BIM在上海中心裝飾異形造型中的應用

文｜上海建工一建集團有限公司 吳璇璇 韋曉娟 張曉莉 印家杰

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）是以建筑工程項目的各項相關信息作為基礎的三維建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物的真實信息。BIM不是指某一種軟件，而是一系列軟件和工作平臺。它具有信息完備性、信息一致性、 可視化、模擬性的特點。

一、BIM技術與上海中心

上海中心大廈項目的BIM應用是集建模、檢測、計算、模擬、數據集成等工作的三維建筑信息管理工程。這項工作從方案設計、施工圖設計、深化設計、制造、施工管理，一直覆蓋到后期運營的建筑全生命周期。

BIM幫助設計師將螺旋上升的幕墻系統進行了精準的定位，所有專業都在BIM平臺上共同工作。

BIM對施工圖有重要的作用，對于異型的建筑來說，通常的二維設計手段是無法精準定位。而上海中心更加復雜，利用AutodeskRevit軟件進行建模，模型可以快速查找所有碰撞點，可以較好地解決了錯、漏、碰、撞現象。

BIM是整個施工階段的重要工具，一設計BIM模型為基礎，通過機械設計軟件的數據轉換，并且進行歸類標注和材料統計，就可以將BIM轉化為機械加工設計圖紙，用于指導工廠生產加工。

上海建工一建集團裝飾施工中標了商業觀光部分，BIM工作貫穿在全過程，中標后設計師接收的是施工圖紙和BIM模型，深化施工圖紙過程中與土建安裝進行協調，同時繪制BIM模型，施工圖和BIM模型交甲方、設計、監理進行會審確認，設計變更時BIM模型同步進行修改。確認后的施工圖和BIM模型作為施工依據，廠商BIM模型進行材料加工，現場安裝，輔助三維掃描技術進行現場實測和基層施工精度控制。竣工圖與竣工BIM模型一并提交備案。

二、上海中心室內三維曲面造型的設計施工案例

1、波浪形造型

波浪造型吊頂布置在B2和B3層，沿著自動扶梯伸展，吊頂的完成面是一個波浪起伏的曲面。條板中心線距離120mm，板厚30mm。每個條板單只達到9米長，采用了型材拉伸工藝，用雕刻機二次切割。設計師用BIM制作了波浪表面，轉換成一片片二維CAD圖紙，每一片鋁板都有一張圖紙和編號，按照編號工廠加工運輸安裝和安裝。

上海中心外景與中庭

波浪形造型效果和BIM模型

雙曲金屬板的效果和構造

2、雙曲面金屬板

上海中心大廈B1層是等候觀光電梯區域，橢圓錐柱墻面為雙曲面，有透光效果，原設計此空間墻面和天花及柱身的材料為穿孔的GRG板。但是GRG材料本身的質量較重，大面積的運用安裝不便，增加大樓荷載，也不易于拆卸檢修，飾面在人流量巨大的地方不耐久。我們經多種材料性能與安裝方式的對比，最終向設計方建議更改為沖孔金屬板建議得到采納。

每一塊板都是對縫，原計劃所有的孔洞也對齊，但由于從柱到頂放射不規則雙曲，孔洞對齊邏輯上會產生矛盾，后來改為隨機孔洞。

所有設計在BIM中進行，包括板材分隔，廠家板材加工后進行現場初安裝，將有瑕疵的地方找出來，編好號碼，記錄修改意見，將板材全拆開回工廠切割、焊接、打磨、上漆，然后回工地二次精準安裝。

3、GRG自動扶梯

地下二層商場通道中間的自動扶梯，GENSLER設計公司提供效果圖和cad圖，飾面材料為GRG，我們通過BIM模型進行建模與方案設計溝通并確認初步效果。

由于這個自動扶梯GRG造型三個面都是弧形的，它與天花及側板均無法完美收口。而且我們發現兩側的結構留縫不對稱。根據現場實測，等GRG安裝完畢后會與邊上的柱子有碰撞。歷時2個月的時間前后共修改BIM模型5次，調整造型逐步解決了上述的問題。

這個GRG包覆的體量非常巨大，跨度有近8米，包括3部自動扶梯和1部樓梯。其次所在的空間位置關系非常復雜。這個垂直空間是從地下三層一直挑空到地下一層，而且上下兩層之間自動扶梯走向又是錯位的,沒有支撐點來受力。我們將原設計GRG材料8mm的厚度增加到15mm以保障強度，并計算出GRG的自重約10噸。考慮選用200×100×10的工字鋼為主結構斜向布置，40×60的鍍鋅方鋼為次結構網狀布置。測算出飾面與基層的總重量，報設計院結構荷載審核通過。

技術方案確認后，廠家進行BIM加工圖制作，將整個模型分解為53個規格，共計81片，并進行編號。最終效果得到了設計方和業主方的認可。

從方案設計到施工圖設計以及加工生產都在BIM系統中完成。

結束語：

建造高樓大廈的方法正在上海悄然改變，BIM技術可以促進建筑專業人員協同工作、提高溝通效率，它將人員、系統和實踐全部集成到一個流程中，并且可以用于設計、制造和施工等階段，為項目增加價值，包括縮短工期、減少浪費和提升質量?？傊?，BIM技術的價值在于完善了整個建筑行業各個管理系統和工作流程間的多項溝通和多維交流，實現項目全生命周期的信息化管理。BIM技術在上海中心建設中發揮了重要作用，產生了巨大社會影響力，必將引領建設行業的技術進步！