BIM技術在烏魯木齊市某工程設計中的應用

察依努爾·塔石撲拉提 左文星 晉 強

（1.新疆維泰開發建設（集團）股份有限公司 新疆烏魯木齊 830026 2.新疆農業大學水利與土木工程學院 新疆烏魯木齊 830052 3．新疆BIM及裝配式工程技術研究中心 新疆烏魯木齊 830052 4.新疆國運天成教育科技有限公司 新疆烏魯木齊 830000）

1 應用背景

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱“BIM”）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息[1]。它將建筑模型和建筑信息相結合使得可視化的模型具有了一系列的加工性能，可具有與環境的協調性，各類工作的模擬性，圖紙和管理的優化性和方便出圖等多個特點。《2011～2015年建筑業信息化發展綱要》中9次提到BIM技術，國家將把BIM作為我國支撐建筑產業升級的核心技術，尤其是在裝配式建筑領域作用明顯。《綱要》的總體目標是加快BIM等信息技術加強建筑相關行業協同工作的能力，充分發揮新技術在各類裝配式建筑工程中的應用和拓展；研究發展基于BIM技術的建筑設計、結構設計等集成設計系統，逐步實現建筑、結構、水暖電和全裝修等多專業的信息共享、互聯及協同；積極探索基于BIM技術的三維設計技術與材料時間等各參數的融合、提高參數化、可視化的設計能力，并為設計施工一體化提供技術支持；研究基于BIM技術在多維度項目管理系統在大型復雜工程施工過程中的應用[2-4]，實現對建筑工程的有效可視化管理。BIM技術在全國范圍內的發展和應用已日趨成熟，然而，在新疆建筑行業依舊處于初級階段，本文依托烏魯木齊市文化中心項目建設旨在設計階段運用BIM技術創建三維信息模型，形成基于BIM的設計模型文件及輕量化瀏覽文件，通過消除碰撞的設計模型文件，完成與設計模型一致的二維出圖成果，進一步提高設計質量，達到精細化設計要求，最大限度避免后期返工。

2 項目基本情況介紹

烏魯木齊市文化中心（以下簡稱“文化中心”）建設項目，由大劇院，音樂廳、文化館、圖書城、博物館、規劃展示館、中心文化塔和地下室8個部分組成，六大場館仿佛雪蓮的六朵花瓣，圍繞中心的花蕊文化塔，整個建筑看起來猶如一朵盛開的蓮花。文化中心這樣一個極具特色的雪蓮花造型必須由完美的空間曲線構成，該項目規模宏大，造型獨特，屬于大型復雜公共建筑設計，傳統CAD二維設計無法準確表現鋼結構、金屬板、玻璃幕墻等材料的設計、制作和安裝。所以需要在設計和施工過程中采用BIM技術輔助，解決設計過程中的3D與2D真實轉換，通過空間模擬優化設計，才能切實保障設計的質量；才能為建造一座具備現代化設施、設備的，具有時代感的文化綜合場館提供保障；才能為文化中心建成后成為展現烏魯木齊城市魅力的標志性建筑奠定基礎。項目組擬通過BIM技術在“文化中心”項目設計階段的研究和應用，充分發揮BIM技術三維信息模型的可視化、模擬性、優化性特點，提前進行圖紙會審，使該項目設計成果更加科學，更加合理。總結積累項目BIM技術應用經驗，建立BIM技術應用團隊，為進一步探索基于BIM技術應用的建設管理模式做積極研究。

圖1 烏魯木齊市文化中心建筑外觀透視

3 設計流程及成果

3.1 方案設計

在建筑設計之前，對場地信息與建筑信息的整理顯得尤為重要，對設計軟件的選擇主要考慮到軟件的可操作性與協同性。方案設計主要參照建筑規劃圖紙，進行建筑定位在軟件中生成建筑模型，限定模型范圍，將各層平面圖紙導入到BIM工具軟件中，最后確認模型位置。基于BIM工具軟件的模型的有理化過程，建筑設計中通過確定構建空間坐標，生成立面造型，整個設計過程中把握設計主線，將其通過計算機技術手段轉譯得到模型。

3.2 幕墻專項設計

包含幕墻設計前期和設計深化。幕墻設計前期需要考慮如下內容：①結合幕墻專業首先對BIM初始模型進行初步協同校核、印證及細部調整；②將調整后的幕墻信息模型重新導入，接著對模型開展全方位的3D多向漫游展示和管線碰撞檢查；③對三維檢測完的模型展開初步網格區分，由專業設計師審核滿足建筑設計的外觀要求。設計深化考慮如下內容：BIM技術對幕墻深化是一個不斷調整的設計過程，在模型深化過程中需要依托各類建筑信息模型的工具軟件對幕墻內外部殼體進行多維度空間定位、信息網格劃分、結構構件布置。也因為BIM等工具軟件相對于設計輔助具有更好的可視性和操作性。在每一步模型深化的過程中均需要結合BIM技術，各專業開拓將其需求都反映到模型信息平臺上，從而高效的完成多專業實時溝通與協調。

3.3 制定項目BIM標準

收集文化中心項目的整體規劃藍圖，設計方提供的方案和施工圖或者修改后的施工圖等，業主方提出的各種要求以及相關法律法規。根據項目需求確定模型深度，依據北京市地方標準《民用建筑信息模型（BIM）設計基礎標準》進行本項目BIM標準的制定，并進行評審確定。

3.4 項目族文件創建

根據項目設計圖紙，整理所需創建的建筑構件，在符合國標及新疆地方標準的基礎上進行族文件的創建，所得成果最終加入到數據中心庫，可供其他項目繼續使用。

3.5 專業模型創建

通過借助BIM技術的數字化功能與AutoCAD等通用輔助設計軟件結合，完美的繪制展示和實現文化中心建筑外觀建筑構造的設計要求。利用BIM技術提高結構設計的效率，實現結構模型數據的內部一體化。

3.6 碰撞檢查，提出問題報告

直觀的三維模型可直觀的觀察到模型中的碰撞沖突，也可利用軟件本身的碰撞檢測功能結合人工校核以及第三方軟件來完成修改。生成碰撞檢測報告，提出問題報告，進行設計方案優化。

3.7 成果輸出

根據施工圖出圖標準將建設項目模型進行整理完善，交付最終優化的二維圖紙和，三維模型，形成項目模擬成果（虛擬漫游），并進行歸檔作為BIM技術應用展示成果。

3.8 主要成果

其直接成果和間接成果有：建立建管中心的BIM技術應用移動服務站，展示BIM技術成果：①形成基于BIM技術的項目模型文件及輕量化模型瀏覽文件；②通過消除碰撞的設計模型文件，完成與設計模型一致的二維出圖成果；③保證設計質量，提升項目管理效率，提高工程信息化管理水平和技術水平；④提交研究工作報告和技術報告；⑤培訓人才，建立BIM技術應用團隊；⑥為文化中心在施工階段采用BIM技術打基礎。

4 經驗總結

（1）BIM技術設計標準不明確。BIM技術應用處于嘗試階段，與設計院的合作又建立在不增加設計費卻要增加很大工作量的基礎之上，勢必造成BIM技術設計標準及設計深度不明確，導致成果性文件局限性較大。主要表現在設計單位完成BIM技術設計文件的工作重點是建筑結構的可實現性驗證，完成的基于BIM技術的設計模型文件及輕量化模型瀏覽文件框架較大，無節點構造，只能達到主要構件平、立、剖面的碰撞影響，而總體深度不夠。

（2）協同性優勢難以體現.但在實際應用中，造價咨詢單位根本用不上設計提供的模型，主要原因是造價控制建模的工作重點是圖形算量與設計建模側重點差異較大。因此，無論造價咨詢單位運用何種軟件進行BIM技術進行造價控制管理都將重新建模[4]。

（3）BIM技術應用軟件類別多，兼容性較差。國產軟件相互不兼容，這里有每個廠商的利益在內，還有很復雜的技術問題，不是一個政策文件所能解決，也不是一個政府標準課題所能解決。新技術的引入，往往靠政府推動，企業是比較被動的，政府引導應注重市場競爭的開放性和兼容性。