BIM說到底,核心就是怎么把設計做好,怎么把房子建好,怎么把房子管理好,其實是一件很“白”的事情。BIM不是大家用來炫技的一個工具,它是為工程建設服務的。
>>圖1 烏魯木齊高鐵火車站效果圖
早在2004年,中信建筑設計研究總院有限公司(以下簡稱“中信設計”)率先開始探索BIM協(xié)同設計技術,引進了Revit系列產品。先后在“洪山禮堂”、“太子酒店辦公樓”工程設計項目上應用并取得成效。2005年歐特克公司在美國召開全球OTC大會,由美國耶魯大學建筑系教授、美國建筑學院院士、歐特克副總裁Phil Bemstein介紹太子酒店的解決方案,并分別在四個會場進行了演講。這是歐特克中國用戶第一次以高新技術典范,代表整個亞太區(qū)通過歐特克會議對全球(美洲、歐洲)發(fā)布。
而到了2007年、2008年,中信設計關于BIM的發(fā)展腳步則遭遇暫停。轉機發(fā)生在2009年,中信設計跟其競爭對手進行博弈的時候,因為BIM方面的能力欠佳,不得已將項目拱手讓人。這個事件深深地撼動了決策層,中信設計認為覺得有關BIM的應用必須正式提上議事日程。
到了2012年,中信設計BIM項目呈現井噴狀態(tài):坦桑尼亞外交部大樓、聯(lián)發(fā)九都國際中心、塔里木油田勘探開發(fā)科研樓、武漢質檢中心、孝感文化中心、鄂爾多斯火車站、烏魯木齊高鐵火車站等等項目如雨后春筍般相繼誕生。其中,在2013“創(chuàng)新杯”BIM設計大賽上獲得“最佳BIM綠色分析應用二等獎”、“最佳BIM工程設計三等獎”、“最佳BIM協(xié)同設計三等獎”的烏魯木齊高鐵火車站項目宛若一顆璀璨的明珠,正是由中信設計借助BIM的魔力之手,鑲嵌在了那壯麗秀美的天山雪海之中。
烏魯木齊新客站項目的設計從烏市獨特的城市特征出發(fā),體現著西域城市中最現代、最國際化的城市形象。方案表達了開放包容,和諧共進,簡潔流暢,舒展大氣的建筑意象,力求設計一座符合烏魯木齊城市特色、地域文化和時代特征的新型客站。
建筑造型為體現“天山雪海,絲路明珠”的設計意象,以流線型的態(tài)勢從大地升起,圓潤光潔,宛如一顆美麗的明珠。建筑體水平舒展,和諧融入城市天際線,烘托出天山雪峰的壯麗秀美,絲綢之路的源遠流長,大漠沙海的浩瀚無垠?;c屋頂形態(tài)相呼應,共同構成開放包容的建筑形象。
考慮到城市的整體設計,建筑以圓形體量為主要形態(tài),達到建筑邊界與城市肌理的有機協(xié)調。站臺設計標高為834米,結合場地現狀,規(guī)劃南廣場標高834米,北廣場標高824米,南廣場與站臺層平接,北廣場與出站層平接,高架車道與城市快速路網形成多層次立體化銜接。
站房總建筑面積100,000平方米,東西面寬約220米、南北進深約340米,最高點標高40米,檐口標高18.5米,平面為工字型,南北面為圓弧形,呼應建筑與城市的關系。站房采用中間高,兩側低的形態(tài),達到最合理的空間容積、節(jié)能環(huán)保、控制投資。
“通過研究以后,我認為BIM必須要跟工程實際發(fā)生連接,也就是說我們的BIM小組必須要在工程中做BIM。我是具體做設計的,是一線的設計人員,工程壓力很大,而基于BIM的相關軟件可以解決工程中存在由來已久的問題?!?中信建筑設計研究總院有限公司副總建筑師,烏魯木齊高鐵站項目BIM負責人葉煒在介紹項目時提及。
烏魯木齊新客站的整個屋面是一個雙曲的態(tài)勢,建筑平面呈現出一些弧形。采用傳統(tǒng)的方式確實是不太容易解決這些問題,而在BIM技術的幫助下,這些天馬行空的想象都不再是問題,通過BIM可以很容易去解決設計中的異形,建筑結構的外形、內寬、建筑結構的協(xié)調也可以獲得很好的解答。而以往可能會在施工現場出現的問題,在設計構思階段就能夠提前解決,這就是BIM設計中的核心價值,它可以將伴隨設計誕生的“一些意想不到的錯誤”同步解決掉。
這本是一個國外比較極端的口號,但卻在某個層面上反映出如今工程師在交流設計意圖時的主要趨勢。在烏魯木齊高鐵站項目的BIM實際應用中,從工作效率上反映出有的事情工作效率提升了,但是有的事情效率會下降。效率下降的原因也有很多,第一是操作問題,因為大家都在同一個平臺上工作,大家的軟件技術水平參差不齊,會有一些影響;第二是受制于硬件,關于本地化標準不是很完備,會給大家造成困擾,這些都需要我們共同努力去改善提高。好像很多“不能做”的事情BIM都能做到,這使得我們的工程設計離不開基于BIM的相關軟件。中信設計烏魯木齊高鐵站項目BIM負責人葉煒總結到。
>>圖2 烏魯木齊高鐵火車站夜景效果圖
烏魯木齊高鐵站是一個設計總包項目,除了設計的建筑土建安裝以外,還有它的裝飾、裝修、幕墻、屋面、標識、燈光、景觀等等全部是由中信設計負責,范疇比較寬廣。在應用BIM的方面,卻可以驚喜的看到這樣一個現象:管理越多的項目,BIM效用發(fā)揮的越好??梢哉f,總包項目的BIM價值比較大。因為高鐵火車站與一般的民用建筑有比較大的不同,它涉及專業(yè)特別多:除了通常民用建筑的建筑結構、水暖電以外,還會需要很多的鐵路系統(tǒng)相關專業(yè)來支持,是一個專業(yè)協(xié)同量非常大的項目。這些種種制約也促使烏魯木齊高鐵站形成了一大亮點——那就是BIM的模型完成度非常之高。
烏魯木齊是一個西北的嚴寒地區(qū),當地夏季炎熱,而冬季最低氣溫可達零下30度,氣候的條件比較惡劣。大型公共建筑本身超大的空間,加之火車站的人流進出非常的頻繁——大量冷空氣的侵入,導致防凍、保溫困難。如果依靠傳統(tǒng)的設計手段,工程師們會通過經驗來解決這些問題。那么如今在BIM時代,如何在數據上,通過計算來解決這些問題呢?中信設計通過BIM的分析軟件和本身的BIM模型做出模擬,可以提前預知很多問題。比如通過BIM的軟件來做氣流的模擬后,可以有效地控制和改善室內的溫濕度環(huán)境。在設計時做出一些調整,并通過不同方案的比較,最后選擇一個更優(yōu)的方案,這樣就提前解決了項目中已存在的問題。
客觀因素是非常復雜的,在建筑工程當中,很多似乎都是不可抗力,房子已經做成這個樣了,只能將就了。BIM是不是可以改變一下“將就”的這個現實?
近年來受到世人矚目的一些建筑工程項目因為應用了BIM而顯得分外奪目,它們的誕生不單純取決于設計,卻收獲了巨大的成功。葉煒認為,“BIM應用的最終受益方是業(yè)主,它的存在降低了工程實施的風險,這也來自于國內外普遍相信的一個觀點——在真正房子蓋之前,先在計算機里面蓋了一遍,很多原本不可預料的風險都可以預知,這使得相關決策也變得更為容易。”
進入建設階段后,中信設計與業(yè)主方簽署了一個關于烏魯木齊高鐵站的補充協(xié)議。協(xié)議確定業(yè)主方、施工方與中信設計在此階段緊密合作,共同推進項目中的BIM技術應用,將設計模型往下傳遞,使之成為“施工模型”。各方在有關BIM意識的高度上非常統(tǒng)一,具體實施時不僅會有追加其它方面的投入,還會引入一些新的機構和一些新的硬件、軟件和公司共同協(xié)作。
可以說,在烏魯木齊高鐵火車站項目中,從策劃、設計、建造,到管理、運營的BIM應用實現了真正意義上的“打通”,突破了概念層面,真正將項目從始至終的信息化、生命化。中信設計更是通過該項目培養(yǎng)了一批BIM工程師,并通過與交流學習,提升了公司對BIM技術應用的水平及能力,推進了公司在設計全過程中的BIM技術應用。