文/ 唐玥 深圳市建筑設計研究總院有限公司 廣東深圳 518031

能源大廈設計階段BIM應用

文/ 唐玥 深圳市建筑設計研究總院有限公司 廣東深圳 518031

BIM的參數(shù)化智能模型技術的特點是通過三維協(xié)同，在勘察、設計和施工間建立起無縫的溝通橋梁，從而實現(xiàn)有效的信息交互，并數(shù)字化、可視化地呈現(xiàn)勘察設計和工程建筑流程中的各個階段，并且減少低級錯誤、協(xié)調(diào)各專業(yè)，提升生產(chǎn)力以及勘察設計質(zhì)量，節(jié)約建造成本。

BIM；設計；應用

能源大廈項目坐落于深圳市中心區(qū)，位于城市高層建筑軸線的南端，西鄰會展中心。這個重要的地理位置將使深圳能源集團總部大廈成為地標性項目，并成為深圳市天際線的重要組成部分。本項目擬通過BIM技術在能源大廈項目中的應用，實現(xiàn)對大型復雜工程項目實施質(zhì)量的精確控制，作為行業(yè)技術革新的推動力，實踐著促進工程建設行業(yè)從粗放型到科技型精細化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的探索。

1、關于曲面幕墻

在BIM團隊與方案團隊協(xié)作的過程中，直觀的交接形式是將Rhino格式的模型文件直接導入BIM軟件中。方法簡單，易操作。經(jīng)歷多個項目的實踐后我們也發(fā)現(xiàn)這種方式存在不足：明顯的問題有：1. 直接導入的模型作為體量文件形體無法編輯，而后期改動只要涉及到造型，則需要將這部分工作流程重走一遍，也就失去了圖紙關聯(lián)性修改的可能性；2.外部導入模型的數(shù)據(jù)格式支持程度有限決定了體量文件無法編輯體積參數(shù)等幾何信息，無法支持節(jié)能計算與空調(diào)能耗計算。因而為了得到可編輯、可輸入信息的Revit體量模型，我們將方案模型中的控制線提取出來，在Revit中重新建模并和方案模型比對驗證。

圖1-2：方案確定之后，使Revit與Rhino數(shù)據(jù)銜接生成建筑構件

在準確的體量模型基礎上深化幕墻設計，與施工圖團隊配合完成曲面幕墻的定位及樓板邊界定位。在項目過程中，我們將在BIM環(huán)境中生成的圖紙與方案設計團隊提供的尺寸示意圖進行比對，在設計階段嚴格控制數(shù)據(jù)誤差，經(jīng)過多種方法反復驗證，確保了施工圖紙定位的準確性。

在施工圖設計中，我們通過研究曲面幕墻與樓板的交接方式，發(fā)現(xiàn)水平方向上曲面幕墻的形狀對結構構件的定位會產(chǎn)生直接的影響，同時幕墻豎向的俯仰角也會對樓板的空間位置提出要求。

2、關于系統(tǒng)綜合優(yōu)化

能源大廈內(nèi)部管線高度復雜，在標準層辦公區(qū)4.5米的層高范圍內(nèi)需要保證3米的室內(nèi)凈高對設備管線綜合設計水平提出了極高的要求。為確保工程工期和工程質(zhì)量，避免因各專業(yè)設計不協(xié)調(diào)和設計變更產(chǎn)生的返工等經(jīng)濟損失，我們通過對設計圖紙的綜合考慮及深化設計，在未施工前先根據(jù)所要施工的圖紙利用BIM技術進行圖紙“預裝配”，通過典型的截面圖及三維模擬可以直觀的把設計圖紙上的問題全部暴露出來，尤其是在施工中各專業(yè)之間的位置沖突和標高打架問題。通過在設計階段提前解決碰撞問題，減少在實際施工中因變更和拆改帶來的損失。

在管線設計過程中，各專業(yè)在滿足生產(chǎn)、安全和有關規(guī)范條件下協(xié)商擬定優(yōu)化原則，對建筑暖通、給排水、電氣等各專業(yè)的管線管槽分布進行綜合設計，通過合理布局保證最佳的建筑使用空間。最終的優(yōu)化結果使管線系統(tǒng)高度集成，全部設備均在指定的有限空間內(nèi)優(yōu)化布置完成，所有主管，支管與線槽等均無穿梁情況。

3、關于協(xié)同

3.1 協(xié)同工作基礎環(huán)境建設原則

在能源大廈項目BIM工作規(guī)劃部署階段，項目組充分認識到準確和充分的數(shù)據(jù)交換是業(yè)務協(xié)同的技術基礎。在傳統(tǒng)二維設計模式下，多采用定期、節(jié)點性的提資，通過圖紙來進行專業(yè)間的業(yè)務數(shù)據(jù)交換，這種傳統(tǒng)方式明顯存在著數(shù)據(jù)交換不充分、理解不完整的問題。此外，圖紙間缺乏相互的數(shù)據(jù)關聯(lián)性，也經(jīng)常會造成不同圖紙表達不一致的問題。項目組應用BIM技術后，各方基于統(tǒng)一的BIM模型隨時獲取所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)并行的協(xié)同工作模式，改善了各專業(yè)團隊內(nèi)部及相互間的工作協(xié)調(diào)與數(shù)據(jù)交換方式。基于BIM的協(xié)同工作模式的改變，也必將在工作方法與業(yè)務流程方面產(chǎn)生一定的變化，以適應新技術的應用，更好地達到協(xié)同工作的效果。具體在項目中我們通過BIM執(zhí)行計劃明確模型協(xié)議（Model Protocals）與模型詳細程度（LOD），并由執(zhí)行建筑師指派一名BIM項目經(jīng)理對BIM模型進行全面協(xié)調(diào)管理，相關各專業(yè)的BIM工程師與BIM項目經(jīng)理就模型的提供、協(xié)調(diào)、上傳時間等相關事宜進行合作。

我們將設計協(xié)同理解為協(xié)調(diào)多個不同設計資源或者設計個體，一致地完成設計目標的過程。設計協(xié)同一般可分為內(nèi)部協(xié)同和外部協(xié)同兩類，內(nèi)部協(xié)同又可分為專業(yè)內(nèi)協(xié)同和專業(yè)間協(xié)同。

3.2專業(yè)內(nèi)協(xié)同設計

我們團隊專業(yè)內(nèi)的業(yè)務協(xié)同采用基于同一BIM數(shù)據(jù)模型的實時協(xié)同設計方式，即：工作組成員可在本地終端對服務器中的同一個設計中心文件（BIM模型）實時并行設計。如基于Revit的建筑專業(yè)內(nèi)協(xié)同設計，每個人的設計內(nèi)容都及時同步到文件服務器上的設計中心文件中，以確保設計師之間可以互相參照對方最新的設計成果，同時還可以相互借用屬于對方的某些建筑圖元進行交叉設計，從而實現(xiàn)成員間的實時數(shù)據(jù)共享。

3.3專業(yè)間協(xié)同設計

在各專業(yè)協(xié)同設計過程中存在工作集和文件鏈接兩種方式：專業(yè)內(nèi)協(xié)同設計采用工作集方式，專業(yè)間協(xié)同設計采用工作集及文件鏈接形式。

在能源大廈項目中我們首先采用了工作集—中心文件的協(xié)同工作模式，幾個相關專業(yè)在同一個BIM數(shù)據(jù)模型中進行協(xié)同設計，根據(jù)各專業(yè)的參與人員及專業(yè)性質(zhì)劃分工作集，以實現(xiàn)實時協(xié)同設計和有效溝通。這種多專業(yè)單一模型的方式對模型進行集中存儲，數(shù)據(jù)交換的及時性強，但在操作上我們也發(fā)現(xiàn)工作集形式對服務器配置要求較高，同時對于網(wǎng)絡ID權限有嚴格的限制。也就是說，工作集—中心文件協(xié)作模式對公司之間的合作可以起到有效的權限限制的作用，但現(xiàn)有網(wǎng)絡環(huán)境還不能達到快速響應的要求，對公司內(nèi)部團隊的工作靈活性也帶來了限制，實際操作中頗為不便。

鑒于此，在深化設計過程中，采用了Revit文件鏈接方式進行多專業(yè)協(xié)同。這種方式管理相對簡單、方便，使用者可以依據(jù)需要隨時加載模型文件，各專業(yè)之間的調(diào)整相對獨立，但數(shù)據(jù)相對分散，協(xié)作及時性稍差。

3.4 任務分配及模型管理劃分方法

在BIM技術協(xié)同實施過程中，任務分配及模型管理的劃分是首先要進行的工作，依據(jù)能源大廈項目的特點，按專業(yè)、樓層、功能區(qū)等維度對建模任務進行劃分。其中，按專業(yè)將模型拆分為建筑（ARC ）、結構（STR ）、暖通（AC ）、給水排水（PD ）、電氣（EL ）五個專業(yè)子模型。在每個專業(yè)內(nèi)部，均按樓層標高（B4到F42），保存獨立的模型文件。最后使用"鏈接"的方式將各專業(yè)子模型連接為統(tǒng)一完整的BIM模型。