圖1 曹妃甸生態(tài)城水上會館建筑效果圖

應(yīng)用BIM挑戰(zhàn)復(fù)雜項目

曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目位于河北省唐山曹妃甸渤海海岸上，濱海大道南側(cè)內(nèi)海中，總建筑面積為6045.5平方米，旨在提供一個集餐飲、游艇俱 樂部、國際會議等功能，并能同時容納300人標準的接待場所。水上會館主體建筑形象來自芙蓉花，通過BIM工具找形，象征芙蓉花瓣的建筑外表面向內(nèi)傾斜， 和有相似傾斜角度的游船位于同一視線平面，二者相得益彰。

曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目美輪美奐的芙蓉花瓣狀建筑外形給設(shè)計帶來了很大的挑戰(zhàn)。“因為建筑外形水平投影是橢圓形的曲面，豎向外表面又是自下而 上向內(nèi)傾斜的曲面，其定位非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計根本沒辦法進行準確定位。”上?，F(xiàn)代工程咨詢有限公司副總工程師呂芳解釋說，“另外芙蓉花瓣狀建筑物的 屋頂又是傾斜的，如果按照傳統(tǒng)的二維模式去設(shè)計，不僅困難重重，而且各專業(yè)之間會出現(xiàn)很多沖突碰撞。但由于采用了BIM的三維軟件直接進行設(shè)計，使得我們 降低了出錯率，節(jié)省了很大的工作量，方便快捷。”

圖2 曹妃甸國際生態(tài)城水上會館外立面

與曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目復(fù)雜的外形設(shè)計相比，上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心項目的復(fù)雜性則更多的體現(xiàn)在項目規(guī)劃和管理上。上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心 在積極探索著力打造符合時代要求、具有中國特色、立足上海、服務(wù)長三角、服務(wù)全國和全球的國際化高端醫(yī)療服務(wù)平臺，構(gòu)建“高端醫(yī)療服務(wù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)”、 “部、市合作共建”醫(yī)療衛(wèi)生改革試驗區(qū)和“綠色、生態(tài)、低炭”經(jīng)濟實踐區(qū)，到2020年，力爭成為醫(yī)療技術(shù)和服務(wù)水平處于“國內(nèi)頂尖、亞洲一流、國際水 準”的綜合性國際醫(yī)學(xué)中心。

圖3 上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心園區(qū)夜景鳥瞰

作為一個大型的綜合性國際醫(yī)學(xué)中心，它不僅包括多個醫(yī)療機構(gòu)，同時也包含復(fù)雜的市政、交通等，面對眾多的管線和復(fù)雜的道路，如何進行可視化、集成的 項目管理變得至關(guān)重要。“BIM的應(yīng)用可以很好地實現(xiàn)這一點。”呂芳說，“BIM可以實現(xiàn)三維的模擬仿真分析，預(yù)先對整個場地內(nèi)的交通、建筑、景觀、照明 等進行集成模擬，使業(yè)主提前了解所建基地內(nèi)整體建設(shè)情況以及將來建筑物的使用狀況，此外，它還能將設(shè)計方、施工方和業(yè)主方等各方的信息集成在一起，極大提 升項目管理的效率。”

事實上，不論是復(fù)雜的建筑設(shè)計，抑或是集群性項目管理，借用BIM都可以將其高效地展示出來，因為這就是BIM的科學(xué)性所在：利用數(shù)字建模軟件，把 真實的建筑信息參數(shù)化、數(shù)字化;在建立數(shù)字化模型平臺的基礎(chǔ)上，讓建設(shè)工程參與的各方都能夠共享信息。在曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目中，項目工程師韋巍 特意提到共享模式下各專業(yè)“真協(xié)同”設(shè)計，這種“真協(xié)同”包含所有專業(yè)的一體化模型，通過中心文件共享的工作模式使得工程建設(shè)各方實現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計。

圖4 上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心建筑近景圖

BIM推動綠色建筑實踐

曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目秉承了生態(tài)城循環(huán)經(jīng)濟、綠色節(jié)能的理念，并在綠色設(shè)計上下足了工夫。BIM廣泛應(yīng)用于整個項目的氣候、日照、采光和照明等性能分析環(huán)節(jié)上，為實現(xiàn)建筑的綠色節(jié)能提供了強有力的支撐。

比如，在采光、照明分析上，由于玻璃幕墻及中庭屋頂ETFE膜的應(yīng)用，可以利用自然采光的時間很長，中庭的自然采光達到了95%以上，但是夏季太陽 輻射很強，就會增加空調(diào)負擔。通過BIM的應(yīng)用分析，現(xiàn)代咨詢公司建議外玻璃幕墻和中庭屋頂做活動的百葉用來遮陽，不僅美觀而且節(jié)能;而在遮陽分析上，軟 件生成的采光度分析和可視化模擬發(fā)現(xiàn)室內(nèi)采光充足，同時結(jié)合節(jié)能和避免眩光的考慮，起初想嘗試采用遮陽篷，但遮陽分析顯示挑出距離會很大，所以在本工程中 最終采用的是可調(diào)節(jié)的遮陽百葉，而不是遮陽篷設(shè)計。

圖5 曹妃甸國際生態(tài)城水上會館內(nèi)部剖面圖

當然，綠色設(shè)計不僅僅體現(xiàn)在通過軟件分析幫助建筑節(jié)能降耗上，在設(shè)計過程中，協(xié)同設(shè)計所帶來的高效率和建筑使用過程中各種情況的分析也同樣是綠色的表現(xiàn)，正如韋巍所介紹的“真協(xié)同”設(shè)計，便是實現(xiàn)綠色設(shè)計的重要途徑，這些也正是BIM的優(yōu)勢所在。

BIM可以實現(xiàn)從方案設(shè)計到施工圖設(shè)計使用同一模型數(shù)據(jù)，這樣能夠有效避免多次重復(fù)修改，避免管道專業(yè)的相互碰撞，消除設(shè)計施工中出現(xiàn)的錯誤，確保 設(shè)計協(xié)調(diào)統(tǒng)一，大大簡化了原本需要投入大量人力或物力的復(fù)雜流程和分析工作。數(shù)字設(shè)計信息和文檔的共享使得各方能夠共同使用項目的可視化數(shù)字模型，進行各 種模擬和分析，從而實現(xiàn)降低成本、提高效率和效益的最終目標。

圖6 曹妃甸國際生態(tài)城水上會館設(shè)備房

圖7 曹妃甸國際生態(tài)城水上會館衛(wèi)生間

BIM的應(yīng)用使得綠色的理念已經(jīng)不僅局限于設(shè)計環(huán)節(jié)，同時在施工和運營環(huán)節(jié)中也得到了很好的體現(xiàn)。現(xiàn)代咨詢公司在曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目概算 階段嘗試了用BIM方式進行工程算量統(tǒng)計，并將其和傳統(tǒng)工程算量進行對比，比較結(jié)果顯示誤差僅在5%以內(nèi);另外通過BIM的4D施工模擬對鋼結(jié)構(gòu)吊裝兩套 方案進行了比較和篩選，建筑施工最終選擇了汽車吊提升安裝方案，幫助大大節(jié)省了成本。BIM在這些環(huán)節(jié)的應(yīng)用，都為實際的建筑施工提供了參考，進而提升了 施工效率和質(zhì)量，并節(jié)約了資金。

在上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心項目中，BIM在市政地下管線綜合布局、交通方案和自然環(huán)境等方面的分析同樣給項目的可持續(xù)設(shè)計帶來了巨大幫助。“通過Autodesk Revit對具體設(shè)計方案進行模擬，保證了能在完成設(shè)計流程、進入施工階段之前找出并改正錯誤。這樣一來，我們就節(jié)省了大量時間和資源。”機電工程師楊家躍介紹說。

示范效應(yīng)明顯 BIM應(yīng)用仍需加速推進

在談及BIM應(yīng)用于曹妃甸國際生態(tài)城水上會館項目和上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)中心區(qū)域規(guī)劃項目時，現(xiàn)代咨詢公司總工程師朱盛波強調(diào)，這并非是公司在BIM 上的首次嘗試。據(jù)介紹，早在2006年，現(xiàn)代咨詢公司就參加了上海世博會的設(shè)計管理工作，并承接了德國館和奧地利館的設(shè)計，由此走上了BIM應(yīng)用的道路。

世博會國家館的成功設(shè)計使現(xiàn)代咨詢公司首次嘗到了應(yīng)用BIM的甜頭，在那之后，現(xiàn)代咨詢公司決定加大對BIM的投資，并積極培養(yǎng)BIM應(yīng)用人才。目 前，現(xiàn)代咨詢公司BIM團隊已經(jīng)擁有12位專業(yè)人員。“他們的定位不僅僅是要完成幾個項目的設(shè)計，而更重在技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。不僅要把BIM從協(xié)同到性能的 研究做好，還要將這些成功經(jīng)驗推廣到其他項目。”朱盛波進一步解釋道。

現(xiàn)代咨詢公司在BIM的推廣應(yīng)用上著力于三個層面：第一，在設(shè)計上通過一些有特色、有代表性項目的應(yīng)用，加速BIM的推廣應(yīng)用，提升人員的應(yīng)用水 平，如提升協(xié)同設(shè)計和可持續(xù)設(shè)計的能力;第二，深入BIM在工程建設(shè)全生命周期的應(yīng)用，推動BIM在概念設(shè)計，以及施工管理、物業(yè)管理、項目造價等方面的 應(yīng)用;第三，擴大BIM的應(yīng)用廣度，從三維擴大到五維，把應(yīng)用框架延伸到項目管理和項目總承包里。

在實際應(yīng)用中，BIM的應(yīng)用范圍不僅僅是數(shù)字化的設(shè)計，還牽扯到后續(xù)的業(yè)主方的項目管理，因此，現(xiàn)代咨詢公司也正在嘗試從設(shè)計方BIM的應(yīng)用向業(yè)主 方BIM的應(yīng)用拓展。在談及這一點時，現(xiàn)代工程咨詢公司董事長夏冰表示，BIM的牽涉面較廣，其推廣應(yīng)用需要整個建筑行業(yè)的共同努力，只有施工單位和業(yè)主 方積極參與其中，才能快速推進BIM在全行業(yè)的應(yīng)用。

“希望能夠由政府或者行業(yè)協(xié)會牽頭建立一個共享平臺，引進并借鑒國外的BIM應(yīng)用成功案例，在目前清華大學(xué)和歐特克公司等高校、企業(yè)和機構(gòu)推動 BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)上，盡早制訂自己的規(guī)范和標準。”呂芳在談及如何推動BIM應(yīng)用時說道，“目前，國外的BIM應(yīng)用的深度與廣度相對較為領(lǐng)先，希望能夠有 更多的機會進行國際交流，拓展BIM應(yīng)用的思路。”

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