讓BIM融入建筑，讓綠色深入生活

◎ 本刊編輯部

筑博公司應用BIM為南寧規劃展覽館注入綠色創意

圖1 南寧規劃展覽館

筑博工程設計（集團）股份有限公司（簡稱“筑博公司”）旗下的新技術研發中心以傳統的“筑博設計”為基礎，大力發展“筑博科技”，從事與建筑設計相關的建筑技術研究工作。“筑博科技”重點圍繞綠色建筑設計咨詢、BIM技術應用與研究以及建筑工廠化建造技術三方面。憑借高素質人才技術隊伍、良好的市場信譽以及出色的設計水平，筑博公司贏得了很多客戶的青睞與合作機會；憑借創新的設計理念、獨特的設計構思，筑博公司在多次公共建筑及政府投標中取得優異的成績；憑借規模優勢和品牌優勢，筑博在競爭日益激烈的建筑設計市場屹立不倒。

以南寧規劃展覽館為例，南寧規劃展覽館位于南寧市桂花路東側，南鄰鳳嶺南路，交通便利；總用地面積為24853.44平方米。基地內主要為山體坡地，基地西低東高，最大高差20米，室內建筑±0.00標高定為123.30米。設計師想盡量保存原始山體地形，延續山體以占滿基地。整體造型上，屋頂的形式如同山體蔓延衍生，平緩的舒展起伏，原有的優良山體資源在建筑上得以延伸，仿佛從環境中自發生長出來，與自然和諧共生，建筑的雍容大度與環境相得益彰。然而這樣的設計理念，想要很興奮的向業主敘述很容易，想要瀟灑的畫幾根線來表達意向也不難，但是要在有限的時間內把這一理念準確地落實為可操作的設計方案和圖紙，卻是個巨大的挑戰。如果不能實現，這個項目的所有設計構思將變成一紙空談。所以從設計之初，設計師便有了這樣的想法：利用直觀、易用的BIM三維工具來完成這個艱巨的任務。

將完美設想轉化為三維整體模型

整個建筑屋頂似山，屋底似雨林，拓撲變形生成的樹干狀空間作為支撐結構，項目組試圖將豐富的城市生活融入展覽館空間。底層最大限度的讓出給城市，布置臨時展廳及有趣的城市事件，將城市的活力事件注入原本嚴肅的展覽館內。利用山體自有的緩慢上升的坡度，制造連續上升的環形流線，將人流自然導入二層展覽空間，環繞參觀之后，又從屋頂鉆出，行至半山腰，繼續向上到達屋頂綠化花園，游園式的路線消解展覽館和市民生活之間的距離，將山、建筑、室外場地無縫連接。巨大的建筑體量經過輕巧的建筑策略，消隱在自然環境之中，項目組運用造型軟件來實現這種完美的融合。

項目組先對展覽館的平面進行了深入的設計，結合參觀的人行流線、辦公后勤流線等劃定各種使用空間的合理關系布局。各部分空間所需要的高度是不一樣的，展覽空間需要較高的使用層高，以便進行各種類型的展示，項目組設計為12～18m，而辦公、會議等管理用房及輔助用房則控制在6m以下。根據這個原則，設計師在造型軟件中大致定了平面布局，然后通過垂直方向上的功能需求將這些控制線上升到一定高度，在需要出現形體三維起伏變化的地方進行調整，形成高低錯落的屋頂。最后項目組會采用NURBS曲面，對屋頂的形態進行擬合，形成一個三階的自由曲面模型，其流動性的特點將形成各種使用空間之間光滑的過渡，從而形成最初的形式模型。

圖2 BIM模型

企業簡介

深圳市筑博工程設計有限公司

深圳市筑博工程設計有限公司（簡稱“筑博設計”），成立于1996年3月，是一家具有建筑設計甲級資質和城市規劃乙級資質的綜合設計機構。公司現為深圳市勘察設計行業協會、深圳市綠色建筑協會理事單位；自2006年以來連續三年被深圳市福田區人民政府評為“福田區年度納稅百佳民營企業”； 2005年被評為深圳市優秀勘察設計企業；2009年被深圳市發展和改革委員會認定為深圳市第一批總部企業；自2004年以來，連續四年在年度全國民營設計機構排行榜中名列前三。

深圳市筑博建筑技術系統研究有限公司

深圳市筑博建筑技術系統研究有限公司（簡稱“筑博科技”）重點圍繞綠色建筑設計咨詢、BIM技術應用與研究以及建筑工廠化建造技術三方面。建筑工廠化建造技術是環保低碳的建造模式，是實現綠色建筑的一條關鍵的技術路線；BIM技術的應用為綠色建筑設計提供了重要的技術支撐，BIM的模型信息與其他計算分析軟件相結合，可實現建筑日照、通風、采光、能耗、噪聲等多方面的性能分析；BIM的三維設計技術又可為工廠化建造技術提供更加直觀和更加豐富的建筑信息，有效發現和解決項目在設計、生產、運輸及現場安裝等各環節所遇到的技術問題。

形式確定下來后，如何將理念準確的變成施工圖紙就是最棘手的挑戰。項目組運用造型軟件完成屋頂的曲線造型后，即將之導入Autodesk Revit Architecture中形成BIM模型。

確定好殼體的模型后，使用基于BIM技術的Revit系列軟件（Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP）進行BIM模型的搭建，室內的墻體，門窗，樓板，結構的梁，柱子，機電的風管、水管、電纜橋架等等，最終建立三維模型。

圖3 建筑模型

圖4 結構模型

圖5 機電模型

圖6 綜合管線

在建立以上各專業的三維模型后，就可以對南寧規劃展覽館的整體模型進行連接與合并，從而輔助建筑師觀察建筑內部空間關系并及時調整各專業之間的碰撞。

圖7 Revit各專業合并的整體模型

可視化助設計師預知未來建筑的樣子

通過完整的南寧規劃展覽館三維模型，設計師可以進行全方位的三維漫游展示（將Revit模型導入Autodesk Showcase進行漫游和分析）。

接著，在BIM模型基礎上，借助Autodesk 3ds Max 進行建筑表現，通過實時的，可以實現照片級的渲染效果，幫助建筑師對建筑的最終形態和外觀有更加感性和直觀的認識。

圖8 透視圖1

圖9 透視圖2

圖10 建筑剖面

圖11 建筑室內空間

此外，運用Revit發布的3D打印插件，設計師還可以方便地將數字模型轉化為真實物件，用于客戶溝通或預營銷。

圖12 Autodesk 3ds Max渲染日景效果圖

圖13 Autodesk 3ds Max渲染夜景效果圖

圖14 基于BIM建筑信息模型的3D打印技術

基于BIM模型的拓展應用讓建筑既實用又綠色

基于BIM模型，設計師和工程師可以進行諸多拓展應用，使建筑既擁有眾多實用功能，同時又滿足綠色節能的環保理念。

1.運用Autodesk Navisworks進行碰撞檢測與管線綜合

機電管線種類比較多，設計專業多，施工工種多。一般包含通風空調系統、空調水系統，給排水系統，消防水系統，動力系統，供配電系統，弱電系統等。BIM模型可以反映所有管線和設備在建筑內信息的情況。例如：在關鍵的大廳、路口，利用BIM不僅僅可以進行碰撞檢測，還可以進行空間優化。

碰撞檢測與管線綜合的目的是避免碰撞，解決各專業沖突，明確管線位置標高以及輔助確定施工順序等等。從傳統意義上講，現場出現問題最多的地方，也是拆改比較多得地方，會給業主造成額外的拆改成本，包括工期延誤所帶來的經濟損失等。以前管線綜合的過程往往是在頭腦中想象，再通過畫圖表示，現在利用BIM模型能夠直接反映這些問題，提高此過程的效率。

圖15 管線碰撞檢測設計流程

圖16 送風管與排煙管碰撞

在進行管線碰撞前，可以設置碰撞規則以規避軟碰撞，及早發現硬碰裝點。如圖16所示，送風管與排煙管碰撞，可以在滿足高度要求的情況下考慮放置兩根風管的位置；風管與水管的碰撞，一般遵從“大管讓小管，有壓管讓無壓管”的原則，調整水管位置解決此處的碰撞問題。利用模型做管線綜合時會遇到大量的碰撞，這需要對碰撞進行分析，按照設計規范、施工驗收規范等來調整管線。最終做到依照規范，滿足施工空間，使得做出的綜合管線真正成為施工依據，達到美觀、節約的效果。在設計階段時，建立模型綜合時可以讓二維圖紙上存在的問題明顯的表現出來，這樣在施工之前也可為設計師在設計優化階段提供優化方案，提高施工圖的出圖質量。

圖17 Civil3D進行坡度分析

2.運用Civil 3D進行坡度分析

通過Civil 3D進行坡度分析，考慮什么地方放置雨水管，做虹吸設計。

為了體現低碳綠色環保的理念，筑博堅持使用3R原則（REDUCE、REUSE、 RECYCLE）。在 BIM 模 型 基 礎 上，將模型導入Ecotect軟件中進行采光分析、場地熱環境模擬，導入CADNA軟件進行噪聲分析，導入PHOENICS軟件進行風環境模擬等等，通過這些步驟構建綠色建筑。而BIM技術的應用，也使得上述各種綠色技術手段得以在項目中更高效、順暢的實施，真正將BIM所代表的可持續設計理念發揮到淋漓盡致。

A:模型導入到Ecotect軟件中進行采光分析

圖18 采光分析

B:模型導入到Ecotect軟件中進行室內典型房間采光分析

圖19 室內典型房間采光分析

C:模型導入到Ecotect軟件中進行場地熱環境模擬

圖20 維護結構的熱分析

圖21 直接太陽輻射的熱分析

圖22 間接太陽輻射的熱分析

圖23 通風的熱分析

D:模型導入到Ecotect軟件中進行場地熱環境模擬

圖24 逐月能耗分析

圖25 逐月度日數分析

圖26 被動組的熱分析

圖27 室外溫度的熱散點分析

E:利用CADNA軟件進行噪聲分析

圖28 噪聲分析1

F:利用PHOENICS軟件進行風環境模擬

圖29 噪聲分析2

圖30 建筑表面壓力

圖31 人行高度1.5米處建筑周圍風速云圖

BIM技術的應用使得上述各種綠色技術手段得以在項目中更高效，順暢的實施。南寧規劃展覽館項目使用Autodesk Ecotect軟件進行日照分析，采光分析，熱環境模擬等分析。

圖32 人行高度1.5米處建筑周圍風速矢量圖

圖30 基于BIM建筑信息模型的可持續設計

BIM的未來與展望

近年來，由于建筑業存在的問題越來越突出，三維設計技術BIM的運用已引起了建筑業界及學術界人士的關注。特別是中國建筑業正處在高速發展階段，國家對建筑業信息化的問題十分關注，2011年5月18日，住房和城鄉建設部發布《2011-2015年建筑信息化發展綱要》，在綱要中明確提出。盡管BIM技術的應用還不廣泛，但其潛力和效用已初步顯示，特別是在設計優化、施工過程優化和施工管理優化等方面，已得到了驗證。通過BIM技術的應用，施工時間和成本可以有效地降低。但是，BIM技術的應用不僅僅局限于設計和施工兩個階段，其適用于建筑項目的整個生命周期，包括規劃和物業管理等。

隨著研究和應用的深入，BIM技術可以產生更大效用，從而真正提高整個建筑業的生產力水平。

受訪感言

BIM為筑博設計提供了強有力的技術支持與保障，從而全面提高我們在建筑設計行業的整體競爭能力，并讓我們為客戶提供更有價值的深層次設計延展服務！

——筑博工程設計（集團）股份有限公司 集團董事長兼總裁 徐先林

我們在項目設計中應用了BIM技術，設計的各參與方在三維模型上協同工作，溝通更順暢，更高效，設計產品質量更高。同時，BIM的信息模型為“筑博科技”的綠色建筑分析提供了精準的分析結果，為設計提供了強有力的支撐！

—— 深圳市筑博工程設計有限公司執行副總裁 深圳市筑博建筑技術系統研究有限公司總經理 趙寶森

Revit軟件的兼容性超出我們的想象，它能輕松導出各類文件格式，使BIM模型可以多次重用，應用在各類建筑分析軟件以及虛擬現實軟件都得心應手。Revit為未來的建筑設計軟件提供了指引，是一款革新建筑行業及工程行業的前瞻性軟件。

——深圳市筑博建筑技術系統研究有限公司BIM事業部經理 趙偉玉