設(shè)計的變革——BIM在長白山威斯汀及喜來.pdf

設(shè)計的變革——BIM在長白山威斯汀及喜來1 設(shè)計方式的變革工作平臺傳統(tǒng)設(shè)計平臺是以AutoCAD為主體以三維建模軟件作為輔助的設(shè)計平臺。BIM設(shè)計平臺則貫穿各個設(shè)計環(huán)節(jié)從規(guī)劃設(shè)計、方案設(shè)計、施工圖設(shè)計、MEP、綠色建筑、日照節(jié)能等多方面同時進行工作。工作成果將根據(jù)項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、運營維護等方面綜合運用。在長白山威斯汀及喜來登酒店項目（以下簡稱長白山項目）中我們建立起自身的BIM平臺。它以Autodesk Revit（Architecture/Structure/MEP )為基礎(chǔ)平臺以Sketchup和Archicad為輔助建模軟件同時配合ECOTECT、IES、NAVISWORKS、PKPM等分析軟件和PROJECT等管理軟件最終形成一個綜合的BIM平臺。通過BIM在長白山威斯汀及喜來登酒店項目中的應(yīng)用實踐詮釋了基于項目應(yīng)用BIM的全過程解決方案揭示了BIM在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用必將引起設(shè)計方式、設(shè)計方法、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計成果、設(shè)計產(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虛擬三維的建筑通過平面、立面、剖面、詳圖等圖紙來表達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。在目前的過渡階段也可以用三維的模型剖切出所需的二維圖紙再進行二維修飾生成圖紙成果。以時間與成果的關(guān)系來比較兩種工作模式：傳統(tǒng)模式是線性的即用單位時間完成一定數(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間內(nèi)產(chǎn)出大量成果。隨著項目的復(fù)雜性和周期長度的提高BIM工作模式的優(yōu)勢會愈加明顯。在長白山項目中方案深化的過程就是模型深化的過程。模型的建構(gòu)從山體地形建造開始接著是建立結(jié)構(gòu)框架之后再加入維護體系并深化細(xì)部節(jié)點直至最終完成工程模型。在此基礎(chǔ)上對不同位置進行剖切并結(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)點詳圖。立面的獲得則更加便捷所見即所得。在這兩座形體較為復(fù)雜的山地建筑中通過將所有40多個面進行分解完成了真正意義上的立面展開圖。2 設(shè)計方法的變革組織方式有別于傳統(tǒng)的項目團隊BIM發(fā)展初期的項目團隊由傳統(tǒng)團隊加BIM團隊的方式來組合。其中傳統(tǒng)團隊由項目負(fù)責(zé)人、專業(yè)負(fù)責(zé)人、一般設(shè)計人員以及輔助設(shè)計人員等組成；BIM團隊由BIM經(jīng)理和BIM協(xié)調(diào)員組成。在這一綜合團隊中BIM經(jīng)理與項目負(fù)責(zé)人進行配合梳理項目的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)人配合解決所有項目內(nèi)遇到的BIM技術(shù)問題。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展和成熟從企業(yè)的角度來說應(yīng)該有一個獨立的BIM部門來統(tǒng)一管理BIM經(jīng)理和BIM協(xié)調(diào)員同時制定企業(yè)內(nèi)的BIM項目流程和標(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)。以長白山項目為例在建筑專業(yè)內(nèi)我們以“項目負(fù)責(zé)人+BIM負(fù)責(zé)人+專業(yè)負(fù)責(zé)人”作為主要團隊再加上BIM協(xié)調(diào)員和一般設(shè)計人員組成較為完整的BIM項目團隊。2.2 協(xié)同配合傳統(tǒng)項目團隊中建筑專業(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)信息溝通不及時信息丟失較多同時信息交互和反饋是片段性的容易產(chǎn)生內(nèi)部錯誤和較多的重復(fù)性勞動。BIM項目團隊的協(xié)同目標(biāo)是實現(xiàn)三維協(xié)同即建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、機電專業(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）信息實時交互、實時反饋沒有遺漏。但是目前國內(nèi)在全面應(yīng)用三維協(xié)同方面仍存在一些問題：1）MEP軟件不完備缺乏基本構(gòu)件庫難以滿足二維出圖要求；2）STRUCTURE軟件與目前國內(nèi)平面計算軟件存在部分銜接問題；3）缺乏相關(guān)的工作流程和標(biāo)準(zhǔn)；4）設(shè)計觀念及工作習(xí)慣需要進行變革難度較大。 長白山項目采用的是二維協(xié)同與三維協(xié)同相結(jié)合的過渡方式。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BIM協(xié)調(diào)員將碰撞檢測報告等各種信息及時反饋給機電專業(yè)進行實時修改。建筑專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)實時信息交互同時通過BIM協(xié)調(diào)員與機電專業(yè)進行實時信息交互。雖然這種過渡方式?jīng)]有真正實現(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)計標(biāo)準(zhǔn)的變革BIM在建筑設(shè)計內(nèi)應(yīng)用必須有相應(yīng)的BIM標(biāo)準(zhǔn)目前美國和英國已經(jīng)出臺了相應(yīng)的國家級BIM標(biāo)準(zhǔn)我國的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)計標(biāo)準(zhǔn)、BIM施工標(biāo)準(zhǔn)、BIM運營維護標(biāo)準(zhǔn)等）兩個方面分為國家級、企業(yè)級、項目級等不同層級。通過數(shù)個項目的實踐3年來我們積累了一定的模型庫同時制定了BIM模板（包括族庫、樣式、視圖樣板、材質(zhì)等）和相應(yīng)的BIM工作手冊。在提高工作效率的同時也為制定BIM企業(yè)級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)打下了堅實的基礎(chǔ)。4 設(shè)計成果的變革BIM在不同的設(shè)計階段應(yīng)用不同的軟件可以帶來不同形式的設(shè)計成果。在方案階段使用Civil 3D進行用地規(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)計使用ECOTECT軟件對建筑進行節(jié)能分析使用ArchicadNavisworks等軟件完成渲染、漫游和對象動畫。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)計算荷載要與結(jié)構(gòu)計算軟件相結(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)點詳圖（鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點詳圖需要用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、漫游和對象動畫。以長白山項目為例應(yīng)用Revit軟件建立了整個項目的建筑及MEP施工圖深度模型在完成圖紙的同時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把相關(guān)的問題和修改在施工之前全部解決。同時應(yīng)用Navisworks軟件進行了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多個碰撞點修改到主管碰撞為零。我們還進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起到指導(dǎo)作用進一步節(jié)省人力物力。我們根據(jù)施工方的工程進度在模型中加入時間信息建立了4D模型模擬從伐樹、場地平整到主體施工完成的整個過程使甲方和施工方全面直觀地了解了施工過程將各種問題和隱患盡早解決。運營維護階段是傳統(tǒng)設(shè)計過程不涵蓋或是忽略的。從建筑全生命周期來看運營維護階段是其中最長也是最重要的階段。BIM在這一階段的優(yōu)勢是得天獨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、運營維護模型、項目改造和拆遷模擬。長白山項目本身定位為六星級和五星級酒店業(yè)主既是投資方又是運營方針對這一特點我們進行了運營維護模擬的嘗試將BIM模型應(yīng)用到酒店的運營維護中去實現(xiàn)了BIM信息利用的最大化。BIM的一個重要應(yīng)用在于仿真分析。應(yīng)用Revit實現(xiàn)可持續(xù)建筑設(shè)計由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)計的各個階段進行設(shè)計數(shù)據(jù)分析和節(jié)能設(shè)計包括能源使用效率、流動/緊急疏散、聲學(xué)、光學(xué)、建筑造價、結(jié)構(gòu)設(shè)計等的分析。應(yīng)用Revit施工圖模型進行二次分析能夠使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確更接近建筑的實際使用效果。 長白山項目就結(jié)合項目本身的實際特點進行了大量的仿真分析。擬建酒店建筑處在長白山山脈腳下地形相對比較復(fù)雜因此運用Civil 3D軟件對基地地形進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)害的及時預(yù)防。此外長白山地區(qū)屬于溫帶大陸性山地氣候冬季漫長寒冷夏季短暫涼爽且天氣變化無常春季多風(fēng)秋季多霧。年平均氣溫在-7℃~3℃之間冬季最低氣溫可達-40℃。而酒店的舒適性和保溫隔熱性能是本項目著重考察的內(nèi)容。使用ECOTECT對當(dāng)?shù)貧庀筚Y料、建筑熱能耗及建筑光環(huán)境進行了分析為創(chuàng)造最佳居住環(huán)境提供了保障。5 設(shè)計產(chǎn)業(yè)的變革BIM將使政府對建設(shè)項目的宏觀把控更精準(zhǔn)、有效；使建設(shè)方從新建、改擴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程中遇到管線等故障時能方便、快速地了解故障詳細(xì)情況及時報修；使運營方在對建筑管理維護的過程中接到故障報修時能準(zhǔn)確、及時地對故障點進行定位有效節(jié)省時間。BIM是對現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)的更新更是對現(xiàn)有建筑生產(chǎn)模式、管理模式、使用模式的轉(zhuǎn)換和發(fā)展是對建筑全行業(yè)運行的銜接性、準(zhǔn)確性和效率的大幅度提高也是實施建筑可持續(xù)、循環(huán)再利用等綠色建筑概念的有效保障。