BIM 技術(shù)集大成于一身 助力北京院三大項目完美收官

文｜本刊記者 寧冉

中國“尊”、杭州奧體中心體育游泳館、北京市裝配式公租房實驗樓，這三個建筑項目在最近幾年吸引了眾多業(yè)界目光。用“高端、大氣、上檔次”來形容這三個項目一點都不為過。而一手打造這三個建筑項目的北京市建筑設計研究院有限公司（以下簡稱“北京院”）通過BIM技術(shù)讓這一切成為現(xiàn)實。

“BIM技術(shù)在這三個項目上從創(chuàng)作到設計方法、設計體系等方面都起到了強大的支撐作用。同時這三個項目又分別利用了BIM技術(shù)的不同應用點。” 北京市建筑設計研究院有限公司信息部部長卜一秋說道。“中國‘尊’建筑項目充分應用了BIM的協(xié)同設計、三維協(xié)調(diào)，使用多種BIM建模軟件和分析模擬軟件。而杭州奧體中心體育游泳館項目應用參數(shù)化設計的方法，通過編程和計算，將非線性的建筑形體按一定的邏輯實現(xiàn)。北京市裝配式公租房實驗樓建筑項目則探索了應用BIM實現(xiàn)建筑信息化產(chǎn)業(yè)化的模式”。

具體問題具體分析，北京院的三個項目也充分證明了，無論是“個性化定制”的高端建筑還是“量產(chǎn)”的量大面廣的常規(guī)建筑，在BIM里面，都能找到應用的價值。

BIM技術(shù)深入中國“尊”整個生命周期

據(jù)了解，出身名門的中國“尊”南觀CBD中央綠地，北見央視，西享北京古城，東望新CBD區(qū)，并且與地上環(huán)路、地下地鐵等交通系統(tǒng)接駁，景觀極為豐富。同時中國“尊”的整體造型優(yōu)雅美觀，利于在豎向高度上最大化樓面的建筑面積，同時有助于保證建筑底部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，達到建筑美學和工程力學的和諧統(tǒng)一。

“中國‘尊’整體建筑形態(tài)是從中國傳統(tǒng)禮器‘尊’汲取靈感，造型莊重大氣，是古代文化傳統(tǒng)與現(xiàn)代設計思潮的一次完美碰撞。因為中國‘尊’整體經(jīng)過抽象處理和比例優(yōu)化，既保持了‘尊’形突出獨特的弧形效果，也形成了比例上的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定。體現(xiàn)它的形式美的同時又彰顯出開放、寬厚、包容的北京精神和文化。而將設計構(gòu)思最終實現(xiàn)并完成設計和建造，離不開BIM技術(shù)支撐。” 卜一秋如是說。

具體而言，BIM技術(shù)深入到中國“尊”建筑項目整個設計的階段和流程之中。

北京市建筑設計研究院有限公司BIM研究室總工程師陳宜說，“中國‘尊’建筑項目是超高、大型建筑項目，作為全球第一棟在八度抗震區(qū)建設的500米以上的超高層建筑，其嚴苛的技術(shù)難度充分體現(xiàn)了國內(nèi)設計團隊的先進技術(shù)水平。項目引入了全球頂級專業(yè)設計團隊一同參與設計任務，此外，還聘請了國際一流的幕墻、照明、交通、景觀等相關專業(yè)設計顧問公司，共同保證本項目的高端品質(zhì)。”

陳宜向記者介紹到：“在項目之初，我們就利用BIM技術(shù)把場地周邊的單體信息和場地信息全部提取，并建立一個完整的周邊城市區(qū)域模型。之后依據(jù)核心區(qū)規(guī)劃設計條件，快速重建CBD核心區(qū)的各單體體量模型，并將兩者整合于一體，形成了核心區(qū)整個城市區(qū)域的整合模型。并利用該模型進行了三維視覺分析，核心區(qū)風環(huán)境模擬等多項工作”。

在整個中國“尊”設計階段，BIM技術(shù)所發(fā)揮的作用超乎想象。首先，借助便捷高效的參數(shù)化建模工具和建模方法，短時間內(nèi)快速建立多個比較方案的BIM模型，對不同方案進行數(shù)據(jù)提取，同時對重點方案的快速深化提供保障。

為保證設計創(chuàng)意的落地，建立項目的幾何控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)奠定了各設計合作方以及各專業(yè)共同協(xié)作的基礎。 其次，依靠直觀的可視化效果，對不同方案的BIM模型進行城市空間關系、建筑群組關系、各單體建筑形體、公共空間的不同尺度體驗與研究，幫助方案的優(yōu)化選擇。 最后，通過多樣化的BIM模型互通數(shù)據(jù)接口，使用已經(jīng)建立的BIM模型進行建筑性能分析與研究，簡化數(shù)據(jù)技術(shù)分析的工作流程，提高工作效率。

項目的各個利益相關方無論從整體還是局部都進行了系統(tǒng)性的BIM實施計劃， 實現(xiàn)了復雜大型建筑項目的可管理性，可以說經(jīng)過BIM技術(shù)精心打造的中國“尊”已經(jīng)成為北京與世界“對話”的新起點。

BIM助杭州奧體中心體育游泳館項目“蝶變”

杭州奧體中心體育游泳館項目是一座巨大的體育綜合體，包含體育館游泳館各一座以及大面積的商業(yè)配套和地下停車設施。該建筑項目位于杭州錢塘江南岸，是杭州市跨江發(fā)展的重要標志，也是奧體博覽城的重要組成之一。其用地面積為22.79公頃，總建筑面積達到396950平方米，容積率為0.89，綠化率達20%，建筑最高高度為45米 。杭州奧體中心體育游泳館項目建成后將成為世界上最大的兩館連接體非線性造型。

杭州奧體中心游泳館作為超大面積的建筑，結(jié)構(gòu)設計階段就顯得尤為重要。陳宜介紹說，“BIM技術(shù)在該項目的結(jié)構(gòu)設計階段發(fā)揮了‘尖兵’作用。比如在整個Revit平臺上，通過API，讀取數(shù)據(jù)庫的關鍵節(jié)點，生成結(jié)構(gòu)模型，這也是該項目最大的一個特點。”

具體而言，該項目從造型到構(gòu)造利用傳統(tǒng)手段難以完成設計、優(yōu)化和輸出等重要工作。因此從該項目方案至施工圖設計引入了全過程BIM控制，并將指導加工和建造。更解決了一個讓設計師頗為頭疼的問題：該建筑項目無法用傳統(tǒng)投影法設計建造。而通過BIM技術(shù)的編寫參數(shù)化腳本將抽象數(shù)學邏輯轉(zhuǎn)化為曲面空間形體，對從整體造型到子系統(tǒng)到細部全程加以數(shù)學描述并予以定位。

隨之，BIM技術(shù)開始全面發(fā)揮作用。通過分析周圍建筑和周圍建筑對建筑形態(tài)的影響得到流線形造型的設計意向，由設計意向初步構(gòu)思出各種構(gòu)成要素的幾何關系，并組織為造型邏輯，同時以兩館各自的規(guī)模和功能要求作為體量大小的參數(shù)，進入造型計算從而得到建筑體型。最后經(jīng)過參數(shù)化分析，剩下建模設計階段交給BIM模型完成。

“建筑是計算出來的”這個道理也在杭州奧體游泳館項目上得到了充分的印證。BIM技術(shù)的參數(shù)化自動生成幫助該項目從基礎造型、建筑特殊部位、建筑外幕墻以及鋼結(jié)構(gòu)等方面提供了全面數(shù)據(jù)。

不僅如此，在建立BIM模型過程中，采用全程參數(shù)化方法，是該項目的一大突破。用這一設計方法，將造型建立在全數(shù)學邏輯上，不僅可自動生成造型，還可調(diào)整參數(shù)，對造型和各部件進行修改，實現(xiàn)對造型的自如推敲。總結(jié)而言，數(shù)學領域在建筑上應用的前景廣闊，利用參數(shù)化平臺，未來設計中更可能引入更多其他科學領域的理論模型，這將大大拓寬建筑設計的方法，并將推動新的建筑評價和審美體系的建立。同時，建筑師需要在傳統(tǒng)圖形思考的同時，學習適應數(shù)學和邏輯的思考方法。

陳宜總結(jié)到，通過BIM和協(xié)作平臺的應用，讓設計者從小作坊工作形態(tài)下解脫出來，形成更細致、更緊密、更有利于配合的專業(yè)分工，這樣可以大幅提高大型建筑的設計工作效率。

BIM信息化技術(shù)全面應用北京市裝配式公租房實驗樓

北京市裝配式公租房實驗樓坐落于昌平區(qū)遠通水泥構(gòu)件廠（市政路橋集團控股），建筑面積達到1011.78平方米，建筑層數(shù)為3層 ，項目類型為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)住宅實驗樓。

北京市裝配式公租房實驗樓其項目特點就在于它是一個標準化建造的過程，項目以標準構(gòu)件（或部品）作為基本單元，所有的數(shù)據(jù)都必須進行結(jié)構(gòu)化工作，包括該項目所有的墻、板、柱以及樓梯和建筑的土建的構(gòu)件。

在設計階段，根據(jù)裝配式住宅的特點，用BIM信息化技術(shù)以建筑構(gòu)件作為基本單元建模為原則開始建立構(gòu)件模型，再由構(gòu)件模型拼裝出建筑整體。北京市裝配式公租房實驗樓利用BIM技術(shù)對項目標準構(gòu)建進行了信息提取并建立標準構(gòu)件數(shù)據(jù)庫，同時利用三維圖紙指導相關方進行構(gòu)件生產(chǎn)、施工模擬并指導安裝施工，并輔助施工管理。

同時BIM信息化技術(shù)有利于項目信息集成，便于設計方與生產(chǎn)方、施工方實現(xiàn)信息資源共享，有利于指導生產(chǎn)，能有效地提高工作效率。這樣做的好處就在于，一方面可以真正實現(xiàn)設計單位參與設計生產(chǎn)全過程，幫助公益住宅產(chǎn)業(yè)化形成，另一方面可以將生產(chǎn)施工階段的技術(shù)手段整合到設計階段來，將接下來的生產(chǎn)過程進行預演，真正發(fā)揮BIM信息化應用的信息集成優(yōu)勢，促進產(chǎn)業(yè)化形成。該產(chǎn)業(yè)鏈需要各生產(chǎn)部門進行信息共享和交互，進行產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略合作。

回顧這三個項目，BIM技術(shù)在其中可圈可點，大放異彩。中國“尊”項目通過BIM技術(shù)實現(xiàn)了復雜大型項目的可管理性，提升了多團隊協(xié)同工作的能力，促進了該項目各階段工作任務的前置及融合，帶來整個項目實施的全面性和前瞻性。杭州奧體中心體育游泳館項目采用參數(shù)化設計的方法，大大拓寬建筑設計的方法，并將推動新的建筑評價和審美體系的建立。并通過BIM和協(xié)作平臺的應用，幫助該項目的設計師人從小作坊工作形態(tài)下解脫出來，形成了更細致、更緊密、更有利于配合的專業(yè)分工，最終也大幅提高了該項目的設計工作效率。北京市裝配式公租房實驗樓項目則主要采用了BIM信息化技術(shù)以建筑構(gòu)件作為基本單元建模為原則開始建立構(gòu)件模型，再由構(gòu)件模型拼裝出建筑整體，這樣可以有效地對每一個預制構(gòu)件信息進行很好的統(tǒng)計，進而實現(xiàn)整體項目的算量統(tǒng)計，通過信息模型實現(xiàn)工業(yè)化和產(chǎn)品化。