BIM技術(shù)在烏魯木齊市某工程設(shè)計中的應(yīng)用

察依努爾·塔石撲拉提 左文星 晉 強

（1.新疆維泰開發(fā)建設(shè)（集團）股份有限公司 新疆烏魯木齊 830026 2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院 新疆烏魯木齊 830052 3．新疆BIM及裝配式工程技術(shù)研究中心 新疆烏魯木齊 830052 4.新疆國運天成教育科技有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

1 應(yīng)用背景

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱“BIM”）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息[1]。它將建筑模型和建筑信息相結(jié)合使得可視化的模型具有了一系列的加工性能，可具有與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，各類工作的模擬性，圖紙和管理的優(yōu)化性和方便出圖等多個特點?！?011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中9次提到BIM技術(shù)，國家將把BIM作為我國支撐建筑產(chǎn)業(yè)升級的核心技術(shù)，尤其是在裝配式建筑領(lǐng)域作用明顯?！毒V要》的總體目標(biāo)是加快BIM等信息技術(shù)加強建筑相關(guān)行業(yè)協(xié)同工作的能力，充分發(fā)揮新技術(shù)在各類裝配式建筑工程中的應(yīng)用和拓展；研究發(fā)展基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等集成設(shè)計系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電和全裝修等多專業(yè)的信息共享、互聯(lián)及協(xié)同；積極探索基于BIM技術(shù)的三維設(shè)計技術(shù)與材料時間等各參數(shù)的融合、提高參數(shù)化、可視化的設(shè)計能力，并為設(shè)計施工一體化提供技術(shù)支持；研究基于BIM技術(shù)在多維度項目管理系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用[2-4]，實現(xiàn)對建筑工程的有效可視化管理。BIM技術(shù)在全國范圍內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用已日趨成熟，然而，在新疆建筑行業(yè)依舊處于初級階段，本文依托烏魯木齊市文化中心項目建設(shè)旨在設(shè)計階段運用BIM技術(shù)創(chuàng)建三維信息模型，形成基于BIM的設(shè)計模型文件及輕量化瀏覽文件，通過消除碰撞的設(shè)計模型文件，完成與設(shè)計模型一致的二維出圖成果，進一步提高設(shè)計質(zhì)量，達到精細化設(shè)計要求，最大限度避免后期返工。

2 項目基本情況介紹

烏魯木齊市文化中心（以下簡稱“文化中心”）建設(shè)項目，由大劇院，音樂廳、文化館、圖書城、博物館、規(guī)劃展示館、中心文化塔和地下室8個部分組成，六大場館仿佛雪蓮的六朵花瓣，圍繞中心的花蕊文化塔，整個建筑看起來猶如一朵盛開的蓮花。文化中心這樣一個極具特色的雪蓮花造型必須由完美的空間曲線構(gòu)成，該項目規(guī)模宏大，造型獨特，屬于大型復(fù)雜公共建筑設(shè)計，傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計無法準(zhǔn)確表現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)、金屬板、玻璃幕墻等材料的設(shè)計、制作和安裝。所以需要在設(shè)計和施工過程中采用BIM技術(shù)輔助，解決設(shè)計過程中的3D與2D真實轉(zhuǎn)換，通過空間模擬優(yōu)化設(shè)計，才能切實保障設(shè)計的質(zhì)量；才能為建造一座具備現(xiàn)代化設(shè)施、設(shè)備的，具有時代感的文化綜合場館提供保障；才能為文化中心建成后成為展現(xiàn)烏魯木齊城市魅力的標(biāo)志性建筑奠定基礎(chǔ)。項目組擬通過BIM技術(shù)在“文化中心”項目設(shè)計階段的研究和應(yīng)用，充分發(fā)揮BIM技術(shù)三維信息模型的可視化、模擬性、優(yōu)化性特點，提前進行圖紙會審，使該項目設(shè)計成果更加科學(xué)，更加合理?？偨Y(jié)積累項目BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，建立BIM技術(shù)應(yīng)用團隊，為進一步探索基于BIM技術(shù)應(yīng)用的建設(shè)管理模式做積極研究。

圖1 烏魯木齊市文化中心建筑外觀透視

3 設(shè)計流程及成果

3.1 方案設(shè)計

在建筑設(shè)計之前，對場地信息與建筑信息的整理顯得尤為重要，對設(shè)計軟件的選擇主要考慮到軟件的可操作性與協(xié)同性。方案設(shè)計主要參照建筑規(guī)劃圖紙，進行建筑定位在軟件中生成建筑模型，限定模型范圍，將各層平面圖紙導(dǎo)入到BIM工具軟件中，最后確認模型位置?；贐IM工具軟件的模型的有理化過程，建筑設(shè)計中通過確定構(gòu)建空間坐標(biāo)，生成立面造型，整個設(shè)計過程中把握設(shè)計主線，將其通過計算機技術(shù)手段轉(zhuǎn)譯得到模型。

3.2 幕墻專項設(shè)計

包含幕墻設(shè)計前期和設(shè)計深化。幕墻設(shè)計前期需要考慮如下內(nèi)容：①結(jié)合幕墻專業(yè)首先對BIM初始模型進行初步協(xié)同校核、印證及細部調(diào)整；②將調(diào)整后的幕墻信息模型重新導(dǎo)入，接著對模型開展全方位的3D多向漫游展示和管線碰撞檢查；③對三維檢測完的模型展開初步網(wǎng)格區(qū)分，由專業(yè)設(shè)計師審核滿足建筑設(shè)計的外觀要求。設(shè)計深化考慮如下內(nèi)容：BIM技術(shù)對幕墻深化是一個不斷調(diào)整的設(shè)計過程，在模型深化過程中需要依托各類建筑信息模型的工具軟件對幕墻內(nèi)外部殼體進行多維度空間定位、信息網(wǎng)格劃分、結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置。也因為BIM等工具軟件相對于設(shè)計輔助具有更好的可視性和操作性。在每一步模型深化的過程中均需要結(jié)合BIM技術(shù)，各專業(yè)開拓將其需求都反映到模型信息平臺上，從而高效的完成多專業(yè)實時溝通與協(xié)調(diào)。

3.3 制定項目BIM標(biāo)準(zhǔn)

收集文化中心項目的整體規(guī)劃藍圖，設(shè)計方提供的方案和施工圖或者修改后的施工圖等，業(yè)主方提出的各種要求以及相關(guān)法律法規(guī)。根據(jù)項目需求確定模型深度，依據(jù)北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑信息模型（BIM）設(shè)計基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》進行本項目BIM標(biāo)準(zhǔn)的制定，并進行評審確定。

3.4 項目族文件創(chuàng)建

根據(jù)項目設(shè)計圖紙，整理所需創(chuàng)建的建筑構(gòu)件，在符合國標(biāo)及新疆地方標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行族文件的創(chuàng)建，所得成果最終加入到數(shù)據(jù)中心庫，可供其他項目繼續(xù)使用。

3.5 專業(yè)模型創(chuàng)建

通過借助BIM技術(shù)的數(shù)字化功能與AutoCAD等通用輔助設(shè)計軟件結(jié)合，完美的繪制展示和實現(xiàn)文化中心建筑外觀建筑構(gòu)造的設(shè)計要求。利用BIM技術(shù)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)的內(nèi)部一體化。

3.6 碰撞檢查，提出問題報告

直觀的三維模型可直觀的觀察到模型中的碰撞沖突，也可利用軟件本身的碰撞檢測功能結(jié)合人工校核以及第三方軟件來完成修改。生成碰撞檢測報告，提出問題報告，進行設(shè)計方案優(yōu)化。

3.7 成果輸出

根據(jù)施工圖出圖標(biāo)準(zhǔn)將建設(shè)項目模型進行整理完善，交付最終優(yōu)化的二維圖紙和，三維模型，形成項目模擬成果（虛擬漫游），并進行歸檔作為BIM技術(shù)應(yīng)用展示成果。

3.8 主要成果

其直接成果和間接成果有：建立建管中心的BIM技術(shù)應(yīng)用移動服務(wù)站，展示BIM技術(shù)成果：①形成基于BIM技術(shù)的項目模型文件及輕量化模型瀏覽文件；②通過消除碰撞的設(shè)計模型文件，完成與設(shè)計模型一致的二維出圖成果；③保證設(shè)計質(zhì)量，提升項目管理效率，提高工程信息化管理水平和技術(shù)水平；④提交研究工作報告和技術(shù)報告；⑤培訓(xùn)人才，建立BIM技術(shù)應(yīng)用團隊；⑥為文化中心在施工階段采用BIM技術(shù)打基礎(chǔ)。

4 經(jīng)驗總結(jié)

（1）BIM技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不明確。BIM技術(shù)應(yīng)用處于嘗試階段，與設(shè)計院的合作又建立在不增加設(shè)計費卻要增加很大工作量的基礎(chǔ)之上，勢必造成BIM技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計深度不明確，導(dǎo)致成果性文件局限性較大。主要表現(xiàn)在設(shè)計單位完成BIM技術(shù)設(shè)計文件的工作重點是建筑結(jié)構(gòu)的可實現(xiàn)性驗證，完成的基于BIM技術(shù)的設(shè)計模型文件及輕量化模型瀏覽文件框架較大，無節(jié)點構(gòu)造，只能達到主要構(gòu)件平、立、剖面的碰撞影響，而總體深度不夠。

（2）協(xié)同性優(yōu)勢難以體現(xiàn).但在實際應(yīng)用中，造價咨詢單位根本用不上設(shè)計提供的模型，主要原因是造價控制建模的工作重點是圖形算量與設(shè)計建模側(cè)重點差異較大。因此，無論造價咨詢單位運用何種軟件進行BIM技術(shù)進行造價控制管理都將重新建模[4]。

（3）BIM技術(shù)應(yīng)用軟件類別多，兼容性較差。國產(chǎn)軟件相互不兼容，這里有每個廠商的利益在內(nèi)，還有很復(fù)雜的技術(shù)問題，不是一個政策文件所能解決，也不是一個政府標(biāo)準(zhǔn)課題所能解決。新技術(shù)的引入，往往靠政府推動，企業(yè)是比較被動的，政府引導(dǎo)應(yīng)注重市場競爭的開放性和兼容性。