BIM在大型辦公建筑項目施工圖設計及工地服務階段的運用——以中關村國防科技園項目為例
中關村國防科技園項目作為我司第一個運用BIM進行全專業設計的竣工項目,已經通過了公司的BIM申報項目的審核,并獲得了公司BIM專項獎一等獎,在中國勘察設計協會組織的“2014年”創新杯”建筑信息模型(BIM)應用設計大賽”中獲得了協同設計三等獎。同時還在2015年北京市第十八屆優秀工程設計評選中獲得了建筑信息模型(BIM)獎。
1 項目概況及設計難點
中關村國防科技園項目位于北京理工大學中關村校區西區,西鄰西三環北路,北至校園北路,東至校園西路,南鄰學生公寓5#、6#樓,總建設用地面積4.65公頃,總建筑面積23.8萬平方米,分為ABCDEFG共七個單體建筑,建筑控制高度60—80米(如圖1所示)。
面對如此規模的建筑群體,我們面臨著各種各樣的設計難點,比如項目地塊存在航空限高,如何在有限的層高內,盡可能加大房間的凈高?整個項目各類機房眾多,如何才能準確合理的控制機房面積,減少面積浪費?A座的體型變化較大,,如何結構專業進行超限計算以及設計?甲方要求B座單體建筑要滿足國家綠色建筑三星級標準,如何實現?這個時候就需要我們發揮BIM三維可視化以及信息數據強大的優勢,各專業充分協同設計,最后既得到了精準的數據,又節省了大量時間。下面重點介紹我們是如何在施工圖設計以及工地服務階段運用BIM的。
2 施工圖設計階段
2.1 準備工作
1)樣板文件
本項目是在公司提供的樣板文件上進行的修改補充,重點對標注樣式、文字樣式、線型線寬線樣式等進行修改深化,使其更加接近二維出圖時期的圖則規范,也更加便于今后CAD與REVIT軟件互相關聯。
2)族
除樣板文件外,還需要針對本項目的情況提前或隨時定制各種需要的族庫文件,本項目大部分使用的是REVIT軟件自帶以及公司族庫里的族。針對個別沒有的族進行了單獨的定制,比如A座F座G座立面系統里特有的金屬百葉構造。.
3)工作劃分
由于本項目面積巨大,單體較多,因此我們采用中心文件鏈接中心文件的工作劃分方式,將地下、A座、BCDE座、FG座分成四個中心文件,每一個中心文件再對應鏈接各專業的中心文件,最后四個中心文件鏈接到一個總的中心文件。
2.2 建立BIM模型
BIM下進行施工圖設計不再是簡單的二維制圖,而是在計算機上通過軟件模擬建造一座真實的建筑,操作的對象是通過三維構件以真實的建構關系搭建而成(如圖2所示)。所以整個設計過程不是通過點、線、面等畫法幾何的方式來表達三維建筑,而是通過不斷修改和確定參數的方式來構建一個數字化模型。建模工作完成后,我們得到了一個擁有梁、板、柱、內外墻體及屋面的一個模型,然后結構、機電的同事鏈接我們的模型開始建立各自專業的模型。
REVIT模型與傳統CAD二維圖紙相比,讓設計變得更加直觀。例如revit建筑模型中可以通過鏈接的方式看到設備電氣模型,不僅方便了設計人員,同時更便于甲方非專業人士了解設計。
在施工圖修改方面,revit模型也有相當明顯的優勢。施工圖設計階段隨時會根據功能對對方案進行優化調整,如果是傳統的CAD繪圖方式,就需要因為一個圖元的變化修改多張圖紙,經常會因為考慮不周而有所疏漏,造成圖紙相互矛盾。而修改revit模型中的一個部位,不同圖紙中的相關構件及標注都會調整,甚至工程量統計表也會相應修改。以A座為例,由于REVIT軟件可以實時觀看三維效果,在設計的過程中發現塔樓的輪廓與裙房相交的地方沒有對上,需要對塔樓輪廓進行修改,這時,只需要在平面上對輪廓進行編輯即可,整個模型都跟著變了,相關的平面、立剖面、房間面積也自動發生變化。
在施工圖階段,除了建筑專業自身需要根據功能以及造型做出調整,同時還要接收各專業發來的提資,根據提資確定機房位置以及面積,為將來設備專業布置機房設備預留條件。
2.3 管線綜合及碰撞檢查
由于BIM模型建模精準,且各專業的管線模型全部可視,因此在管線綜合的時候可以更好的利用空間。比如A座首層報告廳為例,A座首層層高5.1m,報告廳位置的上方為多功能廳,結構需要占很大的吊頂空間,同時,報告廳還要做升起,因此高度極其有限。在這個階段,通過BIM高度集成的管線綜合,將最高處的凈高控制在了3.6m,從而實現了對建筑空間的優化。
傳統設計中,所有構建都是二維表達,只能通過人工逐步排查構件的沖突,經常因為設計人員經驗不足或檢查不充分導致工地問題重重,解決問題的時候費時費力。Revit設計時所有構件都是三維表達,因此所有沖突的地方都可以通過軟件碰撞檢查及時發現并報警。同時,模型表達的方式也可以更方便設計師看出問題所在并找到解決方式。
2.4 綠色建筑配合設計
綠色建筑已經日益成為建筑設計的標準,本項目也是按照綠建三星的要求進行設計。BIM技術所包含的詳細建筑數據與便捷接口可以與分析采光、通風、日照、能耗和材料可持續性的軟件方便互通;通過綠色設計軟件的數據分析,提高建筑對自然通風、采光的利用,從而降低建筑能耗,實現綠色節能。在本項目中,我們采用BIM技術,通過與綠色建筑咨詢公司的配合,將REVIT模型與ECOTECT綠色建筑計算軟件結合,進行日照計算、模擬風環境等,以量化數據為依據反饋回設計之中,使之能夠順利取得綠建三星的標識。
圖8 綠建配合
3 工地服務階段
3.1建筑專業工地配合階段BIM運用
工地服務階段我們向客戶交付全套施工圖紙之外還附加了完整的 Revit 模型,施工方在此基礎上使用 Navisworks 進行了 4D 施工模擬,合理安排施工進度計劃。在工地服務階段我們主要進行的工作是通過模型指導工地施工以及與第三方設計機構配合等工作(如圖9所示)。
3.2 指導工地施工
在傳統方式中,提供給施工單位的設計成果都是二維圖紙,大量的信息都分散在不同的圖紙之中,很多專業內與專業間錯漏矛盾都無法表現出來。施工單位按照這樣的圖紙施工,難免會發生很多不必要的修改和變更。BIM模型具有關聯集成的特點,我們提供給施工單位的設計成果是一套包含各專業設計信息的完整模型。因為在設計過程中大量的沖突矛盾已經被發現并解決,所以施工單位得到的是一個整體被優化了的模型。
在工地服務階段 BIM 的云應用大大降低了設計方與施工方關于設計變更交流的時間成本。以B座地上標準層平面變更為例,建筑師將模型通過 BIM 360 上傳到云端并在變更處添加標注示意并發送提示信息,施工現場即可通過 360 Glue 移動端即時查看變更內容,與傳統 2D 圖紙變更相比更直觀、便捷。
3.3 結語
中關村國防科技園項目是其部門第一個BIM工程,對團隊而言,處于一個由二維設計向三維設計過渡的階段,并且本項目。我們團隊并沒有選擇刻板的追求全部Revit模型的工作方法,而是結合項目特點和傳統出圖要求,將REVIT、CAD以及SKETCH UP這幾款軟件靈活組合應用,從而實現在規定時間內保質保量完成工作的目標。
本文來源:《城市住宅》:http://www.007hgw.com/w/kj/12544.html
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