BIM技術(shù)提升項(xiàng)目品牌 助力北京院亮點(diǎn)項(xiàng)目華麗收宮
紹興體育中心體育場(chǎng)、重慶國(guó)際馬戲城、珠海歌劇院，聽上去就感覺是三個(gè)氣勢(shì)恢宏的建筑項(xiàng)目，同時(shí)又各自獨(dú)具一格，不落窠臼。其實(shí)，這三個(gè)建筑項(xiàng)目都出自一家設(shè)計(jì)單位——北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司(簡(jiǎn)稱“北京院”)。
“復(fù)雜形體、復(fù)雜空間、復(fù)雜的功能和性能以及高品質(zhì)要求，是這三個(gè)建筑項(xiàng)目的共同點(diǎn)。”北京市建筑設(shè)計(jì)研究院信息部部長(zhǎng)卜一秋如此解釋，“這類項(xiàng)目在我們?cè)赫己艽蟮谋壤彩俏覀冊(cè)簯?yīng)用BIM技術(shù)的重要切入點(diǎn)。”在卜一秋看來，對(duì)于這類建筑，如果沒有三維造型和BIM技術(shù)，基本上是無法完成的。因此，從某種意義上說，技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了建筑創(chuàng)作，某種程度上可以說是技術(shù)成為了建筑創(chuàng)作的原始驅(qū)動(dòng)。
就這三個(gè)建筑的不同點(diǎn)來看，卜一秋表示，“不同類型的建筑，在BIM應(yīng)用上會(huì)有不同的目標(biāo)。根據(jù)不同的目的，不同類型需要解決的問題，采用適合的應(yīng)用，在目前階段是有必要的。”她舉例稱，比如復(fù)雜形體建筑設(shè)計(jì)，造型設(shè)計(jì)的參數(shù)化、有理化就是首先要解決的問題;與建造階段的信息傳遞也是必須解決的問題。綜合來看，這類建筑著重解決個(gè)性化的問題。“在各類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，基于BIM的歐特克軟件給予了我們很多幫助，包括Autodesk Revit系列專業(yè)建模軟件，Autodesk Ecotect、Autodesk Naviswork等分析軟件，我們通過歐特克軟件整合和集成各類軟件，最終實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。”
借助BIM 紹興體育中心項(xiàng)目完美收官
紹興體育會(huì)展中心位于紹興市西北的柯北新城，總建筑面積14.73萬平方米，包括體育場(chǎng)、體育館等設(shè)施，集業(yè)余訓(xùn)練、體育比賽、大型文藝演出、全民健身于一體，室外廣場(chǎng)可同時(shí)滿足大型集會(huì)及娛樂等功能。其中體育場(chǎng)總建筑面積77500平方米，觀眾座位40000席。屋蓋采用活動(dòng)開啟式，開啟面積12350平方米，是國(guó)內(nèi)目前可開啟面積最大的開閉式體育場(chǎng)，而此體育場(chǎng)也是國(guó)內(nèi)第三個(gè)大型開合屋頂?shù)捏w育場(chǎng)。屋面的投影為橢圓形，長(zhǎng)軸260米，短軸200米。整個(gè)屋面由固定和活動(dòng)兩部分組成，活動(dòng)屋面采用平面桁架體系;固定屋面為空間桁架體系，由“井”字型分布的4條主桁架、次桁架和環(huán)桁架組成。下部混凝土結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架加鋼筋混凝土筒，混凝土結(jié)構(gòu)由主入口處結(jié)構(gòu)縫分為四個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。
從紹興體育會(huì)展中心體育場(chǎng)的建筑規(guī)模和造型，不難看出其建筑難度。首先，體育場(chǎng)可開啟屋蓋面積大，共12350㎡，增加了設(shè)計(jì)難度;其次，由于甲方對(duì)造價(jià)控制有比較高要求，體育場(chǎng)鋼屋蓋不超過300Kg/㎡;再次，目前各軟件間通常無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接，導(dǎo)致大量不必要的重復(fù)工作。此外，這個(gè)項(xiàng)目在時(shí)間上要求同樣緊迫，設(shè)計(jì)周期短，從初設(shè)到施工圖完成總共才3個(gè)月時(shí)間。
具體而言，紹興體育場(chǎng)建筑外皮通過Rhino/Grasshopper參數(shù)化建模完成，在外皮基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過Grasshopper完成了屋蓋鋼結(jié)構(gòu)幾何體系的參數(shù)化建立，為鋼結(jié)構(gòu)體系的快速優(yōu)化設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用參數(shù)化模型，大大便捷了方案的修改。
工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)是一個(gè)建筑信息數(shù)據(jù)流動(dòng)、交換的過程，其中涉及到了各種不同的設(shè)計(jì)軟件。紹興體育中心項(xiàng)目引入了歐特克BIM數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為媒介實(shí)現(xiàn)了Autodesk Revit Architecture、Autodesk Revit MEP、Autodesk Structure、CAITA、Rhino等軟件間數(shù)據(jù)信息的自由交換，并且該工程還利用數(shù)據(jù)庫(kù)及編制的各類軟件接口，使BIM模型在各類分析軟件中運(yùn)用。在碰撞檢測(cè)和漫游方面，則采用歐特克公司的Autodesk Navisworks軟件。Navisworks可集成不同格式的設(shè)計(jì)文檔，且生成模型文件占用空間小，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目多專業(yè)的綜合分析。
卜一秋表示，歐特克公司提供的產(chǎn)品，為北京院進(jìn)行BIM模型的搭建和整合、設(shè)計(jì)優(yōu)化、功能及性能分析等工作提供了便利。
紹興體育館夜景效果圖
重慶國(guó)際馬戲城 BIM促成絕佳競(jìng)技場(chǎng)
重慶國(guó)際馬戲城位于重慶市主城區(qū)彈子石組團(tuán)A標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)，是重慶十大文化建筑之一。總用地面積3.333公頃，總建筑面積3.72萬平方米。建筑功能包括主表演館、配套服務(wù)設(shè)施、動(dòng)物馴養(yǎng)用房、辦公公寓等四個(gè)部分，將成為重慶市的一張文化名片。其中，主表演館建筑面積21847平方米，建筑高度49.78米，座位數(shù)1489座。主表演館的建筑形態(tài)通過兩組空間曲線生成兩片相互包裹的曲面，圍合出馬戲劇場(chǎng)的主要空間。內(nèi)側(cè)曲面圓潤(rùn)、飽滿，外側(cè)曲面舒展平緩，自然延伸為屋面飄帶，與售票亭、餐飲、零售等商業(yè)設(shè)施有機(jī)的融合在一起。
對(duì)此，卜一秋表示，鑒于重慶國(guó)際馬戲城項(xiàng)目的復(fù)雜性和重要性，在設(shè)計(jì)合同簽訂時(shí)，業(yè)主明確要求設(shè)計(jì)單位交付BIM成果模型，標(biāo)準(zhǔn)是要求模型能進(jìn)行施工指導(dǎo)和定位。為此，北京院在該項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了由方案設(shè)計(jì)到施工圖全過程全專業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用。
在具體設(shè)計(jì)中，北京院主要以Autodesk Revit軟件為基礎(chǔ)，建立建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣全專業(yè)三維模型。將使用CAITA軟件建立的參數(shù)化外幕墻模型與使用Revit軟件建立的內(nèi)部模型整合為完整的建筑信息模型。再利用三維信息模型輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)行各專業(yè)分析與計(jì)算。與建筑聲學(xué)、舞臺(tái)機(jī)械等專業(yè)顧問方的技術(shù)配合，也是利用三維信息模型完成的。
在方案設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用Rhinoceros軟件將手工工作模型快速轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)模型。在初步設(shè)計(jì)和施工圖階段，將CAD圖紙導(dǎo)入Revit軟件，建立重慶國(guó)際馬戲城項(xiàng)目的全專業(yè)模型，并通過Revit軟件實(shí)現(xiàn)各模型之間的實(shí)時(shí)信息更新。通過三維模型的建立，設(shè)計(jì)師能夠直觀準(zhǔn)確地描述復(fù)雜的建筑空間，最大限度地彌補(bǔ)了二維設(shè)計(jì)的缺陷和不足，直接指導(dǎo)施工，準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。
在方案深化過程中，結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣等專業(yè)需要應(yīng)用各自專業(yè)的分析軟件對(duì)建筑方案進(jìn)行定性分析與定量計(jì)算，BIM模型能夠與其他專業(yè)軟件進(jìn)行文件格式轉(zhuǎn)換，模型中所攜帶的大量信息數(shù)據(jù)也能夠與其他軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)要多次建立各種文件格式建筑模型的重復(fù)性工作，提高了設(shè)計(jì)師的工作效率。
可以說，項(xiàng)目初始，基于重慶國(guó)際馬戲城項(xiàng)目的復(fù)雜性和業(yè)主的需求，選擇使用BIM技術(shù)。而隨著設(shè)計(jì)方案的不斷深入，歐特克的BIM軟件在項(xiàng)目管理、專業(yè)協(xié)同、數(shù)據(jù)提取上的優(yōu)勢(shì)逐漸顯露出來。
BIM技術(shù)讓珠海歌劇院美不勝收
珠海歌劇院地處中國(guó)南部，是廣東省珠海市野貍島新填海區(qū)的核心建筑。無論從香洲灣到野貍島，還是從珠江口到情侶路，從各個(gè)角度看歌劇院都是視線的中心。珠海歌劇院總建筑面積 59000 ㎡，包括1550座的歌劇院、550座的多功能劇院、以及室外劇場(chǎng)預(yù)留和旅游、餐飲、服務(wù)設(shè)施等。作為我國(guó)第一座海島劇院，珠海歌劇院的定位是：高雅的文化藝術(shù)殿堂、聞名的文化旅游勝地。她的意義不單是建造一座高品質(zhì)的劇院，而是為珠海這座城市創(chuàng)造一個(gè)具有原創(chuàng)性、地域性和藝術(shù)性的標(biāo)志性建筑。
卜一秋介紹，在劇場(chǎng)的設(shè)計(jì)過程中，我們運(yùn)用歐特克BIM軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的座位排布及視線分析，借助這一系統(tǒng)，可以切實(shí)了解劇場(chǎng)內(nèi)每個(gè)座位的視線效果，并做出合理、迅速的調(diào)整。對(duì)每一個(gè)座椅的間距、尺寸等進(jìn)行即時(shí)的調(diào)整，并結(jié)合通用人體模型，模擬現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)。
在她看來，很多在傳統(tǒng)手段下幾乎不可想象的工作，在BIM技術(shù)的支撐下得以出色的完成。歐特克的BIM軟件可以根據(jù)建筑師的要求自動(dòng)生成各個(gè)角度的模擬視線分析，通過視線分析模擬，建筑師可以直觀的看到觀眾視點(diǎn)狀況，從而逐點(diǎn)核查座椅高度和角度，進(jìn)而決定是否修改設(shè)計(jì)。根據(jù)參數(shù)化模型可直接生成視線分析表格，在參數(shù)化的輔助下，高達(dá)1550座的視線分析，繁重的工作量，都可交由參數(shù)化軟件模擬，不僅提高了效率，也降低了設(shè)計(jì)失誤的可能性。
通過Autodesk Revit軟件的碰撞檢查，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型中輕松發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中不合理的部分，為整個(gè)工程爭(zhēng)取更多的協(xié)調(diào)時(shí)間，并且在早期進(jìn)行成本控制、解決問題。
關(guān)于管線綜合方面，依靠BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以將Revit文件導(dǎo)成MWC文件，在Navisworks中選擇需要檢查的構(gòu)件并生成THML格式的碰撞報(bào)告，直接索引到Revit總模型中，打開生成的局部三維模型，在其中找到相應(yīng)的構(gòu)件，調(diào)整管線。
總體來看，珠海歌劇院項(xiàng)目具有較高的復(fù)雜性，包含了幕墻、鋼結(jié)構(gòu)及內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，觀眾廳部分的復(fù)雜空間和功能要求以及復(fù)雜的管線綜合等各個(gè)方面。基于Revit軟件的通用性以及便捷性，確保了在各個(gè)設(shè)計(jì)階段良好的實(shí)用性，同時(shí)保持與各專業(yè)之間緊密的聯(lián)系及反饋機(jī)制。
優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目堅(jiān)實(shí)支撐 BIM技術(shù)前途一片光明
“BIM不僅是一項(xiàng)技術(shù)，更是一種模式，一定會(huì)帶來工程建設(shè)行業(yè)的全面變革，這是毫無疑問的。但是這個(gè)過程面臨的障礙和困難也不少，道路是曲折的，前途是光明的。”北京建筑設(shè)計(jì)研究院信息部部長(zhǎng)卜一秋如此總結(jié)道。“北京院對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)具有一定深度，尤其是在解決我們所面臨的特殊問題方面。我想，通過遇到的大量不同項(xiàng)目和問題，解決問題的經(jīng)驗(yàn)積累日益增多，會(huì)逐步形成一整套帶有我們?cè)禾攸c(diǎn)的BIM設(shè)計(jì)方法，也由此形成我們?cè)旱男碌募夹g(shù)實(shí)力。”
的確，對(duì)北京院來說，探索不同類型項(xiàng)目的不同BIM應(yīng)用，找到BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的現(xiàn)實(shí)的效力和效益，讓BIM技術(shù)良性可持續(xù)發(fā)展，是一個(gè)重要的課題。
當(dāng)然，BIM技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合不同案例才具有代表性和說服力。北京院在BIM應(yīng)用上的特點(diǎn)，也跟項(xiàng)目特點(diǎn)十分相關(guān)。在造型設(shè)計(jì)和參數(shù)化有理化設(shè)計(jì)方面，發(fā)揮軟件所長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)建筑創(chuàng)作設(shè)計(jì)要求為目的。設(shè)計(jì)過程中，歐特克產(chǎn)品是北京院應(yīng)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目中主要應(yīng)用的軟件。除了Revit系列軟件外，還會(huì)使用諸如Ecotect、Naviswork等分析軟件。在造型設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了Rhino、CAITA DP、有限元分析的Midas等軟件，通過歐特克軟件整合和集成各類軟件，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。
回顧三個(gè)項(xiàng)目，看到BIM技術(shù)在其中可圈可點(diǎn)，大放異彩。紹興體育中心項(xiàng)目是通過BIM技術(shù)解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)化問題，成功控制整體用鋼量，解決了結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑師要求相互協(xié)調(diào)，同時(shí)通過BIM手段指導(dǎo)施工建造過程。重慶馬戲城項(xiàng)目除了各種難點(diǎn)和應(yīng)用要點(diǎn)之外，還要解決重慶這個(gè)特殊地形環(huán)境下的相關(guān)問題。而珠海歌劇院是觀演類建筑，劇場(chǎng)部分對(duì)防火防災(zāi)、人流疏散、視線、聲學(xué)、燈光、舞臺(tái)等方面都有非常專業(yè)的要求，除此之外，在復(fù)雜空間設(shè)計(jì)、建筑造型與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的配合以及多專業(yè)協(xié)同方面，都有很高的要求，也是BIM應(yīng)用的重點(diǎn)。
總而言之，BIM技術(shù)為整個(gè)建筑行業(yè)提供了一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，讓業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、運(yùn)營(yíng)方、城市管理方能夠在同一平臺(tái)上獲取信息，展開工作，并且能夠通過二次開發(fā)拓展模型的應(yīng)用。隨著BIM相關(guān)軟件的不斷完善和豐富，BIM技術(shù)必將推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)乃至建筑工程全行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
