基于BIM 的項(xiàng)目級(jí)在線問(wèn)題溝通平臺(tái)開(kāi)發(fā)與研究——烏魯木齊高鐵站項(xiàng)目

王立媛 高 路

(上海建工五建集團(tuán)高路數(shù)字化營(yíng)造創(chuàng)新工作室，上海 200333)

1 工程概況

五建集團(tuán)基于BIM 的大膽探索和應(yīng)用從未停止，自2012 年應(yīng)用實(shí)施BIM 以來(lái)，始終堅(jiān)持“一流產(chǎn)品、五建生命”的核心理念，先后與國(guó)內(nèi)外數(shù)十家系統(tǒng)軟件廠商開(kāi)展合作，在自己開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目上大膽試用、使用，并根據(jù)企業(yè)自身管理特點(diǎn)逐步梳理基于軟件系統(tǒng)的管理流程和管理制度，自主開(kāi)發(fā)研究形成了集團(tuán)獨(dú)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于BIM 的在線問(wèn)題溝通平臺(tái)。

由五建集團(tuán)擔(dān)任的項(xiàng)目，烏魯木齊高鐵站N1地塊以“天山雪海，絲路明珠”為設(shè)計(jì)意象，以流線型的態(tài)勢(shì)從大地升起，圓潤(rùn)光潔，宛如一顆美麗的明珠。該項(xiàng)目預(yù)投資27 億元、站房總面積達(dá)10 萬(wàn)m2。在該項(xiàng)目中，工作室基于BIM 技術(shù)自主開(kāi)發(fā)了項(xiàng)目的在線問(wèn)題溝通平臺(tái)，在異地高效溝通設(shè)計(jì)方面，取得了很好的效果。BIM 技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)建筑設(shè)計(jì)手段的第二次變革，極大提升建筑設(shè)計(jì)作品的品質(zhì)，使設(shè)計(jì)溝通更加便捷，并為施工建造、運(yùn)維管理的實(shí)現(xiàn)提出了更先進(jìn)、直觀的理念和思路。

2 設(shè)計(jì)階段BIM 應(yīng)用理念剖析

2.1 BIM 理念剖析

BIM 是通過(guò)三維數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程進(jìn)行模擬，所創(chuàng)建模型包括項(xiàng)目從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工運(yùn)營(yíng)直至報(bào)廢全壽命周期的信息。但是，每個(gè)階段細(xì)化到各個(gè)環(huán)節(jié)才能體現(xiàn)BIM 的最終價(jià)值。設(shè)計(jì)階段是BIM 應(yīng)用前提，也是BIM 應(yīng)用于項(xiàng)目全生命周期的基礎(chǔ)。BIM 不僅在優(yōu)化傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生作用，而且要保證建立的設(shè)計(jì)成果能順利進(jìn)行到下一個(gè)階段。

2.2 烏魯木齊項(xiàng)目工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

(1)項(xiàng)目構(gòu)成復(fù)雜性

烏魯木齊高鐵火車站項(xiàng)目為綜合鐵路站房，建筑體量巨大，功能復(fù)雜;其次建筑造型新穎，多數(shù)外立面構(gòu)建為二維曲面和三維曲面，設(shè)計(jì)施工難度巨大;再次由于鐵路站房的特殊性，工程設(shè)計(jì)不僅僅涵蓋了普通民用建筑的所有專業(yè)，還包含了鐵路線路、鐵路信號(hào)等多專業(yè)的協(xié)同配合。

經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，五建設(shè)計(jì)院決定采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)制圖過(guò)程中的三維信息無(wú)法清晰表達(dá)、結(jié)構(gòu)圖紙難以與建筑及安裝圖紙對(duì)接等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)無(wú)縫對(duì)接，在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而提高整個(gè)設(shè)計(jì)的效率和品質(zhì)。

(2)進(jìn)度控制復(fù)雜性

烏魯木齊高鐵火車站項(xiàng)目BIM 設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于對(duì)建筑進(jìn)行全專業(yè)、全過(guò)程的BIM 設(shè)計(jì)。其中全過(guò)程有兩個(gè)方面:首先是項(xiàng)目過(guò)程中團(tuán)隊(duì)合作的全過(guò)程;其次是項(xiàng)目從方案設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)及未來(lái)運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程。烏魯木齊高鐵火車站北廣場(chǎng)景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目的BIM 應(yīng)用目的是集建模、檢測(cè)、計(jì)算、模擬、數(shù)據(jù)集成等工作為一體的三維建筑信息管理工程，這項(xiàng)工作覆蓋了工程設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、制造、施工管理乃至后期運(yùn)營(yíng)管理的建筑全生命周期。不同工種立體交叉作業(yè)給進(jìn)度計(jì)劃與控制帶來(lái)新的要求和問(wèn)題。

經(jīng)分析總結(jié)，五建設(shè)計(jì)院在方案設(shè)計(jì)階段，采用BIM 相關(guān)技術(shù)軟件對(duì)項(xiàng)目的規(guī)劃布局決策提供數(shù)據(jù)及快速可視化支持。在建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)中，采用可視化工具虛擬現(xiàn)實(shí)軟件進(jìn)行逼真演示，不同設(shè)計(jì)方案的虛擬現(xiàn)實(shí)展示供業(yè)主快速?zèng)Q策。設(shè)計(jì)人員在三維場(chǎng)景中任意漫游、人機(jī)交互，這樣很多不易察覺(jué)的設(shè)計(jì)缺陷就能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無(wú)可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評(píng)估質(zhì)量。

(3)信息溝通復(fù)雜性

烏魯木齊項(xiàng)目的建設(shè)分屬不同系統(tǒng)、不同單位、不同部門，尤其烏魯木齊與我院辦公地址地處異地，項(xiàng)目之間有效信息溝通與交流，體現(xiàn)出前所未有的復(fù)雜性。

經(jīng)總結(jié)分析，工作室基于BIM 技術(shù)自主開(kāi)發(fā)了項(xiàng)目的在線問(wèn)題溝通平臺(tái)，在異地高效溝通設(shè)計(jì)方面，取得了很好的效果。

圖1 烏魯木齊高鐵站效果圖

圖2 烏魯木齊N1 地塊

2.3 BIM 應(yīng)用理念

BIM 模型包含的信息可滿足參加各方的全生命周期需要，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)等綠色理念。由于建筑造型復(fù)雜，在最初的方案設(shè)計(jì)中，借用參數(shù)化設(shè)計(jì)流程，完成了從建筑體量到造型細(xì)部的推敲，快速實(shí)現(xiàn)建筑功能和建筑形態(tài)的磨合。施工圖階段利用方案階段的基礎(chǔ)BIM 模型，把方案階段其他平臺(tái)建立的信息轉(zhuǎn)入Autodesk Revit 的基礎(chǔ)平臺(tái)中整合處理，在模型中進(jìn)行設(shè)計(jì)，并解決專業(yè)協(xié)調(diào)、精細(xì)化設(shè)計(jì)、性能化分析、施工圖三維校審、施工圖出圖、各專業(yè)圖形算量以及圖紙三維交底等方面問(wèn)題。

基于對(duì)BIM 理念的梳理和對(duì)烏魯木齊高鐵項(xiàng)目特點(diǎn)及難點(diǎn)分析，總結(jié)BIM 在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用為以下兩點(diǎn):

第一，BIM 三維可視化與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)充分融合，優(yōu)化整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，為進(jìn)一步應(yīng)用打好基礎(chǔ);

第二，BIM 助力協(xié)同，實(shí)現(xiàn)異地有效溝通。

3 BIM 助力設(shè)計(jì)協(xié)同

3.1 項(xiàng)目復(fù)雜性解決方案

工作室在烏魯木齊高鐵火車站北廣場(chǎng)景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目中以“模型即等于圖紙”為標(biāo)準(zhǔn)，“模型直接出施工圖”為途徑，達(dá)到了建筑專業(yè)模型出圖率100%、結(jié)構(gòu)專業(yè)出圖率90%、設(shè)備專業(yè)出圖率75%的目標(biāo)。視圖通過(guò)模型剖切直接生成二維圖紙和三維圖紙，透視圖、詳圖大樣可以根據(jù)模型的修改實(shí)時(shí)更新，對(duì)于模型的修改都是通過(guò)三維方式來(lái)完成的，以保持模型的完整性?；贐IM 模型的建筑結(jié)構(gòu)模型協(xié)調(diào)比傳統(tǒng)二維模式更加緊密，特別是對(duì)于異形建筑來(lái)說(shuō)，更加直觀可靠，在這個(gè)有利的基礎(chǔ)上，建筑專業(yè)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的布置更好地考慮空間布局，結(jié)構(gòu)專業(yè)可以根據(jù)建筑的布局更清晰地模擬荷載，通過(guò)模型媒介，極大地加強(qiáng)了兩個(gè)專業(yè)的互動(dòng)性。而機(jī)電專業(yè)通過(guò)選取建筑與結(jié)構(gòu)部分模型作為參照，進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間及時(shí)準(zhǔn)確信息傳遞的目的，再輔以可視化工具，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。

碰撞檢查在該項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，利用Autodesk Revit 系列軟件進(jìn)行三維管線建模，快速查找模型中的所有撞點(diǎn)，并出具碰撞檢查報(bào)告。Autodesk Navisworks 實(shí)現(xiàn)的管線碰撞檢查，較好地解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)下無(wú)法避免的錯(cuò)、漏、碰、撞等現(xiàn)象。根據(jù)結(jié)果，對(duì)管線進(jìn)行調(diào)整，從而滿足設(shè)計(jì)施工規(guī)范、體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖、符合業(yè)主要求、維護(hù)檢修空間的要求，使得最終模型顯示為零碰撞。

3.2 進(jìn)度控制及信息溝通復(fù)雜性解決方案

針對(duì)烏魯木齊項(xiàng)目特點(diǎn)及難點(diǎn)，工作室結(jié)合國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與以往BIM 設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及本項(xiàng)目實(shí)際情況等各項(xiàng)因素，建立了一套完整的、標(biāo)準(zhǔn)的BIM設(shè)計(jì)在線問(wèn)題溝通體系，以保證多專業(yè)、多軟件平臺(tái)及異地之間的順利配合，對(duì)開(kāi)展BIM 設(shè)計(jì)工作進(jìn)行統(tǒng)一指導(dǎo)。項(xiàng)目中已建立起了自身的BIM 平臺(tái)，它以Autodesk Revit 為基礎(chǔ)平臺(tái)，其他十幾個(gè)軟件為輔助建模軟件，同時(shí)配合Autodesk Ecotect、Autodesk Navisworks 等分析軟件，最終形成一個(gè)完整綜合的BIM 在線問(wèn)題溝通平臺(tái)。實(shí)踐表明，該體系對(duì)設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的借鑒和指導(dǎo)意義。

圖3 設(shè)計(jì)校核、碰撞檢測(cè)圖

圖4 在線問(wèn)題溝通平臺(tái)

4 總結(jié)

上海建工五建高路數(shù)字化營(yíng)造創(chuàng)新工作室在烏魯木齊高鐵火車站北廣場(chǎng)景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了從方案創(chuàng)作到施工管理、后期運(yùn)營(yíng)的全生命周期BIM應(yīng)用，采用BIM 技術(shù)并完成設(shè)計(jì)出圖，自主開(kāi)發(fā)搭建了BIM 問(wèn)題溝通平臺(tái)及完善了BIM 設(shè)計(jì)手冊(cè)，培養(yǎng)了一批BIM 工程師。通過(guò)與歐特克客戶服務(wù)部及兄弟設(shè)計(jì)單位的交流學(xué)習(xí)，提升了建工五建對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用的能力，推進(jìn)了全過(guò)程的BIM 技術(shù)的發(fā)展。

附錄

上海建工五建集團(tuán)高路數(shù)字化營(yíng)造創(chuàng)新工作室，孵化在五建集團(tuán)，前身是五建設(shè)計(jì)院和工程研究院的BIM 所，目前成立的工作室目標(biāo)更為聚焦，主要將行業(yè)數(shù)字化的新技術(shù)更多地結(jié)合到設(shè)計(jì)、施工中去。

［1］張曉菲，李嘉軍，王凱，劉翀.基于BIM 的復(fù)雜結(jié)構(gòu)項(xiàng)目群體設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)管理方式研究［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2014(5):81-88.

［2］張曉菲.探討基于BIM 的設(shè)計(jì)階段的流程化［J］.工業(yè)建筑，2013，07:154-158.

［3］王凱.國(guó)外BIM 標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.土木工程建筑信息技術(shù)，2013，5(1):6-11.

［4］中國(guó)BIM 門戶.中信建筑設(shè)計(jì)研究總院.烏魯木齊高鐵項(xiàng)目的BIM 實(shí)踐［Z］.2014(9).

［5］葉煒，程凱.BIM 技術(shù)在烏魯木齊高鐵火車站設(shè)計(jì)中應(yīng)用

［6］寧冉.BIM 在CCDI 建筑設(shè)計(jì)中全程運(yùn)用助推頂目成功交付［J］.中國(guó)建筑信息.2012(18):35-36.

［7］住房及城鄉(xiāng)建設(shè)部2011 -2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要［EB/OL］