摘要：基于武昌月亮灣城市陽臺項目的設(shè)計特點和施工情況，針對其設(shè)計、施工和運維等項目建設(shè)階段中遇到的整體造型復(fù)雜、個體尺寸形狀各異、施工質(zhì)量要求高、進(jìn)度緊等重難點問題，通過分析BIM技術(shù)在項目異型景觀臺階參數(shù)化重構(gòu)、幕墻參數(shù)化設(shè)計、功能分析驗證、協(xié)同化管理、三維圖審、弧形管綜深化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點等方面的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)在復(fù)雜項目中能夠起到解決重難點問題、降低施工成本、加快施工進(jìn)度等重要作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)設(shè)計優(yōu)化施工成本協(xié)同化管理

中圖分類號：TU921

DiscussionontheApplicationofBIMTechnologyintheMoonBayCityBalconyProjectinWuchang

JIANGWei

WuhanTianchuangConstructionGroupCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430050China

Abstract：BasedonthedesigncharacteristicsandconstructionsituationoftheMoonBayCityBalconyprojectinWuchang，inviewofthemajoranddifficultproblemsencounteredintheconstructionstageofthedesign，construction，operationandmaintenanceoftheproject，suchasthecomplexintegralshape，differentindividualsizesandshapes，highconstructionqualityrequirementsandthetightschedule，thispaperanalyzestheapplicationofBIMtechnologyin&nbt2AgTUZwsKBBZGx2auS8dw==sp;theparametricreconstructionofspecial-shapedlandscapesteps，theparametricdesignofcurtainwalls，functionalanalysisandverification，collaborativemanagement，three-dimensionaldrawchecking，thecomprehensivedeepeningofarcpipes，thecomplexnodesofthestructureandotheraspectsintheproject，andfindsthatBIMtechnologycanplayanimportantroleinsolvingimportantanddifficultproblems，reducingconstructioncostsandspeedingupconstructionprogressincomplexprojects.

KeyWords：BIMtechnology;Designoptimization;Constructioncost；Collaborativemanagement

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技術(shù)被工程界公認(rèn)為繼CAD之后的革命性技術(shù)，其不僅僅是一個三維模型，還是多種軟件的集合，是基于云技術(shù)、GIS技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及IOT技術(shù)等于一體的綜合管理平臺。主要服務(wù)對象面向基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域各參建方，將項目的模型數(shù)據(jù)、資料等通過管理平臺為服務(wù)對象決策提供依據(jù)。其具有可視化、參數(shù)化、數(shù)字化、協(xié)同化、可模擬、可優(yōu)化等特點，其在建筑行業(yè)項目全生命周期的推廣應(yīng)用，能給建筑企業(yè)節(jié)約成本、縮減工程周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高效率、增加效益，提供強(qiáng)大、智能、高效、精準(zhǔn)的管理手段。目前已用于房屋建筑、水利、大壩、水電站、鐵路、市政、隧道、管道等工程。

1項目概況

• 項目介紹

月亮灣城市陽臺項目是武漢長江主軸九大城市陽臺之一[1]，位于武漢長江二橋以南、武昌濱江商務(wù)區(qū)核心節(jié)點區(qū)域，東起武昌臨江大道，西臨長江右岸堤防整治工程[2-4]，南北長江岸線約950m。工程占地面積約129333.98m2，由平臺景觀和平臺下工程兩部分組成，其中平臺景觀面積為124588m2，平臺以下建筑面積49922m2。工程分兩期進(jìn)行建設(shè)，一期為景觀綠化及陽臺工程，包括平臺景觀和平臺下工程兩部分，概算總投資約27.74億元（含建安投資約6.49億元），于2019年2月開工建設(shè)，同時預(yù)留二期建設(shè)的布局及功能。二期整體策劃擬定位為武漢國際藝術(shù)文化中心，主要包含兩大中心（藝術(shù)文化中心、城市展示中心）、三大互動場館（綜合教育館、科技筑夢館、戶外劇場）、四大配套（會議中心、藝術(shù)文化酒店、創(chuàng)新辦公、配套商業(yè)）。月亮灣城市陽臺設(shè)計意象取自珍珠（貝），其外觀上呈現(xiàn)動態(tài)的流動感，通過分層立體平臺聯(lián)動建筑、景觀與慢行系統(tǒng)，營造人與江的對話空間，通過陽臺地面層的抬升，將江岸空間與堤防相結(jié)合，在視覺上重新連接城市空間與江岸開放空間，同時，在高低起伏的景觀內(nèi)，創(chuàng)造不同的主題廣場，并結(jié)合豐富且多樣的文化型設(shè)施，提供濱江景觀特色的公共活動空間。

• 項目難點

項目設(shè)計異型造型多。設(shè)計專業(yè)多且設(shè)計要求高，各專業(yè)之間協(xié)調(diào)溝通難度大。受拆遷、軍運會及疫情影響，項目進(jìn)度形勢嚴(yán)峻，施工難度大。

2BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用

2.1設(shè)計階段

2.1.1異型景觀臺階參數(shù)化重構(gòu)

本工程景觀臺階整體造型復(fù)雜、單元個體尺寸形狀各異，如圖1所示，每一塊均需要單獨開模，造價高昂。利用參數(shù)化設(shè)計，將過渡面的個體類型尺寸進(jìn)行歸納優(yōu)化，臺階曲線過渡段從400個減少到9個標(biāo)準(zhǔn)段，減少開模費用約700萬，極大降低工程造價和施工難度。

2.1.2幕墻參數(shù)化設(shè)計

本工程采用UHPC幕墻，通過幕墻表皮分析，發(fā)現(xiàn)存在整體造型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)與幕墻連接關(guān)系復(fù)雜、異型曲面空間定位困難等，幕墻參數(shù)化設(shè)計實現(xiàn)了單元與結(jié)構(gòu)的有效連接，通過BIM技術(shù)生成預(yù)埋件定位設(shè)計圖和幕墻三維模型，如圖2所示，指導(dǎo)進(jìn)行深化安裝，有效實現(xiàn)預(yù)埋件定位精準(zhǔn)。

2.1.3功能分析驗證

通過創(chuàng)建人流疏散分析模型、視線分析模型、靜力分析模型，如圖3所示，對構(gòu)筑物進(jìn)行功能驗證。其中對沿城市主干道方向的兩個景觀樓梯的仿真結(jié)果表明，原方案人員疏散能力不足，存在發(fā)生擁擠踩踏的安全風(fēng)險，依據(jù)人流分析的結(jié)果對某景觀樓梯進(jìn)行合理性優(yōu)化后，疏散時間從5分40秒降低到4分53秒，樓梯的疏散能力得到較大提升，行人舒適度將得到大幅提升。

在BIM模型的基礎(chǔ)上增加綠植，以近江水面碼頭為參照物，進(jìn)行視線分析，研究綠植方案對江景的遮擋情況。根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整綠植布置方案；通過對室外劇場進(jìn)行全方位的視線分析后，得到每個觀眾席的視角，其中最大俯角為9°，水平視角在45°～90°之間，使得整個看臺均能有良好的觀賞效果。

2.2施工階段

2.2.1協(xié)同化管理

在項目實施過程中，進(jìn)行精細(xì)化施工管理，使用BIM協(xié)同管理系統(tǒng)將項目的各個參與方，包括業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、總包、分包納入到統(tǒng)一平臺中，進(jìn)行可視化的協(xié)同管理，借助平臺進(jìn)行項目層面的文檔管理、任務(wù)流程管理，減少紙質(zhì)文件的數(shù)量，在手機(jī)上即可隨時隨地查看CAD圖紙、revit模型、審批流程等，使用質(zhì)量安全管理系統(tǒng)提供多種維度的隱患統(tǒng)計分析功能，隨時掌握施工現(xiàn)場質(zhì)量安全管理情況。

通過在項目現(xiàn)場設(shè)置的環(huán)境智能監(jiān)測設(shè)備——揚塵噪聲檢測系統(tǒng)進(jìn)行在線實時監(jiān)控，當(dāng)PM2.5揚塵數(shù)據(jù)超過預(yù)警值后就會促發(fā)平臺自動開啟噴淋裝置，進(jìn)行揚塵治理。

根據(jù)員工身份信息能自動生成花名冊、工資冊，能自動拍照取證，并與自動上傳的身份證照片核對，能收集、保存完成的勞務(wù)用工信息，幫助企業(yè)預(yù)防勞資糾紛，通過門禁人臉識別系統(tǒng)，落實實名制，記錄工人考勤；全方位監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實時掌握項目安全生產(chǎn)動態(tài)，生產(chǎn)安全盡在掌握。

2.2.2三維圖審

在圖審階段，根據(jù)設(shè)計BIM模型，將工程中各類建筑從不同的功能進(jìn)行分區(qū)、可施工性等方面對項目的設(shè)計成果進(jìn)行全面的三維立體審查，發(fā)現(xiàn)圖紙問題并即時反饋，共記錄圖紙問題115處。例如：下沉廣場外弧梁原設(shè)計為折板，在審查時發(fā)現(xiàn)凈高不足且施工不便，后來經(jīng)過與設(shè)計進(jìn)行協(xié)調(diào)，將折板優(yōu)化為懸挑平板。通過三維圖審將圖紙問題提前暴露出來，為工程建設(shè)的進(jìn)度控制和成本控制提供了重要保證。

2.2.3弧形管綜深化

基于陽臺造型以弧形的貝殼為設(shè)計創(chuàng)意，項目存在大量弧形機(jī)電管線，通過對弧形區(qū)域進(jìn)行管綜優(yōu)化，變曲率管道合理分節(jié)，輸出軸測圖、管件及管道預(yù)制加工大樣圖，形成管綜方案，后經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等多方會審?fù)ㄟ^，由廠家預(yù)制加工，確保了弧形區(qū)域管線的美觀。

2.2.4三維場布

對項目駐地、施工現(xiàn)場布置通過BIM正向化的方式進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，項目駐地運用了裝配式理念，利用BIM模型指導(dǎo)現(xiàn)場安裝，同時采用3D打印技術(shù)用于施工現(xiàn)場的臨建布置。

充分運用BIM技術(shù)指導(dǎo)三維場布，三維技術(shù)交底、結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點優(yōu)化與可視化交底。針對多梁交會及曲線復(fù)雜部位，如圖4所示，利用BIM技術(shù)，模板安裝前，提前進(jìn)行復(fù)雜節(jié)點及曲線部位模板預(yù)排分塊，如圖5所示，確定模板加工尺寸及安裝順序。

3BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用效果

月亮灣城市陽臺項目幕墻、景觀臺階、藝?yán)?、室外劇場等部位造型較為獨特，傳統(tǒng)的施工定位方法效率較低、精度難以保證。項目基于三維模型輸出空間坐標(biāo)點位，采用BIM放樣機(jī)器人對空間曲面結(jié)構(gòu)點位進(jìn)行空間放樣定位，提高測量效率，確保施工的準(zhǔn)確性。本項目的下沉廣場幕墻為弧形結(jié)構(gòu)，幕墻轉(zhuǎn)接件需要沿弧形布置，安裝定位困難，通過BIM對幕墻的預(yù)埋件進(jìn)行深化設(shè)計，準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)接件預(yù)留點位，同時輸出點位圖指導(dǎo)預(yù)留預(yù)埋施工，對轉(zhuǎn)接件傾斜角度進(jìn)行深化，輸出點位傾角表單，確保幕墻施工的準(zhǔn)確性，避免二次預(yù)埋造成的工期影響及成本投入。

在設(shè)計曲面參數(shù)化的基礎(chǔ)上，根據(jù)安裝和預(yù)制的要求，再次對曲面幕墻UHPC面板單元進(jìn)行重構(gòu)，進(jìn)一步減少了尺寸規(guī)格，優(yōu)化龍骨間距及節(jié)點連接件，輸出龍骨安裝定位圖表，同時給每個幕墻單位附上獨有的二維碼，實現(xiàn)每個幕墻單元的加工參數(shù)信息可查詢，也為后期運營維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4結(jié)語

從概念設(shè)計到施工深化，BIM技術(shù)在月亮灣城市陽臺工程項目的應(yīng)用貫穿始終，不僅提升了設(shè)計質(zhì)量，而且有效實現(xiàn)了施工過程中的精細(xì)化管理，在技術(shù)上實現(xiàn)了攻堅克難。但是仍需要不斷地去完善，如在技術(shù)應(yīng)用集成方面，BIM技術(shù)與其他信息化技術(shù)集成應(yīng)用不夠普遍[5]。隨著科技的發(fā)展，智慧建造的內(nèi)涵形式將會更加豐富，各個局部化系統(tǒng)平臺的不斷涌現(xiàn)也會促進(jìn)各系統(tǒng)平臺間通過相關(guān)數(shù)據(jù)接口可實現(xiàn)資源的共享與系統(tǒng)間的集成，進(jìn)而形成智慧建造一體化系統(tǒng)平臺。

參考文獻(xiàn)

[1]王海亮，邱文航，程娜，等.武漢月亮灣城市陽臺聲景設(shè)計與實踐[J].聲學(xué)技術(shù)，2020，39（1）：81-86.

[2]王海亮，陳元坤，熊政超，等.武漢市月亮灣城市陽臺索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計與節(jié)點優(yōu)化分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2020，50（8）：145-150，144.

[3]張慎，辜文飛，劉武，等.復(fù)雜曲面參數(shù)化設(shè)計方法：以月亮灣城市陽臺為例[J].土木工程與管理學(xué)報，2020，37（5）：27-32.

[4]嵇嚴(yán).城市公共空間聲景設(shè)計策略研究[D].宜昌：三峽大學(xué)，2022.

[5]劉鈺.基于Revit的BIM技術(shù)在裝配式建筑智慧建造中的應(yīng)用研究

[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2022，11（20）：48-49.