王立媛 高 路

(上海建工五建集團(tuán)高路數(shù)字化營造創(chuàng)新工作室，上海 200333)

1 工程概況

五建集團(tuán)基于BIM 的大膽探索和應(yīng)用從未停止，自2012 年應(yīng)用實施BIM 以來，始終堅持“一流產(chǎn)品、五建生命”的核心理念，先后與國內(nèi)外數(shù)十家系統(tǒng)軟件廠商開展合作，在自己開發(fā)的項目上大膽試用、使用，并根據(jù)企業(yè)自身管理特點逐步梳理基于軟件系統(tǒng)的管理流程和管理制度，自主開發(fā)研究形成了集團(tuán)獨有知識產(chǎn)權(quán)的基于BIM 的在線問題溝通平臺。

由五建集團(tuán)擔(dān)任的項目，烏魯木齊高鐵站N1地塊以“天山雪海，絲路明珠”為設(shè)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。該項目預(yù)投資27 億元、站房總面積達(dá)10 萬m2。在該項目中，工作室基于BIM 技術(shù)自主開發(fā)了項目的在線問題溝通平臺，在異地高效溝通設(shè)計方面，取得了很好的效果。BIM 技術(shù)的應(yīng)用帶來建筑設(shè)計手段的第二次變革，極大提升建筑設(shè)計作品的品質(zhì)，使設(shè)計溝通更加便捷，并為施工建造、運(yùn)維管理的實現(xiàn)提出了更先進(jìn)、直觀的理念和思路。

2 設(shè)計階段BIM 應(yīng)用理念剖析

2.1 BIM 理念剖析

BIM 是通過三維數(shù)字模型對項目設(shè)計、建造及運(yùn)營管理過程進(jìn)行模擬，所創(chuàng)建模型包括項目從規(guī)劃設(shè)計到施工運(yùn)營直至報廢全壽命周期的信息。但是，每個階段細(xì)化到各個環(huán)節(jié)才能體現(xiàn)BIM 的最終價值。設(shè)計階段是BIM 應(yīng)用前提，也是BIM 應(yīng)用于項目全生命周期的基礎(chǔ)。BIM 不僅在優(yōu)化傳統(tǒng)設(shè)計過程中產(chǎn)生作用，而且要保證建立的設(shè)計成果能順利進(jìn)行到下一個階段。

2.2 烏魯木齊項目工程特點及難點

(1)項目構(gòu)成復(fù)雜性

烏魯木齊高鐵火車站項目為綜合鐵路站房，建筑體量巨大，功能復(fù)雜;其次建筑造型新穎，多數(shù)外立面構(gòu)建為二維曲面和三維曲面，設(shè)計施工難度巨大;再次由于鐵路站房的特殊性，工程設(shè)計不僅僅涵蓋了普通民用建筑的所有專業(yè)，還包含了鐵路線路、鐵路信號等多專業(yè)的協(xié)同配合。

經(jīng)過分析總結(jié)，五建設(shè)計院決定采用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，以解決傳統(tǒng)二維設(shè)計制圖過程中的三維信息無法清晰表達(dá)、結(jié)構(gòu)圖紙難以與建筑及安裝圖紙對接等問題，實現(xiàn)各專業(yè)無縫對接，在設(shè)計過程中及時發(fā)現(xiàn)問題，從而提高整個設(shè)計的效率和品質(zhì)。

(2)進(jìn)度控制復(fù)雜性

烏魯木齊高鐵火車站項目BIM 設(shè)計的特點在于對建筑進(jìn)行全專業(yè)、全過程的BIM 設(shè)計。其中全過程有兩個方面:首先是項目過程中團(tuán)隊合作的全過程;其次是項目從方案設(shè)計到施工圖設(shè)計及未來運(yùn)營的全過程。烏魯木齊高鐵火車站北廣場景觀設(shè)計項目的BIM 應(yīng)用目的是集建模、檢測、計算、模擬、數(shù)據(jù)集成等工作為一體的三維建筑信息管理工程，這項工作覆蓋了工程設(shè)計、深化設(shè)計、制造、施工管理乃至后期運(yùn)營管理的建筑全生命周期。不同工種立體交叉作業(yè)給進(jìn)度計劃與控制帶來新的要求和問題。

經(jīng)分析總結(jié)，五建設(shè)計院在方案設(shè)計階段，采用BIM 相關(guān)技術(shù)軟件對項目的規(guī)劃布局決策提供數(shù)據(jù)及快速可視化支持。在建筑內(nèi)部設(shè)計中，采用可視化工具虛擬現(xiàn)實軟件進(jìn)行逼真演示，不同設(shè)計方案的虛擬現(xiàn)實展示供業(yè)主快速決策。設(shè)計人員在三維場景中任意漫游、人機(jī)交互，這樣很多不易察覺的設(shè)計缺陷就能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項目的評估質(zhì)量。

(3)信息溝通復(fù)雜性

烏魯木齊項目的建設(shè)分屬不同系統(tǒng)、不同單位、不同部門，尤其烏魯木齊與我院辦公地址地處異地，項目之間有效信息溝通與交流，體現(xiàn)出前所未有的復(fù)雜性。

經(jīng)總結(jié)分析，工作室基于BIM 技術(shù)自主開發(fā)了項目的在線問題溝通平臺，在異地高效溝通設(shè)計方面，取得了很好的效果。

圖1 烏魯木齊高鐵站效果圖

圖2 烏魯木齊N1 地塊

2.3 BIM 應(yīng)用理念

BIM 模型包含的信息可滿足參加各方的全生命周期需要，實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)等綠色理念。由于建筑造型復(fù)雜，在最初的方案設(shè)計中，借用參數(shù)化設(shè)計流程，完成了從建筑體量到造型細(xì)部的推敲，快速實現(xiàn)建筑功能和建筑形態(tài)的磨合。施工圖階段利用方案階段的基礎(chǔ)BIM 模型，把方案階段其他平臺建立的信息轉(zhuǎn)入Autodesk Revit 的基礎(chǔ)平臺中整合處理，在模型中進(jìn)行設(shè)計，并解決專業(yè)協(xié)調(diào)、精細(xì)化設(shè)計、性能化分析、施工圖三維校審、施工圖出圖、各專業(yè)圖形算量以及圖紙三維交底等方面問題。

基于對BIM 理念的梳理和對烏魯木齊高鐵項目特點及難點分析，總結(jié)BIM 在設(shè)計階段應(yīng)用為以下兩點:

第一，BIM 三維可視化與傳統(tǒng)設(shè)計充分融合，優(yōu)化整個設(shè)計過程，為進(jìn)一步應(yīng)用打好基礎(chǔ);

第二，BIM 助力協(xié)同，實現(xiàn)異地有效溝通。

3 BIM 助力設(shè)計協(xié)同

3.1 項目復(fù)雜性解決方案

工作室在烏魯木齊高鐵火車站北廣場景觀設(shè)計項目中以“模型即等于圖紙”為標(biāo)準(zhǔn)，“模型直接出施工圖”為途徑，達(dá)到了建筑專業(yè)模型出圖率100%、結(jié)構(gòu)專業(yè)出圖率90%、設(shè)備專業(yè)出圖率75%的目標(biāo)。視圖通過模型剖切直接生成二維圖紙和三維圖紙，透視圖、詳圖大樣可以根據(jù)模型的修改實時更新，對于模型的修改都是通過三維方式來完成的，以保持模型的完整性?；贐IM 模型的建筑結(jié)構(gòu)模型協(xié)調(diào)比傳統(tǒng)二維模式更加緊密，特別是對于異形建筑來說，更加直觀可靠，在這個有利的基礎(chǔ)上，建筑專業(yè)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的布置更好地考慮空間布局，結(jié)構(gòu)專業(yè)可以根據(jù)建筑的布局更清晰地模擬荷載，通過模型媒介，極大地加強(qiáng)了兩個專業(yè)的互動性。而機(jī)電專業(yè)通過選取建筑與結(jié)構(gòu)部分模型作為參照，進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計，實現(xiàn)專業(yè)間及時準(zhǔn)確信息傳遞的目的，再輔以可視化工具，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

碰撞檢查在該項目設(shè)計過程中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。通過BIM 技術(shù)對綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，利用Autodesk Revit 系列軟件進(jìn)行三維管線建模，快速查找模型中的所有撞點，并出具碰撞檢查報告。Autodesk Navisworks 實現(xiàn)的管線碰撞檢查，較好地解決傳統(tǒng)二維設(shè)計下無法避免的錯、漏、碰、撞等現(xiàn)象。根據(jù)結(jié)果，對管線進(jìn)行調(diào)整，從而滿足設(shè)計施工規(guī)范、體現(xiàn)設(shè)計意圖、符合業(yè)主要求、維護(hù)檢修空間的要求，使得最終模型顯示為零碰撞。

3.2 進(jìn)度控制及信息溝通復(fù)雜性解決方案

針對烏魯木齊項目特點及難點，工作室結(jié)合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與以往BIM 設(shè)計的實際經(jīng)驗以及本項目實際情況等各項因素，建立了一套完整的、標(biāo)準(zhǔn)的BIM設(shè)計在線問題溝通體系，以保證多專業(yè)、多軟件平臺及異地之間的順利配合，對開展BIM 設(shè)計工作進(jìn)行統(tǒng)一指導(dǎo)。項目中已建立起了自身的BIM 平臺，它以Autodesk Revit 為基礎(chǔ)平臺，其他十幾個軟件為輔助建模軟件，同時配合Autodesk Ecotect、Autodesk Navisworks 等分析軟件，最終形成一個完整綜合的BIM 在線問題溝通平臺。實踐表明，該體系對設(shè)計具有極強(qiáng)的借鑒和指導(dǎo)意義。

圖3 設(shè)計校核、碰撞檢測圖

圖4 在線問題溝通平臺

4 總結(jié)

上海建工五建高路數(shù)字化營造創(chuàng)新工作室在烏魯木齊高鐵火車站北廣場景觀設(shè)計項目中實現(xiàn)了從方案創(chuàng)作到施工管理、后期運(yùn)營的全生命周期BIM應(yīng)用，采用BIM 技術(shù)并完成設(shè)計出圖，自主開發(fā)搭建了BIM 問題溝通平臺及完善了BIM 設(shè)計手冊，培養(yǎng)了一批BIM 工程師。通過與歐特克客戶服務(wù)部及兄弟設(shè)計單位的交流學(xué)習(xí)，提升了建工五建對BIM 技術(shù)應(yīng)用的能力，推進(jìn)了全過程的BIM 技術(shù)的發(fā)展。

附錄

上海建工五建集團(tuán)高路數(shù)字化營造創(chuàng)新工作室，孵化在五建集團(tuán)，前身是五建設(shè)計院和工程研究院的BIM 所，目前成立的工作室目標(biāo)更為聚焦，主要將行業(yè)數(shù)字化的新技術(shù)更多地結(jié)合到設(shè)計、施工中去。

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