北京回龙观1818-028地块居住项目• BIM应用实践

【摘要】2012首届“龙图杯”全国BIM（建筑信息模型）大赛优秀奖获奖项目：北京回龙观1818-028地块居住项目• BIM应用实践。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、项目背景
1. 项目名称：金域华府（回龙观1818-028地块居住项目）
2. 项目周期：2012年04月 ——2014年12月
3. 项目特点：居住建筑、住宅项目、结构型式、设备系统相对简单，有标准层
4. 项目设计单位：北京市住宅建筑设计研究院有限公司
　　北京市住宅建筑设计研究院有限公司（Beijing Institute of Residential Building Design & Research Co., Ltd ）是一所设计、科研机构，具有工程设计甲级资质。公司业务包括住区规划、建筑设计、园林景观、室内装饰、建筑信息咨询、计算机技术开发等。公司行政隶属北京住总集团有限责任公司，为独立法人单位。于2000年11月通过ISO9001：1994标准质量管理认证体系，并于2010年被认定为北京市高新技术企业。
　　BIM中心介绍
　　住宅院BIM中心拥有建筑、结构、设备及电气各专业人员二十余人，院高度重视BIM中心的建设，在软硬件的配置上及项目安排上都给予了大力支持。BIM中心与院各工作室都有项目上的合作，直观的三维模型方便了各专业工程师的沟通与交流，成果也得到了各方的充分认可。
5. 设计应用软件
　　Autodesk Revit Architecture
　　Autodesk Revit Structure
　　Autodesk Revit MEP
　　Autodesk Navisworks
　　Autodesk Ecotect Analysis
　　Autodesk 3ds Max Design
　　AutoCAD Civil 3D
　　ANSYS
　　MagicCAD
　　清华建筑日照

６. BIM应用评价与反馈

　　“BIM是一种可控制建筑全生命周期的新技术，尤其对施工及物流运维阶段使流程可预判、可控、可追溯。通俗讲就是在计算机平台中预先把建筑盖一遍，通过建筑模型提前发现设计错误、组织施工、安排人员和资金包括辅助后期维护。一定要把BIM与设计的上下游充分结合才更有意义。”　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——陈辰
　　“在我看来，BIM是一种全新的设计理念发展而成的建筑技术集合体。其关键理念在于，颠覆以往的建筑生命周期各过程分工、分离的现象，涉及各方要在同一个信息主体上去完善各个方面的旁系信息，包括建筑构件设计信息、施工信息、采购及构建来源信息等等，最后形成一个完整的存在。而在这整个建筑的全生命周期中，各方信息保持完整的统一性和一致性。”——吕晓
　　“BIM是建筑全生命周期的信息化模型管理，从项目规划、设计、施工及运营管理，在每个过程中，建筑项目都可以在一个共同的系统中完成优化设计与项目管理，并保证项目各方面提取统一、一致的信息。具体结合项目的绿色建筑设计，BIM构建的信息参数模型，能在建筑能耗、日照、光环境、热环境、声环境等方面通过建筑的材质性能参数和空间体量对建筑进行模拟分析，实现建筑师对建筑物理环境进行模拟的可能，有效完成建筑项目的优化设计，最大化实现绿色建筑全生命周期的设计与运行。BIM创造的是建筑师对建筑物的全方位的设计与理解。”——白羽
　　“BIM涉及到建筑整个全生命周期，实现了建筑模型与结构模型的统一，结构模型与概预算模型的统一，结构模型与施工模型的统一，减少了各个阶段在传递过程的误差，大大降低了整个过程的不确定性和经济成本。通过BIM设计人给单调的建筑赋以丰富的属性，使建筑构件拥有大量的数据信息，这些数据信息包含了建筑的整个生命过程，方便了各阶段的传递和储存， 使各个阶段协调一致，实现了建筑行业的信息化。”——田帅
　　“BIM给设计师带来的是思维方式与工作方式的转变，在某种层面可以把设计师从繁琐的制图工作中解放出来。社会上现在对于BIM的理解千差万别，很多项目为了上BIM而BIM，并没有充分挖掘BIM中的含义，BIM贯穿建筑全生命周期的概念可以延续，但现阶段能把其中的几个点做好就很不错了。”——高洋

二、正文

　　　　　　　　　　　　金域华府（回龙观1818-028地块居住项目）

　　项目概况
　　金域华府（回龙观1818-028地块居住项目）位于北京市昌平区，为普通高层住宅建筑。地下2层，地上26层，总建筑面积249358平方米。项目在方案阶段结合BIM设计，配合施工图三维设计相关工作，在初步设计阶段中，跟踪设计成果并完成模型，指导下一阶段的工作开展。基于BIM模型提供错漏碰缺、碰撞检查报告、三维管线综合、工程量统计，并提供相应的解决方案。通过在实践中的摸索，住宅院BIM中心各专业成员也积累了一定的成功经验。
 

图1  金域华府效果图

　　BIM设计中的应用
　　1. 建筑专业
　　BIM作为一个建筑设计软件大家族，其所能服务的范围是比较全面、广泛的。在金域华府项目设计前期阶段，我们运用Civil3D软件对场地高程进行模拟分析，在方案设计阶段，我们又运用了AIM、Ansys以及Ecotect软件针对不同规划设计、建筑设计方案在多方面进行了比较和调整，对方案进行最优化设计。

图2  Civil3D软件生成地形模型

图3  AIM软件做方案比选

　　而后期施工图阶段，Revit虽然在最终出图的过程中带来了一些困难，但是在整个施工图的设计及绘制过程中也带来了从未有过的优势，比如在设计不断修改的过程中，我们不需要分别修改平立剖；对于飘窗、首层和地面的关系等一些复杂的节点，我们可以更加直观地了解、表达其构造形式；对于具有一定重复性的户型，我们可以实现90%的链接复制和10%的个性化处理，节省了大量的时间等等。虽然说，在设计的前期，利用BIM 是很费时间的，但是在设计的后期，则是大大节省了时间和精力的。

图4  墙身详图中的三维节点构造

图5  模型导出标准层平面图

　　绿色建筑是一个完整的概念，是在建筑的全生命周期内，最大限度节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。通过绿色建筑的设计方法、设计技术，使建筑从开始的规划、设计、施工到后期的运营与维护，最终达到降低能耗、减轻环境影响、降低操作成本的目的。
　　为实现这一目的，建筑师通过BIM提供的建筑物模型和详细的物理参数，采用Ecotect Analysis对建筑物理环境进行模拟分析。建筑师在方案阶段对建筑能耗、日照、光环境、热环境、声环境等方面进行物理性能模拟分析，通过直观的分析结果优化设计方案，达到良好分析结果，实现提高建筑节能性能、提升使用空间最大舒适性的目的，最大化实现绿色建筑全生命周期的设计与运行。

图6  风环境、光环境优化分析

　　2. 结构专业
　　以金域华府项目为载体，我们探索了BIM从计算到施工图绘制结构设计全过程的应用。借助于盈建科软件实现了计算模型与REVIT模型之间互相导入及输出，虽然计算结果信息还未成功导入REVIT软件，但构件的几何和定位信息可以满足模型的需要，实现了计算模型与设计模型的一致。

图7  由计算模型直接导出的REVIT模型

　　施工图绘制阶段，利用REVIT软件实现了整个施工图图纸的绘制。虽然在模型中添加实体钢筋中大大增加了工作量，模型也因为实体钢筋信息而变得很庞大，运行速度很慢，但是也摸索到了路径钢筋及面钢筋等便捷添加钢筋的方法，并且利用REVIT强大的明细表功能，通过添加配筋信息自动生成连梁表，大大减小了施工图绘制过程中人工归并的过程。

图8  绘制墙体实体钢筋

　　施工图绘制完成后，通过REVIT便捷的实现了金域华府项目钢筋及混凝土工程量统计，实现了施工图与概预算模型的统一。

图9  各构件钢筋量统计

 
图10  模型导出首层梁结构平面图

　　3. 设备专业
　　机电专业使用MagiCAD软件弥补了Revit在机电专业上的不足，通过Revit模型导出与建筑结构专业协同工作。虽然住宅内部机电管线整体相对简单，但地下一层出户管线仍有很大调整空间，经过机电工程师的紧密配合，使该区域的管线排布与空间要求均达到最优。

 
图11  Revit与MagiCAD协同工作

　　三维管线可真实的表现出管道坡度，可使设计师更好的了解管道在建筑中的位置，建模过程中发现水表间内管道标高过高，部分管道已经穿梁，通过三维视图可以很好的检查及修改其标高。经过不断对管道走向的优化，使管道排布更加合理。

 
图12  精细设计管道坡度
 

图13  调整管道标高

 图14  模型导出地下夹层消防给排水平面图

　　4. 协同设计
　　BIM技术的核心在于用信息链接工程，将信息像血液一样，灌输到项目的每个角落。从策划到设计，从施工到物业，如果可以将足够精确的信息实时地传递到项目的各个阶段，那各大专业也就能够藉此协同并进，共同创建一个“信息与设计同在，协同与创建并行”的新纪元。
　　制定“BIM实施标准（试行）”
　　从初涉项目伊始，我们的团队就开始酝酿如何能够通过合理地规划BIM的运转方式及交付标准来让我们的BIM设计更加成熟、更加规范。随着项目的进行，我们汇集了建筑、结构、给排水、暖通、电气等几大核心专业的设计人员展开探讨及研究，最终制订了我们院自己的《BIM实施标准》，并由专业的设计人员进行测试和试行，反响良好。我们也将在今后的设计工作中，不断去更深次地解读和修正这一标准，以期在将来的设计规划工作中实现更大的突破。

图15  BIM技术标准手册

　　5. 信息模型的更新与传递
　　我们的团队在构建信息模型的过程中，着重关注着模型的更新频率和传递速度。因为通过对项目经验的不断累积，我们发现只有在合理的时间节点里，将含有准确信息的“唯一的模型”及时地传递到各大专业的设计人员手中，才能尽可能地避免误差和无用功的产生。相对于传统的二维设计，BIM信息模型的更新与传递的方式，已不再仅仅依赖于图形及文字，而是更多地通过服务器同步的方式联系着各人，这无疑节省了大量的误差系数及时间成本。
　　设计过程中的困难及解决办法
　　在整个项目的运转过程中，我们的团队会根据项目的进度及问题的严重性分阶段地通过会谈、言语沟通和电子通讯等形式， 努力将“零误差”的目标贯彻到整个模型的构建中去，力争将我们经手的每一个项目做到最好。
　　难点：看似吃力不讨好，如何发挥BIM的优势，把看起来平淡的项目做出亮点BIM的应用增大了工作量，后续过程效率相对二维cad较低，比如：标注、图纸修改、详图。

图16  地暖大样轴测图

　　解决办法：将模型做到施工图深度，通过三维形式表现复杂节点，通过三维软件的协同工作，很好解决了各专业间的碰撞问题，使BIM成果与施工相结合。同时尝试BIM技术在住宅施工图上的应用，探究BIM到底能发挥多大价值、效率多高，借助二维CAD配合，找到效率与质量的平衡点，作为项目的突破口。
 

图17  卫生间大样轴测图

筑龙网版权作品,转载时请注明来源为筑龙网,否则将追究法律责任。