淺談超高層辦公樓建筑中BIM正向設(shè)計應(yīng)用

楊倩 張帥

摘 要：BIM正向設(shè)計在目前復(fù)雜建筑的設(shè)計和施工中，較以往傳統(tǒng)制圖有著明顯的優(yōu)勢，以世茂悅海項目不規(guī)則超高層建筑群組為例，著重通俗的介紹BIM的應(yīng)用模式、特點，并闡述在項目實踐中的應(yīng)用和利弊，分析BIM正向設(shè)計的意義。

關(guān)鍵詞：BIM正向設(shè)計;運用模式;悅海項目

1、BIM介紹及特點

BIM就是建筑信息模型，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。

各利益相關(guān)方（業(yè)主、建設(shè)、監(jiān)理、成本、設(shè)計、施工、運維等）在同一且唯一的BIM平臺中各司其職，輸入、更新、修改和提取數(shù)據(jù)，為工程建設(shè)全過程提供可靠的信息數(shù)據(jù)支撐、決策管理依據(jù)及智能化運維方案，實現(xiàn)全壽命周期的BIM閉環(huán)應(yīng)用體系。

BIM技術(shù)的以下特性保證了其在使用過程中巨大的便利性：

可視化：模型真實的反映了工程三維圖形，設(shè)計師可以從復(fù)雜的二維圖形中解脫出來，更為直接的進行設(shè)計工作。

協(xié)調(diào)性：各專業(yè)之間，更為有效、及時的碰撞檢查，軟件可以自動完成該項工作。

模擬性：三維建模過程，類似模擬施工，可以發(fā)現(xiàn)后續(xù)存在的一些問題。

優(yōu)化性：建模完成后可對整個建筑進行各種性能分析，從而進一步優(yōu)化建筑形體。

出圖性：模型完成之后，可隨意生成各種二維工程圖紙。

2、BIM運用模式

BIM多種的運用模式能保證不同項目在運用時最大程度的集合成本、效果多方面最大化。

2.1、設(shè)計先行，BIM管線碰撞

設(shè)計傳統(tǒng)CAD出圖后，BIM人員依圖翻模管線內(nèi)容，對土建模型精度要求較低，針對性較強，主要進行設(shè)備建模和管綜碰撞調(diào)整，優(yōu)化凈空、管線排布方案，模型成果建立較快。由于其設(shè)計CAD前于BIM，模型無法全面檢測設(shè)計的其他問題，留存一定盲區(qū)，甚至部分不可逆的錯誤無法解決。

2.2、設(shè)計先行、翻模滯后

設(shè)計傳統(tǒng)CAD出圖后，BIM人員依圖翻模，最終共實現(xiàn)全面BIM。在確定設(shè)計后進行建模，減少了模型的不確定性，提高建模速度。但缺點是設(shè)計CAD前于BIM翻模，無法實現(xiàn)模型與CAD圖紙實時校對，建模成本增加，提交模型時間晚。

2.3、設(shè)計與翻模同步

設(shè)計人員出圖，BIM人員同步翻模。設(shè)計人員不建模，由BIM 建模人員代筆建模，設(shè)計人員需要和BIM 團隊協(xié)作進行設(shè)計。設(shè)計人員和BIM人員為兩組人員，設(shè)計效率相比我們接下來講到的正向模式有所降低。

2.4、正向設(shè)計建模

這種模式BIM模型達到的各自相應(yīng)設(shè)計深度需繼續(xù)向下傳遞，下游單位各自完成深化工作。利用BIM指導(dǎo)、優(yōu)化設(shè)計，實時進行設(shè)計，邊設(shè)計邊調(diào)整。BIM模型達到的各自相應(yīng)設(shè)計深度需繼續(xù)向下傳遞，下游單位各自完成深化工作。

這種模式也是最有利于發(fā)回BIM優(yōu)勢，且對于項目運營起到節(jié)省時間、正向指導(dǎo)意義更大的一種模式。

3、BIM正向設(shè)計工作特點以及應(yīng)用

3.1、BIM正向設(shè)計工作特點

BIM相對常規(guī)工作流程最大的特點為絕大多數(shù)工作前置，并且在信息關(guān)聯(lián)的前提下減少人工與反復(fù)，同時提高工作效率與精確度。

較之于傳統(tǒng)流程，BIM模型大多數(shù)工作量前置，工作量將會是傳統(tǒng)的1.2倍左右，一旦形成標(biāo)準(zhǔn)化，后期工作量銳減，BIM模型工作量將是傳統(tǒng)的0.5～0.8倍范圍內(nèi)。

3.2、BIM正向設(shè)計具體項目中的應(yīng)用

世茂悅海項目坐落于青島黃島西海岸新區(qū)城市陽臺景區(qū)，近海僅400米距離，項目規(guī)劃總用地面積為8.7萬m2，容積率2.0。主要包括三棟主體塔樓以及配套的地下室及商業(yè)。三棟主體建筑分別高度80m、97m、180m，均采用仿生貝殼般的特征，或彎或曲，或鼓或凹，通過豎向桿件強調(diào)建筑純凈的結(jié)構(gòu)美感，演化出貝殼紋理般的視覺符號，成為海邊獨特的地標(biāo)風(fēng)景。三棟主體塔樓因為造型奇特，尤其超高層180m的塔樓，得益于BIM正向設(shè)計，以最完美姿態(tài)的呈現(xiàn)建筑之美。

3.2.1、方案可行性探究

悅海主樓均為曲面建筑，流暢造型曲率，通過BIM插件，可精準(zhǔn)定位和繪制，確保方案的可行化。

多維曲面建筑外輪廓形成不斷變化的平面，通過BIM可將方案效果準(zhǔn)確傳遞給施工圖BIM，并實現(xiàn)二維CAD圖紙和BIM模型的相互轉(zhuǎn)換，保方案效果的落地性，在施工圖圖紙階段無折損。

3.2.2、多方協(xié)同出圖

悅海項目通過BIM平臺，實現(xiàn)多專業(yè)多軟件協(xié)同制圖，方案院、施工圖院及各專業(yè)內(nèi)部、幕墻、保溫涂料交界非常規(guī)節(jié)點眾多，一方細(xì)小變動導(dǎo)致多專業(yè)調(diào)整，基于BIM軟件，可以平臺共享模型，直觀看到改動帶來的多方影響，并進行修正，避免二維圖紙多專業(yè)圖紙傳達信息不全面或數(shù)據(jù)誤差。BIM技術(shù)在悅海項目在多個復(fù)雜節(jié)點設(shè)計中有效的解決了難題。

3.2.3、圖紙可視化

BIM模型真實的反映了工程三維圖形，交接、變化、碰撞三維圖紙直觀可視，在繪制過程中，模型與圖紙同步進行，再在同一個模型基礎(chǔ)上實現(xiàn)各種圖紙輸出。在平面圖中通過控制各個族元（模型族和注釋族）的顯示即可實現(xiàn)圖中的效果，BIM的優(yōu)勢在于有了模型就可自動生成平立剖面圖。

門窗詳圖和門窗表在目前階段仍有格式要求的前提下，還不適合直接在BIM中制取，但BIM作為開放的數(shù)據(jù)平臺，可以針對格式要求開發(fā)對應(yīng)的插件來解決這一問題。在格式滿足的前提下，數(shù)據(jù)提取效率肯定人工繪制來得快和準(zhǔn)確。

3.2.4、碰撞分析

借助BIM三維圖示，可一目了然施工難點部位，精細(xì)排布，直觀指導(dǎo)現(xiàn)場施工和再次優(yōu)化。我們還可以系統(tǒng)整理碰撞分析和施工難點，形成優(yōu)化分析報告，指導(dǎo)招標(biāo)和施工。

3.2.5、材料統(tǒng)計可視化

BIM模型構(gòu)建后，包含豐富的數(shù)學(xué)及幾何信息，可通過明細(xì)表功能直接導(dǎo)出分類材料表面積、裝飾類構(gòu)件長度及數(shù)量、分類門窗數(shù)量及面積等數(shù)據(jù)，對成本招標(biāo)估算帶來極大便利和算量衡量標(biāo)準(zhǔn)。BIM模型能直觀看到材料區(qū)分，三維效果對于現(xiàn)場施工更利于理解。

4.全項目BIM正向設(shè)計

在世茂悅海項目中，BIM應(yīng)用于主體建筑，后續(xù)也將繼續(xù)進行BIM技術(shù)深層次的探究。

在精裝方向，三維模型可視化在各個視圖中，都能充分的顯示設(shè)計信息，賦予其特定的顏色和材質(zhì)，可以生成直觀的渲染圖甚至漫游動畫。

景觀方向，BIM強調(diào)以3D的概念做為創(chuàng)作的主軸，透過模型的空間呈現(xiàn)及擬真的彩現(xiàn)能力，透過路徑的設(shè)定形成仿真動畫，可讓所有參與者對設(shè)計者所欲表達的設(shè)計思維做清楚的傳遞。

5.總結(jié)

BIM通過在建筑行業(yè)從上游到下游的各個系統(tǒng)之間不斷完善，從而實現(xiàn)建筑全過程的規(guī)范管理，BIM技術(shù)的提出和發(fā)展，不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的進步和更新迭代它也是在生產(chǎn)組織模式和管理方式的轉(zhuǎn)換，其普及應(yīng)用對整個建筑設(shè)計行業(yè)，都必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。