BIM技術(shù)案例分享：中交南方總部大樓項目中的BIM應(yīng)用

1、項目概述

擬建的中交南方集團總部項目位于廣州市海珠區(qū);地上43層，地下3層;地上部分由一棟高層辦公樓和附樓組成。主樓為高層辦公樓，建筑面積約95385㎡，建筑物總高度198.9m，屬超B級高度高層，平面尺寸為47.5×47.5m，采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)(框架柱采用鋼管混凝土疊合柱)，核心筒平面尺寸為22.4×22.6m。

2、BIM的實施過程

團隊結(jié)合“中交集團南方總部項目”的施工圖設(shè)計，運用Bentley系列軟件，開展信息化建模及多專業(yè)三維協(xié)同，利用信息化模型在實際項目施工前期檢查、排除以往難以解決的各類問題，并在此模型平臺上嘗試進行施工圖生成、CFD模擬分析、施工模擬等工作。

2.1三維模型搭建、修改及可視化表達

隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，以及日益豐富的建筑功能、造型等需求，出現(xiàn)了越來越多的新、奇、特、異建筑。這些建筑往往在造型、構(gòu)件甚至建造工藝上突破常規(guī)，僅通過傳統(tǒng)的平面手段及二維圖紙通常難以表現(xiàn)。BIM模型所能提供的三維可視化特性，意義顯得越來越重大。

三維可視化作為工程溝通的有效媒介，可使業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工等各參與方，都能在同一模型環(huán)境下，進行正確地理解、溝通、協(xié)調(diào)，可有效提高工作效率，避免不必要的返工與浪費。同時，三維模型可隨時虛擬現(xiàn)實空間，動態(tài)的觀察推敲空間結(jié)構(gòu)，展示各商業(yè)業(yè)態(tài)的要求，滿足業(yè)主對施工圖高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要求。

設(shè)計團隊結(jié)合項目施工圖及后續(xù)修改方案，搭建并實時更新了中交南方總部大樓的三維模型。

2.2三維協(xié)同工作

在設(shè)計階段，過去通過二維CAD電子圖紙采集信息來單向解決“信息孤島”，無法實現(xiàn)設(shè)計信息的雙向聯(lián)動;而BIM技術(shù)的應(yīng)用真正意義上實現(xiàn)了這一點，它將各種分散的二維CAD圖紙和數(shù)據(jù)表格統(tǒng)一到信息化建筑模型中。

為此，我們BIM團隊在工作初期便開始嘗試進行多專業(yè)的三維協(xié)同工作?；谕瑯觼碜杂贐entley公司的ProjectWise程序(以下簡稱PW)，我們對項目標(biāo)準(zhǔn)空間配置進行了定制，建立了該項目在PW系統(tǒng)下的三維協(xié)同管理組織架構(gòu)。通過參數(shù)化的變更引擎自動維持各種信息模型、文檔之間的關(guān)聯(lián)，保證參與BIM工作的各專業(yè)人員使用實時統(tǒng)一的項目環(huán)境，參考實時更新的各專業(yè)三維模型，甚至各專業(yè)的切圖都是隨模型同步更新過的，減少了來回檢查、重復(fù)作業(yè)以及過程協(xié)調(diào)中的各種浪費，提高了設(shè)計過程的效率和設(shè)計質(zhì)量。

2.3三維碰撞檢測及管線綜合

在大型復(fù)雜的建筑工程項目設(shè)計中，設(shè)備管線的布置由于系統(tǒng)繁多、布局復(fù)雜，常常出現(xiàn)管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生碰撞的情況，這不僅給施工帶來麻煩，更影響建筑室內(nèi)凈高，造成返工或浪費，甚至存在安全隱患。

為了避免上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的設(shè)計流程中通過二維管線綜合設(shè)計來協(xié)調(diào)各專業(yè)的管線布置，但它只是將各專業(yè)的平面管線布置圖進行簡單的疊加，按照一定的原則確定各種系統(tǒng)管線的相對位置，進而確定各管線的原則性標(biāo)高，再針對關(guān)鍵部位繪制局部的剖面圖。而對于大型復(fù)雜的工程項目，采用BIM技術(shù)進行三維管線綜合設(shè)計有著明顯的優(yōu)勢及意義。BIM模型是對整個建筑設(shè)計的一次“預(yù)演”，建模的過程同時也是一次全面的“三維校審”過程。在此過程中可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計中的問題，這些問題往往不涉及規(guī)范，但跟專業(yè)配合緊密相關(guān)，或者屬于空間高度上的沖突，在傳統(tǒng)的單專業(yè)校審過程中很難被發(fā)現(xiàn)。

作為BIM應(yīng)用初步階段的主要成果，三維管線綜合為該項目的設(shè)計及后期施工、安裝提供了重要幫助。通過Bentley軟件各模塊的自檢功能及Navigator的碰撞檢測工具，發(fā)現(xiàn)并檢測出各專業(yè)間的設(shè)計沖突，并及時反饋給各專業(yè)設(shè)計人員進行調(diào)整、修改模型，然后重新復(fù)核檢測后將新的問題再次反饋給設(shè)計人員。如此往復(fù)幾次，最終逐層完成各層的碰撞檢測及管線綜合工作。

2.4三維出圖

在設(shè)計過程中，由于二維圖形能反應(yīng)的空間信息比較有限，設(shè)計人員的空間信息只能通過大腦模糊的形成。三維模型在這一點上的優(yōu)勢不言而喻。然而，目前行業(yè)內(nèi)最慣常的設(shè)計圖紙仍是以二維形式呈現(xiàn)，所有的制圖標(biāo)準(zhǔn)及出圖規(guī)則也均是針對二維圖紙。因而在現(xiàn)階段，采用BIM進行三維設(shè)計的成果，仍需要轉(zhuǎn)化為二維圖紙。

然而，在完成設(shè)計后重新繪制二維施工圖不僅費時費力，也是對已有三維模型的浪費。因此，最簡便、最有效的方法無疑是直接由三維模型抽取二維圖紙。通過一系列的前期定制，并采用Bentley軟件最新的DynamicView功能，我們成功從已有的三維模型中抽取了二維管線綜合剖面圖。同時，在第一次標(biāo)注時，通過關(guān)聯(lián)設(shè)置將所做的標(biāo)注與三維模型設(shè)定關(guān)聯(lián)。這樣一來，當(dāng)我們的三維模型發(fā)生變化時，二維圖紙將自動與三維模型同步，使設(shè)計人員能從繁瑣的繪圖操作中解脫出來，把精力關(guān)注于設(shè)計。

2.5氣流組織(CFD)分析

隨著能源的日益緊張和人類活動對自然界的負面影響，如溫室氣體排放、環(huán)境污染等，嚴峻的現(xiàn)實促使人們對人與自然間的關(guān)系進行一次次的反思。其中，綠色建筑的設(shè)計正是其在建筑行業(yè)中的體現(xiàn)。綠色建筑強調(diào)建筑在全生命周期對于自然界的影響，包括節(jié)水、節(jié)電、降低建材消耗和碳足跡等，歸納來說即是盡可能減少建筑營造及運營過程中對自然界造成的負面影響。

通常對綠色建筑的檢測、評估需要借助專業(yè)儀器以及縮尺甚至足尺模型，往往耗費大量的人力、物力，費時費材。而BIM技術(shù)的引入為綠色建筑設(shè)計提供了新的可能。通過包含真實尺寸、材料、空間及設(shè)備風(fēng)口等信息的BIM模型，結(jié)合相應(yīng)的專業(yè)軟件進行模擬，可以以很小的代價實時的分析、評估各項指標(biāo)，并便于設(shè)計師作出判斷和調(diào)整。

基于已建立的BIM模型，我們將中交主樓門廳及風(fēng)口位置導(dǎo)入專業(yè)網(wǎng)格劃分工具進行網(wǎng)格劃分，再導(dǎo)入CFD分析軟件AnsysFluent。再對暖通設(shè)備的噴口、回風(fēng)口以及門廳幕墻、內(nèi)墻設(shè)定相應(yīng)的邊界條件，對主樓門廳進行了氣流組織分析(橫向、豎向溫度分布，人體高度溫度、速度切面等)。

采用類似的方法，還可以利用BIM模型進行室內(nèi)熱舒適環(huán)境評估(溫濕度、風(fēng)速等)、污染物擴散和換氣效率、高大空間及分層空調(diào)環(huán)境預(yù)測、建筑物外風(fēng)場模擬(包括區(qū)域風(fēng)場模擬和計算風(fēng)工程)、火災(zāi)場景氣流模擬等分析。

2.6施工模擬

建筑施工過程是一項十分復(fù)雜的活動，尤其是近年來各類異型的現(xiàn)代建筑應(yīng)運而生，在增加視覺美感的同時，也給項目施工帶來了新的挑戰(zhàn)?？梢哉f，傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)已越來越無法滿足當(dāng)代建筑的施工需求。

作為BIM的一項重要應(yīng)用，虛擬施工(VirtualConstruction，簡稱VC)技術(shù)可謂生逢其時。簡而言之，虛擬施工是實際施工過程在計算機上的虛擬實現(xiàn)。它采用參數(shù)化設(shè)計、虛擬現(xiàn)實、結(jié)構(gòu)仿真以及計算機輔助設(shè)計等技術(shù)，在三維仿真軟件及高性能計算機等設(shè)備的支持下協(xié)同工作，對施工活動中的人、財、物、信息流動過程進行全真環(huán)境的三維模擬，為施工的各個參與方提供一種易控制、無破壞、低耗費、無風(fēng)險且能反復(fù)多次的實踐方法，能有效提高施工水平，消除施工隱患，防止施工事故，減少施工成本及工期，增強施工過程中的決策、優(yōu)化與控制能力，從而增強項目總承包及施工企業(yè)的核心競爭力。

同時，施工方通過建立BIM模型，可使現(xiàn)場技術(shù)人員全面熟悉圖紙，提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的施工問題，有針對性選擇和優(yōu)化施工方案;并且準(zhǔn)確可靠的BIM模型數(shù)據(jù)，可為施工生產(chǎn)、準(zhǔn)備提供可靠數(shù)據(jù)支撐;同時，憑借激光掃描、GPS、移動通訊、RFID和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，還可實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的實時跟蹤。

目前，我們團隊正嘗試將已完成的三維BIM模型與施工進度相鏈接，形成4D施工資源信息模型。在下一階段，還計劃將其與施工資源及成本信息集成一體，將BIM從4D施工模擬延伸到5D成本控制系統(tǒng)，將BIM應(yīng)用在三維協(xié)同設(shè)計的全過程(設(shè)計—分析—審核—出圖)，并為業(yè)主及施工單位提供施工模擬及運營管理，真正的拓展其全生命周期服務(wù)的價值。

BIM模型在施工過程中的應(yīng)用可全面提升工程造價行業(yè)效率與信息化管理水平，優(yōu)化管理流程，高效率、高精準(zhǔn)度的完成工程量計算工作。以上內(nèi)容就是“BIM技術(shù)案例分享：中交南方總部大樓項目中的BIM應(yīng)用”，更多BIM熱點資訊/教程分享歡迎關(guān)注微信公眾號“BIM實訓(xùn)”，也可點擊下方免費下載領(lǐng)取精品學(xué)習(xí)資料。