商業(yè)等綜合性功能，為周邊地區(qū)居民、商務(wù)人群、園區(qū)游客提供全方位服務(wù)。放眼未來，充分考慮建筑對(duì)環(huán)境的影響，力求打造國(guó)際先進(jìn)水平的高品質(zhì)建筑（圖1）。項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念本項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念由“山巒”、“溪谷”、“陽(yáng)光寶盒”等構(gòu)成?！吧綆n”是綠色

2、脈絡(luò)彰顯時(shí)代的生態(tài)精神；“溪谷”是奔流不息象征重視交流共享的空間語(yǔ)言；“陽(yáng)光寶盒”是懸浮于綠丘之上、極簡(jiǎn)抽象風(fēng)格的空間語(yǔ)言（圖2）?；谏鲜隼砟?，打造一座經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)，能夠抵御歲月洗禮，歷久而彌新的經(jīng)典公共建筑。項(xiàng)目BIM應(yīng)用的背景隨著上海國(guó)際旅游度假區(qū)的開發(fā)建設(shè)，種類繁多、關(guān)聯(lián)度高、工藝復(fù)雜的工程項(xiàng)目大量投入建設(shè)。建設(shè)單位決定上海國(guó)際旅游度假區(qū)核心區(qū)管理中心項(xiàng)目全程推行BIM技術(shù)，以數(shù)字化、信息化、可視化的方式提升項(xiàng)目建設(shè)水平（圖3）。BIM在項(xiàng)目中的應(yīng)用介紹BIM在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（ 1）復(fù)雜幕墻設(shè)計(jì)項(xiàng)目是以“陽(yáng)光寶盒”為設(shè)計(jì)理念的立方體，通過Revit體量與幕墻系統(tǒng)，利用交點(diǎn)功能與參照

3、線自由地劃分幕墻豎挺（圖4），通過加載輪廓族的形式建立外圍的幕墻框架，最后按照設(shè)計(jì)師所提供的門窗大樣圖，建立對(duì)應(yīng)的窗族替換幕墻嵌板，生成最終的立方體（圖5）。（ 2）異形屋頂?shù)目臻g定位項(xiàng)目中“異形綠坡”的設(shè)計(jì)是難點(diǎn)。在以往的二維CAD圖紙中無法直觀和可視化地判斷空間上的位置關(guān)系，而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以準(zhǔn)確地定位出綠坡中三角面各個(gè)角點(diǎn)的空間位置（圖6），從而準(zhǔn)確地建立每個(gè)綠坡及其相鄰的樓梯模型，最終優(yōu)化出整個(gè)上人屋面的空間關(guān)系（圖7）。（ 3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用采用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件進(jìn)行模擬演示，設(shè)計(jì)人員可在三維場(chǎng)景中對(duì)模型進(jìn)行任意的漫游活動(dòng)模擬，供業(yè)主查看。采用這種人機(jī)交互的形式，可以發(fā)現(xiàn)很多不

4、易察覺的設(shè)計(jì)缺陷，從而減小由于規(guī)劃不周全等原因造成的無可挽回的損失，大大提高項(xiàng)目的評(píng)估質(zhì)量（圖8）（ 4）總結(jié)BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用提供了便捷的可視化功能，將以往二維線條表現(xiàn)的構(gòu)件轉(zhuǎn)化為三維模型來進(jìn)行展示，通俗地講即是“所見即所得”。與效果圖不同的是，這些三維構(gòu)件的信息庫(kù)是自動(dòng)生成的，能夠清晰地反映出構(gòu)件之間的互動(dòng)性和關(guān)聯(lián)性。例如，幕墻的劃分、豎挺的形態(tài)、窗戶的類型等信息，都會(huì)在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行創(chuàng)建，設(shè)計(jì)師可以更便捷地推敲方案設(shè)計(jì)，更直接地表達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與實(shí)時(shí)碰撞檢查的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)師在項(xiàng)目中可以持續(xù)對(duì)所發(fā)現(xiàn)的專業(yè)沖突進(jìn)行跟蹤、整理和記錄BIM報(bào)告，使各專業(yè)配合的質(zhì)量和效率

5、得到顯著的提高，解決了二維平面圖紙較難發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)碰撞的問題。BlM在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（ 1）異形屋頂結(jié)構(gòu)定位本項(xiàng)目中，為了契合“山巒”和“溪谷”的設(shè)計(jì)理念，建筑師利用山丘狀裙房屋頂，打造出通往三層標(biāo)高的開放式屋頂綠化空間。主樓裙房亦采用綠化平臺(tái)，結(jié)合屋頂綠化，形成宛如公園的開放空間，從懸于空中的立方體辦公樓內(nèi)可以眺望迪斯尼園區(qū)和遠(yuǎn)方的城市天際線，給人以獨(dú)特的景觀及視覺體驗(yàn)。由于采用立體化的建筑屋面形式，結(jié)構(gòu)師結(jié)合造型建立起由多塊異形樓板組成的結(jié)構(gòu)屋面，因而如何保證下部會(huì)議會(huì)展中心的凈高就成為要攻克的難題。以北側(cè)的種植屋面為例，預(yù)應(yīng)力大梁的應(yīng)用特性決定了其無法隨屋面樓板任意彎折，如何明確結(jié)構(gòu)框

6、架定位就成為了設(shè)計(jì)難點(diǎn)。在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)師需反復(fù)計(jì)算并與建筑師反復(fù)校核才能給出較為準(zhǔn)確的定位，同時(shí)如此異形的結(jié)構(gòu)在計(jì)算軟件中的數(shù)據(jù)計(jì)算也非常復(fù)雜。而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師可以拋開二維圖紙直接在三維模型中定位結(jié)構(gòu)框架，直觀清晰地表達(dá)構(gòu)件的空間關(guān)系，最大程度地滿足設(shè)計(jì)需求（圖9）。（ 2）結(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)部協(xié)調(diào)在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中，人防設(shè)計(jì)一般由專業(yè)的人防設(shè)計(jì)院?jiǎn)为?dú)完成。但是，由于人防設(shè)計(jì)的特殊性，平時(shí)建筑、平時(shí)結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)時(shí)建筑、戰(zhàn)時(shí)結(jié)構(gòu)四個(gè)專業(yè)的相互配合是非常困難的，設(shè)計(jì)師很難直接通過二維圖紙找出隱藏在各處的問題，這對(duì)后期的施工、管線安裝等帶來了不同程度的影響。而通過BIM三維可視化模型，可以使

7、平時(shí)結(jié)構(gòu)與戰(zhàn)時(shí)結(jié)構(gòu)之間的空間關(guān)系一目了然，兩者之間的沖突也更容易被察覺，設(shè)計(jì)師能夠最快地將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給相關(guān)專業(yè)的人員進(jìn)行協(xié)調(diào)解決。以地下三層6軸交A軸處為例，此處平時(shí)結(jié)構(gòu)布置了汽車坡道，而人防卻在此設(shè)計(jì)了人防口部并布置了相應(yīng)的梁板結(jié)構(gòu)，兩者之間的對(duì)接就出現(xiàn)了很大問題。利用BIM提前迅速發(fā)現(xiàn)問題，通過與設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)權(quán)衡，修改設(shè)計(jì)方案最終成功地解決了這個(gè)問題（圖10）。（ 3）信息傳遞的研究項(xiàng)目中，通過項(xiàng)目參數(shù)和共享參數(shù)的應(yīng)用，全面錄入工程所需信息，為項(xiàng)目各方提供及時(shí)、準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)，以框架梁為例，除去基本的尺寸信息，更添加了耐火等級(jí)、材質(zhì)等信息，為后期的工作提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。BIM依托構(gòu)件作為信

8、息載體，因此需要大量時(shí)間完善族庫(kù)以打好參數(shù)化的基礎(chǔ)。相較于傳統(tǒng)的CAD標(biāo)準(zhǔn)圖塊，族的優(yōu)勢(shì)在于參數(shù)化可變族，這大大地節(jié)省了作圖時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率。然而軟件自帶的族庫(kù)并不能滿足所有需求，這就要求對(duì)族庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)建。族的本質(zhì)是通過族參數(shù)的添加和變化來控制族的變化，制作復(fù)雜的族需要大量的時(shí)間和精力，因而通過不同的項(xiàng)目，不斷地建設(shè)族庫(kù)也是今后BIM設(shè)計(jì)的一大目標(biāo)（圖11）。（ 4）總結(jié)項(xiàng)目中，利用BIM技術(shù)明確了異形屋頂結(jié)構(gòu)框架的定位，解決了結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同專業(yè)間本易忽視的碰撞問題，并為各結(jié)構(gòu)構(gòu)件添加了詳細(xì)參數(shù)，使信息能夠有效傳遞。雖然BlM團(tuán)隊(duì)也借此項(xiàng)目的契機(jī)，投入精力完善擴(kuò)充族庫(kù)，但現(xiàn)在的族庫(kù)儲(chǔ)備仍是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

9、不夠的，為了未來更高效、高質(zhì)量、高規(guī)格地完成項(xiàng)目和推進(jìn)BlM應(yīng)用，我們還須繼續(xù)實(shí)踐鉆研，加以統(tǒng)一的族庫(kù)管理，為BuildingInformationModeling（BlM）中的“I”打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)（圖12）。BIM在機(jī)電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（ 1）管線綜合及凈高分析利用BIM技術(shù)，管線綜合能夠匯總各專業(yè)成果，全方位展示建筑空間關(guān)系，清晰、準(zhǔn)確地檢測(cè)管線間的碰撞。借助BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師能有序合理地排布避讓管線，使管線走向排布最優(yōu)化，在不影響最初設(shè)計(jì)的情況下，盡可能降低施工成本，同時(shí)能夠兼顧考慮檢修空間以及是否便于安裝等問題。精細(xì)的BIM三維管線綜合既是這個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)、重點(diǎn)，也是后期設(shè)計(jì)與施工方便捷對(duì)接的

10、扎實(shí)基礎(chǔ)（圖13）。項(xiàng)目進(jìn)行期間，也曾出現(xiàn)過標(biāo)準(zhǔn)層冷凝水系統(tǒng)過長(zhǎng)，導(dǎo)致放坡影響凈高要求等問題，經(jīng)過與設(shè)計(jì)師的協(xié)商，最終確定以增加下水點(diǎn)為解決方案，將問題在施工前就解決。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)對(duì)凈高的制定通常只是一個(gè)局部估算值，無法全面考慮綜合布線及每個(gè)區(qū)域的局部細(xì)節(jié)，特別是在一些空間布局復(fù)雜、具有夾層或挑高、降板處，以及機(jī)械車位、作業(yè)區(qū)或樓梯休息平臺(tái)、結(jié)構(gòu)加腋處等。在二維平面圖紙上，由于對(duì)這些區(qū)域難以進(jìn)行全方位的空間布局觀察，更容易出現(xiàn)凈高考慮不足等問題。而此項(xiàng)目利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面零碰撞管線綜合，為業(yè)主提供了全套的凈高分析，使得整座建筑的凈高情況一目了然、準(zhǔn)確無誤（圖14）。（ 2）BIM出圖

11、的應(yīng)用項(xiàng)目中，BIM做到了模型直接出圖并雙向反提資：對(duì)于施工方關(guān)心的管線排布緊張區(qū)域，利用BIM可直接導(dǎo)出管綜剖面圖給到施工單位，從而確認(rèn)進(jìn)一步的深化方案（圖15）；對(duì)于管綜后管線布置與設(shè)計(jì)平面圖不一致的情況，BIM直接導(dǎo)出各專業(yè)平面圖并標(biāo)注管綜后的管線標(biāo)高，反提給設(shè)計(jì)師重新計(jì)算核準(zhǔn)后，使設(shè)計(jì)出圖與BIM模型保持一致（圖16）。運(yùn)用BIM技術(shù)三維出圖的優(yōu)勢(shì)在于模型修改完全同步，一處修改，所有涉及到此處修改的圖紙也同步修改。相比于傳統(tǒng)二維出圖，節(jié)省了大量出圖時(shí)間，同時(shí)也極大降低了遺漏差錯(cuò)，防止各專業(yè)間套圖過期，平面圖與系統(tǒng)圖、詳圖不統(tǒng)一等疏漏的發(fā)生。此外，可以在任何需要出剖面的位置瞬間導(dǎo)出精準(zhǔn)完

12、整的剖面圖，這也是傳統(tǒng)出圖方式所無法做到的。利用BIM技術(shù)直接將完成管綜的模型導(dǎo)出各專業(yè)平面圖，與施工方完美對(duì)接，化繁為簡(jiǎn)，減少項(xiàng)目流程，提高工作效率與準(zhǔn)確性。（ 3）BIM模式下設(shè)計(jì)與施工協(xié)作探討時(shí)下設(shè)計(jì)單位的BIM成果通常是交付業(yè)主，與施工方反而沒有一個(gè)良好的對(duì)接，而施工單位會(huì)再根據(jù)施工圖自己建一遍模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，這樣的重復(fù)勞動(dòng)不僅浪費(fèi)了人力、物力，更是違反了BIM的初衷。這種現(xiàn)象在本項(xiàng)目中得到了改善，此次同濟(jì)院與施工方密切合作，分層交接模型，施工方同步校改模型，以確保深化程度能夠符合施工要求，提出深化意見后（圖17），BIM團(tuán)隊(duì)再根據(jù)意見及時(shí)修改模型，從而使最終模型不斷接近實(shí)際施工，且

13、能被施工單位直接用于深化出圖與施工管理（圖18）。由于在設(shè)計(jì)后期，施工同時(shí)進(jìn)行，所以要求自下而上分層交付模型，這無疑也增加了工作量，所有管線需要按層斷開。起初以建筑完成面為界拆分上下層，后期發(fā)現(xiàn)接近屋頂處出現(xiàn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)樓板，最后決定改變拆分界限，以結(jié)構(gòu)樓板為界進(jìn)行拆分。值得注意的是，當(dāng)拆分當(dāng)層模型時(shí)，要包含上一層的重力管線及集水井，因?yàn)檫@兩者的圖紙信息常常在上一層，所以拆分時(shí)要注意不要造成遺漏。經(jīng)過此次項(xiàng)目，同濟(jì)院獲得了寶貴的施工配合經(jīng)驗(yàn)，也使設(shè)計(jì)BIM與施工正式接軌，邁出了重要的一步。（4）總結(jié)由于機(jī)電管線及設(shè)備錯(cuò)綜復(fù)雜，建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合較難。相較于傳統(tǒng)的二維制圖模式，BIM技術(shù)在機(jī)電設(shè)計(jì)

14、的應(yīng)用可以化繁為簡(jiǎn)、梳理有序，使一些建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜處、難以從二維圖紙上明確空間關(guān)系處的設(shè)計(jì)疏忽，以及結(jié)構(gòu)預(yù)留問題提前被發(fā)現(xiàn)。通過BIM三維管線綜合，在設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)并解決以往在施工階段才暴露而且難以解決的問題，以達(dá)到降低項(xiàng)目成本、精簡(jiǎn)項(xiàng)目流程、減少工程反復(fù)的目標(biāo)，并且通過最合理的管線排布獲得最佳的凈高空間，將施工對(duì)接做到最優(yōu)。然而現(xiàn)階段仍處于探索實(shí)踐的階段，在與施工的對(duì)接過程中，難免會(huì)出現(xiàn)深度把控不準(zhǔn)、責(zé)任分配不清等情況。畢竟設(shè)計(jì)和施工有別，設(shè)計(jì)方再密切合作也無法做到全面考慮實(shí)際施工遇到的全部問題，而對(duì)于大量支管管道末端而言，在實(shí)際施工中本來是輕而易舉就能解決的問題，但在BIM模型中反而會(huì)造成大量而又意義不大的工作。所以針對(duì)此現(xiàn)象急需出臺(tái)BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范各領(lǐng)域間的責(zé)任深度、成果質(zhì)量以及BIM傳遞交接形式等。結(jié)語(yǔ)上海國(guó)際旅游度假區(qū)核心區(qū)管理中心項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)，依托于BIM的3D精細(xì)化平臺(tái)，以數(shù)字化、信息化和可視化的方式提升建筑設(shè)計(jì)水平。同時(shí)施工階段繼承設(shè)計(jì)階段BIM的成果與信息，使成果應(yīng)用于后續(xù)的施工與安裝，提升了運(yùn)維質(zhì)量和水平，提高了效率。經(jīng)過此次與施工單位的配合，同濟(jì)院深刻意識(shí)到不同階段的模型，會(huì)存在很大差異。BIM技術(shù)的核心是信息的可持