湘江璀璨明珠，夢幻冰雪世界——基于BIM 的三維設計實踐與

王 凱 王 承 施晨歡 林凡舟

(華東建筑設計研究院有限公司，上海 200041)

1 項目概況

大王山旅游度假區位于長沙西南部，距離城市中心約8.5km。基地東面湘江，西靠大王山，自然條件優越。冰雪世界總占地面積1.5 公頃，總建筑面積約18 萬m2，架設在60m 深的礦坑之上，建成后將成為世界最大的雪與水為主題的室內樂園(圖1)。

冰雪世界項目的難點主要有以下三個方面:

(1)復雜的地理條件

項目用地呈不規則多邊形狀，基地內地形較復雜，地勢較豐富，基地遺留原湖南省新生水泥廠采石場深達70m 的礦坑。整體地塊東西長約440m，南北寬約350m，項目用地面積為183 993 m2，場地整體呈東北高西南低的趨勢，地塊內最大高差近100m。

(2)獨特的建筑方案

冰雪世界方案造型新穎獨特，主體結構位于礦坑上，依附山體建造，為礦坑賦予了新的生命同時，給設計深化和施工帶來極大的挑戰。

(3)工程周期短

項目建設周期進展，因此設計必須少走彎路，盡快落實，盡量不要出現“錯、漏、碰、缺”等設計失誤，盡量減少后期設計過程中的設計變更。

2 BIM 實施環境構建

(1)集成工作平臺

項目通過BIM 模型進行全專業的三維和二維協同設計。所有的模型數據存在共享的協同平臺上，實現上海-長沙-奧地利設計聯動，各專業信息和提資準確無誤，顯著提高了工作效率。

項目在推進過程中，產生海量的設計數據和工程文檔，服務器會定期進行備份，所有文件都可以實現版本追溯。針對不同的項目參與者，分別設定不同的管理組及人員權限，使文件訪問與創建等變得井然有序［1］。

(2)硬件平臺構建

項目硬件配置的宗旨是文件安全和便捷。主要設備都設置在華東院本部，包含主服務器及數據服務器、WEB 服務器、文件服務器，不同服務器的服務對象與內容都妥善地進行管理。為滿足較大的數據計算和節約硬件成本，還租用了云計算服務器。

(3)軟件平臺構建

經過評估，為了滿足設計多方面的需求，我們以RHINO、SKETCHUP 和手繪作為建筑方案設計工具，以CATIA 作為模型深化設計工具，采用Revit、Navisworks 作為中心集成軟件，對模型進行集成管理，出圖輔以AutoCAD 等(圖2)。

(4)人員組織架構

由集團信息中心配合設計工作的開展，負責BIM 工作的總體規劃。各專業設計負責人對模型及相關輸出成果負責，并通過模型進行溝通協調和互相提資。所有的工作都在項目總負責人的監督管理之中。

(5)標準文件編制

為了讓項目實踐有章可循、順利實施。編制項目標準，這些標準也成為甲方對BIM 模型最終驗收的依據。相關標準主要有《三維協同設計手冊》、《冰雪世界項目建模標準》、《冰雪世界項目BIM 實施導則》等。標準文件隨著項目的推進，進行升版、完善。

3 BIM 設計方法

(1)總體流程設計

本項目設計及顧問團隊眾多，各團隊在不同設計階段進行工作銜接是一項艱巨任務。因此，針對冰雪世界的工程特點建立一個科學合理、邏輯清晰、組織有序的總體流程設計至關重要［2］，從而實現對設計進程、BIM 實施、工地施工進行綜合控制。總體流程設計充分考慮了影響建筑形態、結構系統、保障運行的基礎性系統因素，同時，將工程進程的時間概念也考慮在內，形成一整套多層次、多維度、持續進化完善的總體流程。

(2)系統化設計

通常建筑可以分解為若干子系統，冰雪世界項目也不例外。各系統相輔相成，有機結合，共同形成建筑整體。本項目的系統劃分考慮到了冰雪世界的空間特點和運行特點，系統的層次劃分考慮到可拓展性，系統可以隨著設計的深化進行進一步細分和完善。系統劃分的深度直接影響到BIM 模型建立、工程量統計和施工模擬等多方面內容。

(3)模塊化設計

復雜、龐大的項目易劃分為若干個單元設計模塊，每個模塊應具有相對獨立的運行和安全保障條件［3］。劃分邏輯可以是系統或者其它依據，模塊劃分是BIM 設計方法的重要組成部分，而各系統是保障模塊化設計方法得以貫徹的基本要素。

4 BIM 實踐亮點

(1)建筑設計

BIM 技術用于方案設計及推敲、擴初設計和施工圖設計。通過三維掃描、三維打印、三維輔助出圖、性能化分析等應用，保證了設計品質。

獨特優雅的造型有賴于結構構件與幕墻構造的完美配合。而在本項目中，空間結構柱由滿足結構設計需求的截面沿特定路徑放樣而成，從桿件夾角到節點造型逐一調整，最終形成美觀合理的鋼結構。幕墻設計方面，為進一步抑制成本，通過CATIA 進行了深度的細化及加工性優化。并在在后期深化過程中與廠家密切交流，確保設計落地。

(2)結構設計

冰雪世界主要由深坑坑壁巖體承受結構豎向荷載和水平作用。在建筑物使用期內，礦坑巖體邊坡在靜力荷載及地震作用下的整體穩定、位移等是否滿足安全需要將成為結構方案是否合理可行的關鍵，通過BIM 模型與結構分析軟件對接，實現多種分析模型的準確轉換，實現多專業程序的分析比對。

(3)機電綜合

BIM 在機房布置到管線路由的規劃落實過程中起到重要的作用。借助三維可視化設計，設計師可以從容地面對各種突發的情況。通過BIM 對機電路由的充分研究，提出機房布置的優化整合策略，將建筑凈高最優化。

(4)集成的信息庫

BIM 模型的本質是以實現工程項目的“全記錄”為目標，BIM 模型不僅包含基礎幾何信息，還可以整合各類信息，如材質特性、物理特性、生產信息等等;這些信息為相關專業性能化模擬、后續階段決策，以及施工、運維階段的應用提供了詳實的資料。

5 結語

BIM 的普及給行業帶來新的機遇，三維設計工具為設計創造了更多可能性的同時，也帶來了新建筑技術美學。BIM 技術在冰雪世界設計過程中的應用，提高了設計團隊對項目的把控能力、設計效率，發揮了協同設計的潛能。各專業設計師可以更全面、更及時地與其它專業、各顧問進行配合，成功控制失誤的同時，保證了設計的合理性，實現了經濟效益的最大化。

［1］高承勇.上海現代建筑設計集團BIM 應用實踐與發展對策思考［J］.中國建設信息，2012(20):22-25.

［2］王凱.國外BIM 標準研究［J］.土木建筑工程信息技術，2013，5(1):6-16.

［3］卲韋平.數字技術語境下的設計實現——鳳凰國際傳媒中心數字設計實踐［J］.世界建筑，2013(09):96-100.