設(shè)計(jì)的變革——BIM在長(zhǎng)白山威斯汀及喜來(lái).pdf

設(shè)計(jì)的變革——BIM在長(zhǎng)白山威斯汀及喜來(lái)1 設(shè)計(jì)方式的變革工作平臺(tái)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)是以AutoCAD為主體以三維建模軟件作為輔助的設(shè)計(jì)平臺(tái)。BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)則貫穿各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)從規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、MEP、綠色建筑、日照節(jié)能等多方面同時(shí)進(jìn)行工作。工作成果將根據(jù)項(xiàng)目的不同階段和不同深度從建筑信息模型中分別提取。同時(shí)BIM的應(yīng)用還將延伸至建造階段甚至使用階段在施工、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面綜合運(yùn)用。在長(zhǎng)白山威斯汀及喜來(lái)登酒店項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)白山項(xiàng)目）中我們建立起自身的BIM平臺(tái)。它以Autodesk Revit（Architecture/Structure/MEP )為基礎(chǔ)平臺(tái)以Sketchup和Archicad為輔助建模軟件同時(shí)配合ECOTECT、IES、NAVISWORKS、PKPM等分析軟件和PROJECT等管理軟件最終形成一個(gè)綜合的BIM平臺(tái)。通過(guò)BIM在長(zhǎng)白山威斯汀及喜來(lái)登酒店項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐詮釋了基于項(xiàng)目應(yīng)用BIM的全過(guò)程解決方案揭示了BIM在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用必將引起設(shè)計(jì)方式、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)成果、設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)方面的重大變革。工作模式傳統(tǒng)工作模式是用二維的圖紙來(lái)虛擬三維的建筑通過(guò)平面、立面、剖面、詳圖等圖紙來(lái)表達(dá)建筑并作為工作成果。BIM工作模式則基本上是全三維的最終形成相當(dāng)于傳統(tǒng)施工圖深度的建筑工程模型并以模型為輸出成果。在目前的過(guò)渡階段也可以用三維的模型剖切出所需的二維圖紙?jiān)龠M(jìn)行二維修飾生成圖紙成果。以時(shí)間與成果的關(guān)系來(lái)比較兩種工作模式：傳統(tǒng)模式是線性的即用單位時(shí)間完成一定數(shù)量的成果；BIM工作模式則是拋物線形的其模型搭建階段的成果產(chǎn)出幾乎是零而一旦模型完成可以在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出大量成果。隨著項(xiàng)目的復(fù)雜性和周期長(zhǎng)度的提高BIM工作模式的優(yōu)勢(shì)會(huì)愈加明顯。在長(zhǎng)白山項(xiàng)目中方案深化的過(guò)程就是模型深化的過(guò)程。模型的建構(gòu)從山體地形建造開(kāi)始接著是建立結(jié)構(gòu)框架之后再加入維護(hù)體系并深化細(xì)部節(jié)點(diǎn)直至最終完成工程模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同位置進(jìn)行剖切并結(jié)合二維修飾即形成施工圖紙如按樓層剖切即生成平面圖垂直剖切即生成剖面圖局部剖切即生成節(jié)點(diǎn)詳圖。立面的獲得則更加便捷所見(jiàn)即所得。在這兩座形體較為復(fù)雜的山地建筑中通過(guò)將所有40多個(gè)面進(jìn)行分解完成了真正意義上的立面展開(kāi)圖。2 設(shè)計(jì)方法的變革組織方式有別于傳統(tǒng)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)BIM發(fā)展初期的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由傳統(tǒng)團(tuán)隊(duì)加BIM團(tuán)隊(duì)的方式來(lái)組合。其中傳統(tǒng)團(tuán)隊(duì)由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、專業(yè)負(fù)責(zé)人、一般設(shè)計(jì)人員以及輔助設(shè)計(jì)人員等組成；BIM團(tuán)隊(duì)由BIM經(jīng)理和BIM協(xié)調(diào)員組成。在這一綜合團(tuán)隊(duì)中BIM經(jīng)理與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行配合梳理項(xiàng)目的BIM流程和標(biāo)準(zhǔn)以及內(nèi)部合作方式；BIM協(xié)調(diào)員與專業(yè)負(fù)責(zé)人配合解決所有項(xiàng)目?jī)?nèi)遇到的BIM技術(shù)問(wèn)題。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展和成熟從企業(yè)的角度來(lái)說(shuō)應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)立的BIM部門來(lái)統(tǒng)一管理BIM經(jīng)理和BIM協(xié)調(diào)員同時(shí)制定企業(yè)內(nèi)的BIM項(xiàng)目流程和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)助各專業(yè)院所完成BIM專業(yè)培訓(xùn)和制定BIM專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以長(zhǎng)白山項(xiàng)目為例在建筑專業(yè)內(nèi)我們以“項(xiàng)目負(fù)責(zé)人+BIM負(fù)責(zé)人+專業(yè)負(fù)責(zé)人”作為主要團(tuán)隊(duì)再加上BIM協(xié)調(diào)員和一般設(shè)計(jì)人員組成較為完整的BIM項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。2.2 協(xié)同配合傳統(tǒng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中建筑專業(yè)與其他專業(yè)的協(xié)同配合是采用作業(yè)圖式的階段性配合方式。其弊端是各專業(yè)信息溝通不及時(shí)信息丟失較多同時(shí)信息交互和反饋是片段性的容易產(chǎn)生內(nèi)部錯(cuò)誤和較多的重復(fù)性勞動(dòng)。BIM項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的協(xié)同目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)三維協(xié)同即建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、機(jī)電專業(yè)以及其他專業(yè)共同在建筑信息模型上工作由各專業(yè)模型合并組成完整的建筑信息模型（BIM）信息實(shí)時(shí)交互、實(shí)時(shí)反饋沒(méi)有遺漏。但是目前國(guó)內(nèi)在全面應(yīng)用三維協(xié)同方面仍存在一些問(wèn)題：1）MEP軟件不完備缺乏基本構(gòu)件庫(kù)難以滿足二維出圖要求；2）STRUCTURE軟件與目前國(guó)內(nèi)平面計(jì)算軟件存在部分銜接問(wèn)題；3）缺乏相關(guān)的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)；4）設(shè)計(jì)觀念及工作習(xí)慣需要進(jìn)行變革難度較大。 長(zhǎng)白山項(xiàng)目采用的是二維協(xié)同與三維協(xié)同相結(jié)合的過(guò)渡方式。建筑專業(yè)內(nèi)部采用BIM三維協(xié)同并完成結(jié)構(gòu)模型將BIM模型導(dǎo)出二維CAD作為BASE文件定時(shí)更新而其他專業(yè)仍采用傳統(tǒng)的二維協(xié)同方式完成圖紙。由BIM協(xié)調(diào)員將機(jī)電專業(yè)技術(shù)圖紙轉(zhuǎn)化成MEP模型加入到整體BIM集合中同時(shí)BIM協(xié)調(diào)員將碰撞檢測(cè)報(bào)告等各種信息及時(shí)反饋給機(jī)電專業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)實(shí)時(shí)信息交互同時(shí)通過(guò)BIM協(xié)調(diào)員與機(jī)電專業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。雖然這種過(guò)渡方式?jīng)]有真正實(shí)現(xiàn)全專業(yè)三維協(xié)同但這是目前多因素影響下較為合適的配合方式很大程度上提高了工作效率和工作質(zhì)量。3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的變革BIM在建筑設(shè)計(jì)內(nèi)應(yīng)用必須有相應(yīng)的BIM標(biāo)準(zhǔn)目前美國(guó)和英國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了相應(yīng)的國(guó)家級(jí)BIM標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)的BIM標(biāo)準(zhǔn)CBIMS（China Building Information Modeling Standards）也在籌備中。 BIM標(biāo)準(zhǔn)主要包括BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（包括BIM軟件標(biāo)準(zhǔn)、BIM硬件標(biāo)準(zhǔn)、BIM交換格式標(biāo)準(zhǔn)等）和BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（包括BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、BIM施工標(biāo)準(zhǔn)、BIM運(yùn)營(yíng)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)等）兩個(gè)方面分為國(guó)家級(jí)、企業(yè)級(jí)、項(xiàng)目級(jí)等不同層級(jí)。通過(guò)數(shù)個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐3年來(lái)我們積累了一定的模型庫(kù)同時(shí)制定了BIM模板（包括族庫(kù)、樣式、視圖樣板、材質(zhì)等）和相應(yīng)的BIM工作手冊(cè)。在提高工作效率的同時(shí)也為制定BIM企業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4 設(shè)計(jì)成果的變革BIM在不同的設(shè)計(jì)階段應(yīng)用不同的軟件可以帶來(lái)不同形式的設(shè)計(jì)成果。在方案階段使用Civil 3D進(jìn)行用地規(guī)劃和土地平整使用Revit軟件完成概念體量方面的方案設(shè)計(jì)使用ECOTECT軟件對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能分析使用ArchicadNavisworks等軟件完成渲染、漫游和對(duì)象動(dòng)畫(huà)。在施工圖階段Revit建筑軟件完成深化建筑模型以及添加二維修飾和工程材料等信息從而完成建筑施工圖部分；Revit結(jié)構(gòu)軟件負(fù)責(zé)搭建結(jié)構(gòu)模型（鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚混和框架結(jié)構(gòu)等）；Revit設(shè)備軟件負(fù)責(zé)建筑性能分析（定義并計(jì)算冷、熱負(fù)荷）、布置HVAC系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)添加注釋、工程材料清單從而完成MEP施工圖。此外結(jié)構(gòu)計(jì)算荷載要與結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件相結(jié)合包括Autodesk Robot、CIS（ETABS）、Adapt-Builder、Bentley（Ram Structural Building Design）、CSC（Dedicated Steelwork Building Design）等。要完成結(jié)構(gòu)施工圖還需創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)詳圖（鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)詳圖需要用Autocad Detailing軟件）、配筋詳圖添加注釋以及工程材料清單。Navisworks軟件能夠完成碰撞校核（硬碰撞、間隙碰撞、副本碰撞）、4D模擬、渲染、漫游和對(duì)象動(dòng)畫(huà)。以長(zhǎng)白山項(xiàng)目為例應(yīng)用Revit軟件建立了整個(gè)項(xiàng)目的建筑及MEP施工圖深度模型在完成圖紙的同時(shí)利用模型建筑完成了MEP漫游甲方和施工方能更加直觀地看到將要施工的建筑同時(shí)把相關(guān)的問(wèn)題和修改在施工之前全部解決。同時(shí)應(yīng)用Navisworks軟件進(jìn)行了MEP碰撞校核并根據(jù)碰撞校核的結(jié)果同步修改MEP圖紙從最初的1 000多個(gè)碰撞點(diǎn)修改到主管碰撞為零。我們還進(jìn)行了管線施工模擬合理安排不同管線的安裝順序在后期的管線施工中會(huì)起到指導(dǎo)作用進(jìn)一步節(jié)省人力物力。我們根據(jù)施工方的工程進(jìn)度在模型中加入時(shí)間信息建立了4D模型模擬從伐樹(shù)、場(chǎng)地平整到主體施工完成的整個(gè)過(guò)程使甲方和施工方全面直觀地了解了施工過(guò)程將各種問(wèn)題和隱患盡早解決。運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程不涵蓋或是忽略的。從建筑全生命周期來(lái)看運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段是其中最長(zhǎng)也是最重要的階段。BIM在這一階段的優(yōu)勢(shì)是得天獨(dú)厚的能真正涵蓋建筑的全生命周期。應(yīng)用BIM可以完成建筑竣工模型及圖紙、業(yè)態(tài)展示模型、運(yùn)營(yíng)維護(hù)模型、項(xiàng)目改造和拆遷模擬。長(zhǎng)白山項(xiàng)目本身定位為六星級(jí)和五星級(jí)酒店業(yè)主既是投資方又是運(yùn)營(yíng)方針對(duì)這一特點(diǎn)我們進(jìn)行了運(yùn)營(yíng)維護(hù)模擬的嘗試將BIM模型應(yīng)用到酒店的運(yùn)營(yíng)維護(hù)中去實(shí)現(xiàn)了BIM信息利用的最大化。BIM的一個(gè)重要應(yīng)用在于仿真分析。應(yīng)用Revit實(shí)現(xiàn)可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)由Revit創(chuàng)建的建筑信息模型中豐富完整的建筑信息可以在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析和節(jié)能設(shè)計(jì)包括能源使用效率、流動(dòng)/緊急疏散、聲學(xué)、光學(xué)、建筑造價(jià)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的分析。應(yīng)用Revit施工圖模型進(jìn)行二次分析能夠使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確更接近建筑的實(shí)際使用效果。 長(zhǎng)白山項(xiàng)目就結(jié)合項(xiàng)目本身的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行了大量的仿真分析。擬建酒店建筑處在長(zhǎng)白山山脈腳下地形相對(duì)比較復(fù)雜因此運(yùn)用Civil 3D軟件對(duì)基地地形進(jìn)行流域及高程分析以取得地形條件的最優(yōu)化處理和自然災(zāi)害的及時(shí)預(yù)防。此外長(zhǎng)白山地區(qū)屬于溫帶大陸性山地氣候冬季漫長(zhǎng)寒冷夏季短暫涼爽且天氣變化無(wú)常春季多風(fēng)秋季多霧。年平均氣溫在-7℃~3℃之間冬季最低氣溫可達(dá)-40℃。而酒店的舒適性和保溫隔熱性能是本項(xiàng)目著重考察的內(nèi)容。使用ECOTECT對(duì)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料、建筑熱能耗及建筑光環(huán)境進(jìn)行了分析為創(chuàng)造最佳居住環(huán)境提供了保障。5 設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的變革BIM將使政府對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的宏觀把控更精準(zhǔn)、有效；使建設(shè)方從新建、改擴(kuò)建到拆除再利用的全生命周期都能快速而準(zhǔn)確地介入避免了誤拆、誤改；令使用方在建筑使用過(guò)程中遇到管線等故障時(shí)能方便、快速地了解故障詳細(xì)情況及時(shí)報(bào)修；使運(yùn)營(yíng)方在對(duì)建筑管理維護(hù)的過(guò)程中接到故障報(bào)修時(shí)能準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位有效節(jié)省時(shí)間。BIM是對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)的更新更是對(duì)現(xiàn)有建筑生產(chǎn)模式、管理模式、使用模式的轉(zhuǎn)換和發(fā)展是對(duì)建筑全行業(yè)運(yùn)行的銜接性、準(zhǔn)確性和效率的大幅度提高也是實(shí)施建筑可持續(xù)、循環(huán)再利用等綠色建筑概念的有效保障。