三維協(xié)同技術(shù)在泉州晉江機(jī)場(chǎng)改建工程新建航站樓設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.

1、以參與方較多的實(shí)際項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹三維協(xié)同技術(shù)在項(xiàng)目的不同階段及不同參與對(duì)象中的應(yīng)用，有效解決了因溝通障礙、文件交付不及時(shí)、圖紙信息表達(dá)不到位或?qū)D紙信息理解不到位而導(dǎo)致的設(shè) 計(jì)失誤、施工走樣問(wèn)題，并將設(shè)計(jì)院各工種及配套設(shè)計(jì)單位共同完成的BIM模型應(yīng)用在建筑生命全周 期，產(chǎn)生了極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。1 三維協(xié)同技術(shù)簡(jiǎn)介三維協(xié)同技術(shù)分為協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同作業(yè)。協(xié)同設(shè)計(jì)是針對(duì)設(shè)計(jì)院專(zhuān)業(yè)內(nèi)、專(zhuān)業(yè)間進(jìn)行數(shù)據(jù)和文件交互、溝通交流等的協(xié)同工作，此為狹義的“協(xié)同技術(shù)”。協(xié)同作業(yè)是針對(duì)項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、材料供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商等與項(xiàng)目相關(guān)各方，進(jìn)行文件交付、溝通交流等的協(xié)同工作，此為廣義的“協(xié)同技術(shù)”。

2、協(xié)同設(shè)計(jì)是基于建筑專(zhuān)業(yè)的BIM模型，在建筑專(zhuān)業(yè)建立初步 BIM模型后，就能得到工程的真實(shí)尺寸及相應(yīng)的空間、功能關(guān)系。 設(shè)計(jì)院各工種基于建筑模型建立本專(zhuān)業(yè)的相關(guān)模型，即可通過(guò)鏈 接Revit模型的方式（類(lèi)似于CAD的外部參照方式），在專(zhuān)業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。這個(gè)工作可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中的每個(gè)關(guān) 鍵時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，因此專(zhuān)業(yè)間三維協(xié)同設(shè)計(jì)和二維協(xié)同設(shè)計(jì)相似，都 是文件級(jí)的階段性協(xié)同設(shè)計(jì)模式。除上述兩種模式外，不同BIM設(shè) 計(jì)軟件間的數(shù)據(jù)交互也屬于協(xié)同設(shè)計(jì)的范疇。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3ds max、SketchUp、Rhino、Catia、Ecotect、IE

3、S、PKPM等工具間的數(shù)據(jù)交互，都可以通過(guò)專(zhuān)用的導(dǎo) 入/導(dǎo)出工具，以dwg、dxf、fbx、sat、ifc等中間標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式進(jìn) 行交互。在設(shè)計(jì)院形成完備的設(shè)計(jì)模型后，各參與方進(jìn)行協(xié)同作業(yè)。三維協(xié)同技術(shù)的工作流程如圖1所示。圖1 三維協(xié)同技術(shù)的工作流程2 協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)施2.1 工程簡(jiǎn)介工程位于福建省晉江市，是原晉江機(jī)場(chǎng)改建項(xiàng)目，分原來(lái)航站 樓改建工程和新建航站樓工程。改造原有航站樓面積為15000m2， 并向空側(cè)外擴(kuò)788m2，作 為 國(guó) 內(nèi) 航 站 樓 使 用 ， 新 建 航 站 樓 面 積37713m2， 擴(kuò) 建 后 總 面 積 約 為53501m2。 本工程為福建省重 點(diǎn)工程（大型復(fù)雜公共建

4、筑），包含玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕 墻、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)墻板、登機(jī)廊橋、金屬屋面、 復(fù)雜的設(shè)備工藝等。我院為本工程設(shè)計(jì)總包單位，含總體設(shè)計(jì)、土 建設(shè)計(jì)、內(nèi)裝設(shè)計(jì)、景觀(guān)設(shè)計(jì)等。本工程施工隊(duì)伍及配套設(shè)計(jì)單位較多（共8家），為避免各設(shè)計(jì)單位因溝通反饋不及時(shí)，施工人員對(duì)二維圖紙信息理解不到位， 導(dǎo)致竣工結(jié)果與設(shè)計(jì)初衷相違背，本工程應(yīng)用三維協(xié)同技術(shù)，以信 息化模型為主導(dǎo)，應(yīng)用于協(xié)作設(shè)計(jì)及施工的全過(guò)程，起到主導(dǎo)設(shè) 計(jì)、精確施工、無(wú)縫銜接的作用。2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)的建筑模型應(yīng)用新建航站樓在施工圖階段使用BIM技術(shù)進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)，因 BIM的使用，得以在施工圖階段能對(duì)航站樓內(nèi)大量的大空間配合室

5、內(nèi)裝修專(zhuān)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在配合設(shè)計(jì)單位多、工期較緊的情況 下，最大限度地減少錯(cuò)誤漏缺，控制施工圖質(zhì)量，保證精準(zhǔn)施工。 圖2是整體建筑BIM模型鳥(niǎo)瞰圖，以此BIM模型為母版，各參與設(shè) 計(jì)單位及各設(shè)計(jì)工種進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)。圖2 項(xiàng)目效果圖（1）利用建筑BIM模型進(jìn)行專(zhuān)業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計(jì)。本工程較為 復(fù)雜，剖面變化較大，需推敲的剖面節(jié)點(diǎn)較多，通過(guò)Revit軟件的 “剖面”命令任意剖切BIM模型，方便、快捷、精準(zhǔn)，結(jié)合三維可 視化視圖，檢測(cè)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，快速、直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。如圖3、4，此手扶梯跨越防火分區(qū)。（2）利用建筑BIM模型進(jìn)行專(zhuān)業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)。本工程建筑空間大而多，通過(guò)Revit軟件的“相機(jī)”命

6、令，為室內(nèi)設(shè)計(jì)提供任意角度透視，通過(guò)多角度真實(shí)尺度模型，更易于理解空間與功能等， 有利于方案確定及優(yōu)化設(shè)計(jì)，并大大減少工作量。圖5為國(guó)際售票 大廳透視圖，圖6為其對(duì)應(yīng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖。（3）利用建筑BIM模型與幕墻設(shè)計(jì)單位協(xié)同設(shè)計(jì)，確定幕 墻、采光頂形式等，直觀(guān)表達(dá)設(shè)計(jì)效果，如圖7入口三維視圖。 借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，BIM能實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)的協(xié)同設(shè)計(jì)，BIM模型中信息量全面、精確，避免因文件交付不到位、圖紙信息表達(dá)不全面、遠(yuǎn)程溝通不明確而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)失誤，有效降低設(shè)計(jì)成本。2.3 協(xié)同設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用通過(guò)結(jié)構(gòu)BIM模型，同時(shí)利用BIM可視化設(shè)計(jì)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維 結(jié)構(gòu)施工圖上的線(xiàn)條、數(shù)值信息，便于結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計(jì)師直觀(guān)地觀(guān)察結(jié)構(gòu) 空間形式、結(jié)構(gòu)布置的合理性及結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造特征，很好地檢測(cè)設(shè) 計(jì)的準(zhǔn)確性，避免施工時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤再返工。結(jié)構(gòu)BIM模型為施 工單位提供鋼結(jié)構(gòu)加工下料的精確尺寸，提供鋼結(jié)構(gòu)坐標(biāo)應(yīng)用于現(xiàn) 場(chǎng)安裝，極大地節(jié)約成本并縮短工期。圖8、9為工程的整體結(jié)構(gòu) 模型和局部結(jié)構(gòu)模型。2.4 協(xié)同設(shè)計(jì)的機(jī)電模型應(yīng)用建筑層高、空間功能確定后，結(jié)構(gòu)BIM模型為機(jī)電設(shè)計(jì)師提供 了精準(zhǔn)、真實(shí)的結(jié)構(gòu)梁柱、結(jié)構(gòu)降板等信息，使得機(jī)電設(shè)計(jì)完全顛 覆了傳統(tǒng)的概念性、模糊性的設(shè)計(jì)模式，為精細(xì)化、確定化的設(shè)計(jì) 模式奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。為增強(qiáng)模型的可讀性，我們采用不同的顏 色顯示來(lái)區(qū)分不同的系統(tǒng)，如圖10為局部暖通BIM

8、模型，青色風(fēng)管 表示送風(fēng)管；圖11、12分別為局部給排水BIM模型、局部電氣BIM 模型。機(jī)電設(shè)計(jì)師在建模過(guò)程中，使用Revit軟件自帶的“碰撞檢 查”命令，實(shí)時(shí)進(jìn)行碰撞檢查并實(shí)時(shí)調(diào)整模型，解決絕大多數(shù)機(jī)電 專(zhuān)業(yè)的管線(xiàn)碰撞問(wèn)題。協(xié)同設(shè)計(jì)的“碰撞檢查”基本解決了機(jī)電專(zhuān)業(yè)與土建專(zhuān)業(yè)之間的管線(xiàn)硬碰撞問(wèn)題以及絕大多數(shù)解決了管線(xiàn)之間的軟碰撞問(wèn)題，如圖13、14所示，排煙風(fēng)管與消防水管碰撞。將綜合的BIM模型提供給業(yè)主及施工單位審閱，如圖15管線(xiàn)綜合模型所示，在業(yè)主確認(rèn)管線(xiàn)布置美觀(guān)、施工單位確認(rèn)管線(xiàn)布局便于施工的前提下，施工方嚴(yán)格按照施工圖結(jié)合模型進(jìn)行施工，有效降低了施工方二次深化施工設(shè)計(jì)的工作量，避免了

9、因“誰(shuí)先進(jìn)場(chǎng)，誰(shuí)先施工”而導(dǎo)致的施工錯(cuò)誤，大幅度減少了材料浪費(fèi)，降低了施工成本。3 協(xié)同作業(yè)實(shí)施三維協(xié)同作業(yè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目全生命周期的信息構(gòu)建， 增強(qiáng)項(xiàng)目相關(guān)方的信息共享?；趨f(xié)同設(shè)計(jì)的成果，項(xiàng)目建設(shè)方、 設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、使用方等都能比較直觀(guān)地掌握項(xiàng)目的全 貌，降低了非專(zhuān)業(yè)人士對(duì)項(xiàng)目的理解難度，提升了不同專(zhuān)業(yè)間、不 同參與方對(duì)項(xiàng)目的協(xié)同能力。本項(xiàng)目全程使用Revit軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成后的信息化模型能 提供幕墻分隔及節(jié)點(diǎn)大樣圖（應(yīng)用于幕墻專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)）、結(jié)構(gòu)體系三 維圖（應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)）、節(jié)能計(jì)算模型（與PKPM節(jié)能計(jì) 算軟件接口）、整體漫游動(dòng)畫(huà)（應(yīng)用于工程方案匯報(bào)、圖紙交底 等）

10、，應(yīng)用三維模型通過(guò)設(shè)定不同顏色的區(qū)域來(lái)表示階段工程進(jìn)度（以顏色在實(shí)體模型上體現(xiàn)工程各階段進(jìn)度），同時(shí)提供整體建設(shè) 過(guò)程的模擬漫游。3.1 可視化設(shè)計(jì)與3D漫游利用三維協(xié)同作業(yè)的可視化技術(shù)，對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一目了然。 根據(jù)設(shè)計(jì)深度及施工要求對(duì)細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行三維化大樣設(shè)計(jì)，按照出 圖要求出1:20、1:10、1:5比例的大樣圖。對(duì)不同材料交接處、不同 構(gòu)造銜接進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足各深化設(shè)計(jì)單位及施工單位的要求。 許多甲方未定的問(wèn)題，我們可以通過(guò)BIM模型以直觀(guān)的方式，現(xiàn)場(chǎng)幫助甲方確定得到滿(mǎn)意的解決方案，例如使用BIM模型在項(xiàng)目匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)確定機(jī)場(chǎng)名稱(chēng)標(biāo)志的大小、高度位置，如圖16所示。 應(yīng)用3D漫游技術(shù)，在

11、不同的設(shè)計(jì)階段設(shè)置不同的3D漫游路徑，解決不同的協(xié)同作業(yè)問(wèn)題。圖17顯示的是在管線(xiàn)復(fù)雜空間設(shè) 置3D漫游，向業(yè)主及施工方演示管線(xiàn)布局走向，提出修改方案， 優(yōu)化設(shè)計(jì)。圖18顯示的是在成果匯報(bào)會(huì)上，向業(yè)主及各參與方展 示建筑室內(nèi)外空間概況及功能的3D漫游。3.2 工程量統(tǒng)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理應(yīng)用信息化模型的各種統(tǒng)計(jì)表格，如門(mén)窗明細(xì)表（圖19）、 幕墻面積、工程量統(tǒng)計(jì)等可用于成本估算、工程量預(yù)算及工程量決 算，合理控制造價(jià)，避免人工計(jì)算的潛在失誤。BIM模型信息中還包含各種設(shè)備的安裝位置、型號(hào)、廠(chǎng)家等信息，用于后期運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)中，結(jié)合智能化樓宇自控系統(tǒng)，便于設(shè)備維護(hù)。圖19 門(mén)窗明細(xì)4 應(yīng)用總結(jié)該項(xiàng)目是我院繼晉江戲劇中心后再一次使用Revit軟件進(jìn)行三 維施工圖設(shè)計(jì)，我們?cè)谀?/p>