張學(xué)斌

（中建國際設(shè)計(jì)顧問（CCDI）有限公司，北京 100013）

BIM 技術(shù)在杭州奧體中心主體育場項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張學(xué)斌

（中建國際設(shè)計(jì)顧問（CCDI）有限公司，北京 100013）

隨著對綜合解決能力要求的提升，以BIM（建筑信息模型）為核心的建筑設(shè)計(jì)、施工管理、運(yùn)營維護(hù)等綜合應(yīng)用，正在促進(jìn)建筑行業(yè)的根本變革。近幾年來，CCDI（中建國際）在一批重大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中均應(yīng)用了BIM技術(shù)，并取得了良好的效果，其中“杭州奧體中心主體育場”、“天津團(tuán)泊新城綜合體育館”、“天津團(tuán)泊湖網(wǎng)球中心”等項(xiàng)目，都是由CCDI體育事業(yè)部和CCDI的BIM團(tuán)隊(duì)共同完成的設(shè)計(jì)。

BIM；Revit；IES

1 引言

“杭州奧體中心主體育場”位于錢塘江與七甲河交匯處南側(cè)，規(guī)劃建筑面積22.9萬平方米，可舉辦洲際性、全國性綜合運(yùn)動(dòng)會(huì)及國際田徑、足球比賽，擁有觀眾固定坐席80 000個(gè)。以優(yōu)雅又富有張力的花瓣外形為表現(xiàn)形式，正是建筑師將活力動(dòng)感與華貴美麗完美結(jié)合的創(chuàng)意，它似花非花、如夢如幻，卻又卓爾不群、傲然挺立在錢塘江畔（圖1）。

這個(gè)項(xiàng)目的特殊之處不在于精致、宏偉的建筑造型，而是在于設(shè)計(jì)過程的變化，是BIM技術(shù)改變了我們多年的設(shè)計(jì)模式。

2 BIM技術(shù)讓這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作發(fā)生了怎樣的變化？

2.1 模型設(shè)計(jì)發(fā)生的變化

在使用BIM之前，建筑師們是通過泡沫、紙盒做的手工模型展示創(chuàng)意，相應(yīng)調(diào)整方案的工作也是在這樣的情況下進(jìn)行的。引入了基于BIM技術(shù)的軟件介入設(shè)計(jì)后，從建筑師構(gòu)思的草圖到參數(shù)化設(shè)計(jì)荷花瓣外形，再到花瓣數(shù)量的對比調(diào)整，直至最終方案的確定，都是在造型軟件環(huán)境中完成，方案調(diào)整的過程實(shí)現(xiàn)了快速、直觀、精準(zhǔn)的高度同步（圖2）。

圖1 杭州奧體中心體育場婉若錢塘江畔的一朵白蓮

圖2 杭州奧體中心主體育場——BIM軟件介入建筑外觀設(shè)計(jì)

圖3 杭州奧體中心主體育場——建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備BIM模型

圖5 杭州奧體中心主體育場——各專業(yè)BIM模型的合并與碰撞檢測

2.2 專業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)生的變化

“杭州奧體中心主體育場”項(xiàng)目，由于其兼具體育場和外觀復(fù)雜的雙重特性，所以只有采用三維建模方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能避免許多二維設(shè)計(jì)后期才會(huì)發(fā)現(xiàn)的問題。因此，CCDI設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用了基于BIM技術(shù)的Revit系列軟件做支撐，以預(yù)先導(dǎo)入的三維外觀造型做定位參考，在Revit中建立體育場內(nèi)部建筑功能模型、結(jié)構(gòu)網(wǎng)架模型、機(jī)電設(shè)備管線模型。

由于這是一個(gè)三維模型，在Revit中可以很容易地生成剖面圖，既快速又精準(zhǔn)?！昂贾輮W體中心主體育場”項(xiàng)目，外觀的結(jié)構(gòu)網(wǎng)架設(shè)計(jì)與內(nèi)部功能設(shè)計(jì)結(jié)合，剖面圖是通過對BIM模型的實(shí)剖獲取，真實(shí)地反映了建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系（圖3、4）。

2.3 專業(yè)糾錯(cuò)的變化

“杭州奧體中心主體育場”項(xiàng)目建立了BIM模型，由于其真實(shí)的三維特性，它的可視化糾錯(cuò)能力直觀、實(shí)際，對設(shè)計(jì)師很有幫助，這使施工過程中可能發(fā)生的問題，提前到設(shè)計(jì)階段來處理，減少了施工階段的反復(fù)，不僅節(jié)約了成本，更節(jié)省了建設(shè)周期（圖5）。

2.4 模型后續(xù)利用的變化

體育場館的設(shè)計(jì)對防火、疏散、聲音、溫度等要求較高，這些都有非常專業(yè)的分析模擬軟件，而BIM模型的建立有助于相關(guān)的分析研究。

“杭州奧體中心主體育場”項(xiàng)目利用完整的BIM模型信息，對體育場模型進(jìn)行了聲環(huán)境模擬分析，通過模擬預(yù)測體育場內(nèi)的聲環(huán)境，證明體育場坐席區(qū)域的聲壓級(jí)分布均勻，通過模擬體育場在83Hz、 125Hz、250Hz各個(gè)頻帶觀眾坐席區(qū)聲壓級(jí)差分布分析，證明項(xiàng)目的設(shè)計(jì)無聲場缺陷（圖6）。

該項(xiàng)目還對體育場的溫度環(huán)境做了分析，直接將BIM模型導(dǎo)入到IES軟件，分析無孔隙結(jié)構(gòu)與孔隙結(jié)構(gòu)外殼兩種方式的溫度分布變化，以確定外殼是否開孔以及開孔率（圖7）。

該項(xiàng)目對體育場的風(fēng)環(huán)境也做了分析，對平臺(tái)行人活動(dòng)區(qū)進(jìn)行分析，結(jié)果是無嚴(yán)重的空氣旋渦和流動(dòng)死角；對主體育場與網(wǎng)球場之間區(qū)域進(jìn)行分析，結(jié)果是兩個(gè)建筑之間沒有形成隧道風(fēng)（圖8）。

3 BIM在CCDI的應(yīng)用現(xiàn)狀

CCDI應(yīng)用BIM技術(shù)，從草圖到BIM模型，再到各專業(yè)分析，全過程設(shè)計(jì)以BIM模型為核心，實(shí)現(xiàn)了BIM模型信息在設(shè)計(jì)流程中的有效傳遞，使設(shè)計(jì)者的靈感在BIM技術(shù)的輔助下發(fā)揮得淋漓盡致，CCDI還有很多這方面的成功案例。

圖6 杭州奧體中心主體育場——聲環(huán)境模擬分析

圖7 杭州奧體中心主體育場——溫度環(huán)境模擬分析

3.1 BIM模型在體育場館設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

“天津團(tuán)泊湖網(wǎng)球中心”項(xiàng)目作為現(xiàn)代化的專用網(wǎng)球中心，工程總用地20 5430.7平方米，總建筑面積（含地下）82 576.5平方米，用于舉辦國際、國內(nèi)網(wǎng)球單項(xiàng)賽事，以及東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)的備選場地。建筑師以極富動(dòng)感的斜圓柱式樣的網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)意，來表現(xiàn)東方古國的張揚(yáng)與含蓄，而這樣一個(gè)飄逸的意像正是借助BIM技術(shù)得以化為現(xiàn)實(shí)（圖9、10）。

“天津團(tuán)泊新城綜合體育館”項(xiàng)目，定位于建設(shè)天津市十一個(gè)新城中獨(dú)具魅力和特色的典范衛(wèi)星城，重點(diǎn)服務(wù)于天津市中心城區(qū)及京津冀地區(qū)，輻射環(huán)渤海地區(qū)。新城的產(chǎn)業(yè)定位為：體育產(chǎn)業(yè)為主，發(fā)展創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、生態(tài)旅游、休閑度假、房地產(chǎn)開發(fā)、職業(yè)培訓(xùn)基地，最終發(fā)展成具有鮮明特色的體育生態(tài)魅力之城。體育館有一個(gè)巨型的環(huán)帶，而游泳館的頂部選用采光的屋頂，同時(shí)它們又形成統(tǒng)一的整體構(gòu)筑物，設(shè)計(jì)師極力營造一個(gè)樸實(shí)且與環(huán)境緊密結(jié)合的建筑，就是這樣一個(gè)巨型環(huán)帶的場館也是借助BIM技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的（圖11、12）。得遇到許多的BIM問題都在這種方式下得到解決。由此，引發(fā)了CCDI人的思考：希望有這樣一支團(tuán)隊(duì)，一是對BIM的相關(guān)技術(shù)軟件有所研究，二是具有培訓(xùn)能力，三是可以根據(jù)自己的能力分擔(dān)。因此，CCDI組建了自己的BIM團(tuán)隊(duì)。

圖8 杭州奧體中心體育場——風(fēng)環(huán)境模擬分析

圖9 天津團(tuán)泊湖網(wǎng)球中心——斜圓柱式的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

圖10 天津團(tuán)泊湖網(wǎng)球中心——BIM模型圖

圖11 天津團(tuán)泊新城綜合體育館——一條巨型的環(huán)帶將體育館與游泳館連為一體

圖12 天津團(tuán)泊新城綜合體育館——BIM模型圖

CCDI人經(jīng)過幾年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，成功地摸索出一條屬于自己的路，即設(shè)計(jì)師與BIM團(tuán)隊(duì)配合。這種工作方式讓設(shè)計(jì)師騰出了更多的精力去思考，而不是糾纏在對軟件的操作上。目前這個(gè)階段BIM表現(xiàn)出的是非常重要的補(bǔ)充作用，一個(gè)是對工作的補(bǔ)充，另一個(gè)是對整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提升的表現(xiàn)。

4 BIM在CCDI的應(yīng)用未來

3.2 “魅力之城”引發(fā)了CCDI的BIM應(yīng)用模式

2007年以前，CCDI也在做將BIM技術(shù)用于設(shè)計(jì)的工作，但并不長久、或者推進(jìn)困難。2007年，在進(jìn)行青島萬科的“魅力之城”項(xiàng)目時(shí)，引入了BIM軟件的培訓(xùn)師，由此得到了BIM建模工作的指導(dǎo)，使

BIM技術(shù)應(yīng)用提高的不僅是效率，還有品質(zhì)。BIM技術(shù)促進(jìn)各專業(yè)從工程設(shè)計(jì)提升到品質(zhì)設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)的應(yīng)用也要向上下游拓展，從項(xiàng)目咨詢、建造過程、運(yùn)營過程等各個(gè)階段介入，提升質(zhì)量、縮短工期，讓它更可控，可能是未來的一個(gè)趨勢。BIM是CCDI未來的戰(zhàn)略之一，CCDI的未來計(jì)劃之一就是在建造全過程生命周期使用BIM。

Application of BIM Technology in the Project Design of CCDI

Zhang Xuebin
（China Construction Design（CCDI）International 100013）

With the increasing requirements of the comprehensive solution，the building design，construction management and operation based on BIM technology are promoting fundamental changes in the construction industry.In recent years，CCDI（China Construction Design International）used BIM technology in a number of major design projects and obtained excellent effects，such as“Olympic Stadium in Hangzhou”，“Tianjin Tuanbo New City gymnasium”，“Tianjin Tuanbo Lake Tennis Center”and so on.All the projects above were designed by Sports Division and BIM research team of CCDI.

BIM；Revit；IES

TU201.4

A

1674－7461（2010）04－0050－05

張學(xué)斌（1980－），男，結(jié)構(gòu)工程師，北京區(qū)域公司建筑數(shù)字化業(yè)務(wù)部BIM主管。主要從事以BIM為核心的建筑設(shè)計(jì)、施工管理、運(yùn)營維護(hù)工作。