BIM技術(shù)在安徽建筑檢測大廈的應(yīng)用研究

樊 敏 （安徽省建筑科學研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

BIM技術(shù)在安徽建筑檢測大廈的應(yīng)用研究

樊 敏 （安徽省建筑科學研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

安徽建筑檢測大廈項目是安徽省建筑科學研究設(shè)計院在BIM應(yīng)用方面的一次成功的探索和嘗試，即從二維設(shè)計向三維BIM設(shè)計轉(zhuǎn)型階段。通過BIM各類工具的應(yīng)用提高了設(shè)計的質(zhì)量、完善不同專業(yè)之間的協(xié)同、輔助綠建設(shè)計及現(xiàn)場施工，對項目整體質(zhì)量的把控起到了一定的作用。

三維可視化；碰撞檢測；4D模擬和動漫

我國各地正開展大量的各類世界級建筑工程，并且越來越多的借助建筑信息模型（BIM）來優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新流程。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2015年6月《關(guān)于推進建筑信息模型應(yīng)用指導意見》，明確指出了BIM在建筑業(yè)的發(fā)展目標和各參與方的重要工作，更是把推動建筑信息化建設(shè)作為行業(yè)發(fā)展總目標之一。本文通過建筑檢測大廈BIM的運用，介紹了BIM在綠色分析應(yīng)用、深化設(shè)計、協(xié)同應(yīng)用的設(shè)計過程及經(jīng)驗。通過這次實踐，我院建立了BIM設(shè)計團隊，初步建立了本企業(yè)的BIM的應(yīng)用標準及技術(shù)框架，為下一步BIM技術(shù)的深入推廣和團隊壯大積累了寶貴的經(jīng)驗，同時提升了企業(yè)形象，縮短客戶審批周期，增強了企業(yè)的競爭力。

安徽建筑檢測大廈，位于合肥市蜀山產(chǎn)業(yè)園山湖路567號安徽省建筑科學研究設(shè)計院科技研發(fā)基地內(nèi)，地上23層，地下2層，建筑高度為88.35m，總建筑面積為27859m2；其中，地上建筑面積22265m2；地下建筑面積5594m2。本項目綠色建筑級別為三星級；2014年安徽省綠色建筑示范項目；2015年合肥市綠色建筑設(shè)計二等獎。建設(shè)單位及設(shè)計單位均為安徽省建筑科學研究設(shè)計院，本項目采用BIM技術(shù)不僅深化了設(shè)計、提高了設(shè)計質(zhì)量，同時也降低了項目成本、縮短了設(shè)計及施工周期。其各專業(yè)的模型見圖1。

圖1 各專業(yè)的模型圖

在概念設(shè)計階段及方案設(shè)計階段，可利用BIM數(shù)據(jù)模型進行光熱分析，為建筑的位置、形狀提供可靠的技術(shù)分析及支持，幫助設(shè)計師和業(yè)主進行直觀的方案比較及建筑造型的確定，節(jié)省了時間，提高了溝通效率。在方案策劃階段，景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及交通流量的預(yù)測等方面，與場地的地貌、植被、氣候條件等因素關(guān)系較大。傳統(tǒng)的場地分析存在定量分析不足、主觀因素占主導、無法處理和利用大量復雜的數(shù)量信息等缺點。通過BIM結(jié)合GIS進行場地分析模擬，得出比較真實的分析數(shù)據(jù)，有助于設(shè)計單位提供最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織、建筑布局等關(guān)鍵因素。

建筑檢測大廈的方案初步確定后，BIM小組根據(jù)方案建立了模型，然后接口專業(yè)日照軟件計算，通過BIM方案模型直觀演示日照情況，借助日照分析使建筑取得有利朝向、充分利用光照，見圖2圖3所示。然后再將本方案模型接口采光分析軟件，模擬出當?shù)氐氖彝庹斩认率覂?nèi)的自然采光系數(shù)。經(jīng)過分析，辦公區(qū)域75%以上空間的采光系數(shù)大于2%，滿足建筑采光標準要求，并有利于優(yōu)化家具擺放朝向。BIM模型接口風環(huán)境計算軟件進行風環(huán)境分析，經(jīng)過分析，結(jié)果表明，本項目在當?shù)仫L場的影響下，建筑周邊人行區(qū)域風速<5m/s，風速放大系數(shù)小于2，建筑兩側(cè)風壓可促進自然通風，滿足綠色建筑的評價標準。建筑檢測大廈利用BIM技術(shù)將綠色建筑理念落實到設(shè)計之中，Revit模型及數(shù)據(jù)導 入 Autodesk Ecotect、PHOENICS等綠色分析軟件，進行日照分析、室外風環(huán)境及室外噪音模擬，達到一模多用，避免重復性勞動，節(jié)省了建模時間。

圖2 夏至日累計日照時數(shù)（向陽側(cè)）

圖3 夏至日累計日照時數(shù)（背陰側(cè)）

安徽建筑檢測大廈采用BIM技術(shù)，應(yīng)用到建筑的方案優(yōu)化、施工圖深化設(shè)計，起到減少設(shè)計誤差指導施工及監(jiān)理的作用，希望探索一種合適的模式及工作流程，使BIM能運用全生命周期，以期達到優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量、節(jié)約成本、提高施工效率、縮短施工時間等效果，同時考慮運營維護階段的BIM應(yīng)用的可能，預(yù)留數(shù)據(jù)接口以便傳遞有用的信息。

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計，是各專業(yè)根據(jù)設(shè)計深度及最新修改不停的交流溝通，然后根據(jù)其它專業(yè)最新的條件圖來調(diào)整設(shè)計圖紙，專業(yè)間的協(xié)調(diào)不足及溝通不及時造成了后期大量的圖紙矛盾及修改工作。而采用BIM技術(shù)則可在設(shè)計的過程中通過及時的、有效的專業(yè)協(xié)同工作避免了很多沖突，三維的立體模型可實時進行沖突的檢查、校對及管線碰撞的問題，讓很多問題在設(shè)計階段就得到充分的解決。同時，利用BIM可視化特性，與業(yè)主的溝通更直觀有效；有助各專業(yè)圖紙交流和對接，能幫助設(shè)計人員直觀快速找出圖紙問題，節(jié)省了時間，減少了設(shè)計變更通知單，也大大提高了圖紙校對及審核的效率。通過鏈接建筑檢測大廈的建筑和結(jié)構(gòu)的Revit模型，可直觀看到專業(yè)間的沖突，迅速找出問題點進行修改，見圖4。

圖4

建筑檢測大廈的模型精細度達到LOD300，部分節(jié)點達到LOD400。LOD是BIM模型的發(fā)展程度或細致程度（Level of detail）,描述了一個BIM模型構(gòu)件單元從最低級的近似概念化的程度發(fā)展到最高級的演示級精度的步驟，建筑工程各階段的模型的精細度一般分為5個等級（LOD100-500）。建筑檢測大廈前期模型的建立包括軸網(wǎng)、標高、構(gòu)件的確定和布置，各類墻體門窗、不同管道及不同材料必須準確設(shè)置和采用顏色標識，如平面布置可采用不同顏色和區(qū)域劃分，便于房間類型的統(tǒng)計，各類管道亦采用規(guī)定的顏色，便于區(qū)分和修改。Revit模型具有準確的統(tǒng)計功能，可以統(tǒng)計數(shù)量、體積、面積和周長等，誤差為1%。此外，鏈接后的Revit三維模型，建筑模型與結(jié)構(gòu)模型可進行比較，可以更加精確的找出問題點，達到深化設(shè)計的目的；從而優(yōu)化空間設(shè)計，使布局更合理化。此外，BIM把平面的鋼筋展現(xiàn)成三維模型，設(shè)計及施工人員可直觀看到鋼筋的型號和施工下料的形狀，見圖5。

圖5

建筑中設(shè)備用房管線往往復雜，平面圖必須結(jié)合系統(tǒng)圖來看，且需要和設(shè)計師反復溝通確認，增加了不必要的工作時間，在BIM中，設(shè)備用房的管線高低排列、走向布置等可直觀地展示出來，便于與其他專業(yè)配合設(shè)計，便于非給排水專業(yè)人員的理解。圖6為建筑檢測大廈消防水泵房的管道布置，平面布置錯綜復雜，各類管道及其標高難以區(qū)分，建成后的Revit模型則簡單清晰，一目了然，不同管道用規(guī)定的顏色加以區(qū)分，其高度也直接呈現(xiàn)，從圖6中可直接發(fā)現(xiàn)管道穿梁，便于設(shè)計人員及時修改。

圖6

基于BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計是指建立統(tǒng)一的設(shè)計標準，包括圖層、顏色、線型，打印樣式等。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計人員在一個統(tǒng)一的平臺進行設(shè)計，從而減少各專業(yè)因溝通不暢或不及時而引起的錯誤，實現(xiàn)一處修改其他自動修改，提升設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計人員首先建立各專業(yè)模型，然后鏈接整合各專業(yè)的模型，根據(jù)鏈接后的模型將各專業(yè)矛盾沖突的問題降到最低，然后進行各專業(yè)之間的碰撞檢測，BIM模型會根據(jù)碰撞搜索生成一個碰撞檢測報告。然后在設(shè)計界面顯示碰撞位置和原因，設(shè)計人員可根據(jù)結(jié)果顯示進行協(xié)同修正設(shè)計，見圖7。經(jīng)過設(shè)備碰撞的搜索與修正，避免了設(shè)計過程中的錯誤，提高了設(shè)計精準度，為施工過程的順利開展及建筑質(zhì)量提供了有力的保障。

圖7

綜合管線優(yōu)化設(shè)計應(yīng)遵循以下四個原則：①有壓管讓無壓管，小管線讓大管線，施工簡單讓施工復雜的，附件少讓附件多的，臨時避讓永久管道；②調(diào)整安裝方向即可避免的軟碰撞，可不修改；③無碰撞但不滿足凈高要求的空間，也必須優(yōu)化設(shè)計；④兼顧整體布局合理性，應(yīng)預(yù)留安裝、檢修空間。

此外，建筑模型與結(jié)構(gòu)模型的合并，也便于后期漫游檢查建筑與結(jié)構(gòu)的沖突。將合并的模型與進度計劃關(guān)聯(lián)，配合場景與相機，進行4D進度模擬，可視化指導施工。Revit模型與Navisworks軟件結(jié)合來進行施工模擬，從而更好的實現(xiàn)進度優(yōu)化、工期優(yōu)化的效果。同時利用專業(yè)軟件讀取已做好的Revit模型，可直接制作動畫漫游和渲染室內(nèi)外效果圖，利用Revit模型渲染的效果圖見圖8。

圖8

BIM三維可視化設(shè)計，使建筑師和業(yè)主溝通更便利有效，各專業(yè)工程師從三維的角度去溝通，會更宏觀、更深刻的掌控建筑的信息，提高了工作效率及制圖準確度；管線綜合及碰撞檢測，及時排除各種管線問題，減少圖紙錯誤及修改通知單，有利于控制及保證施工進度，節(jié)約工期，減少成本。

BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣，首先應(yīng)建立企業(yè)BIM發(fā)展長遠戰(zhàn)略規(guī)劃、人才培養(yǎng)計劃，搭建企業(yè)BIM應(yīng)用組織架構(gòu)，成立涉及各專業(yè)、多層次的BIM團隊，包括企業(yè)級BIM工程應(yīng)用人才、項目級工程應(yīng)用人才、專業(yè)級BIM工程應(yīng)用人才。其次，在推廣階段，企業(yè)應(yīng)制定一些鼓勵、引導政策，將BIM技術(shù)的應(yīng)用常態(tài)化，促進基層單位的應(yīng)用覆蓋面與熟練度。最后，企業(yè)要逐步建立BIM技術(shù)應(yīng)用標準體系、工作流程、構(gòu)件庫、模板、指導手冊等規(guī)范性文件等。

[1]中國BIM應(yīng)用價值研究報告[R].

[2]張正.BIM應(yīng)用案列分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[3]中國建設(shè)教育協(xié)會.BIM應(yīng)用與項目管理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[4]BIM工程技術(shù)人員專業(yè)技能培訓用書編委會.BIM技術(shù)概論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

TU17

A

1007-7359（2016）05-0028-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.006

樊敏（1982-），女，安徽蕭縣人，畢業(yè)合肥學院，學士，高級工程師，國家注冊二級建筑師。