BIM技術提升項目品牌 助力北京院亮點項目華麗收宮
紹興體育中心體育場、重慶國際馬戲城、珠海歌劇院，聽上去就感覺是三個氣勢恢宏的建筑項目，同時又各自獨具一格，不落窠臼。其實，這三個建筑項目都出自一家設計單位——北京市建筑設計研究院有限公司(簡稱“北京院”)。
“復雜形體、復雜空間、復雜的功能和性能以及高品質要求，是這三個建筑項目的共同點。”北京市建筑設計研究院信息部部長卜一秋如此解釋，“這類項目在我們院占很大的比例，也是我們院應用BIM技術的重要切入點。”在卜一秋看來，對于這類建筑，如果沒有三維造型和BIM技術，基本上是無法完成的。因此，從某種意義上說，技術的進步推動了建筑創(chuàng)作，某種程度上可以說是技術成為了建筑創(chuàng)作的原始驅動。
就這三個建筑的不同點來看，卜一秋表示，“不同類型的建筑，在BIM應用上會有不同的目標。根據(jù)不同的目的，不同類型需要解決的問題，采用適合的應用，在目前階段是有必要的。”她舉例稱，比如復雜形體建筑設計，造型設計的參數(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性化的問題。“在各類項目的設計中，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，最終實現(xiàn)了設計目標。”
借助BIM 紹興體育中心項目完美收官
紹興體育會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、體育館等設施，集業(yè)余訓練、體育比賽、大型文藝演出、全民健身于一體，室外廣場可同時滿足大型集會及娛樂等功能。其中體育場總建筑面積77500平方米，觀眾座位40000席。屋蓋采用活動開啟式，開啟面積12350平方米，是國內目前可開啟面積最大的開閉式體育場，而此體育場也是國內第三個大型開合屋頂?shù)捏w育場。屋面的投影為橢圓形，長軸260米，短軸200米。整個屋面由固定和活動兩部分組成，活動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。下部混凝土結構體系為鋼筋混凝土框架加鋼筋混凝土筒，混凝土結構由主入口處結構縫分為四個獨立的結構單元。
從紹興體育會展中心體育場的建筑規(guī)模和造型，不難看出其建筑難度。首先，體育場可開啟屋蓋面積大，共12350㎡，增加了設計難度;其次，由于甲方對造價控制有比較高要求，體育場鋼屋蓋不超過300Kg/㎡;再次，目前各軟件間通常無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接，導致大量不必要的重復工作。此外，這個項目在時間上要求同樣緊迫，設計周期短，從初設到施工圖完成總共才3個月時間。
具體而言，紹興體育場建筑外皮通過Rhino/Grasshopper參數(shù)化建模完成，在外皮基礎上進一步通過Grasshopper完成了屋蓋鋼結構幾何體系的參數(shù)化建立，為鋼結構體系的快速優(yōu)化設計打下堅實的基礎。屋蓋系統(tǒng)設計中，利用參數(shù)化模型，大大便捷了方案的修改。
工程項目設計是一個建筑信息數(shù)據(jù)流動、交換的過程，其中涉及到了各種不同的設計軟件。紹興體育中心項目引入了歐特克BIM數(shù)據(jù)庫技術，以數(shù)據(jù)庫為媒介實現(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)庫及編制的各類軟件接口，使BIM模型在各類分析軟件中運用。在碰撞檢測和漫游方面，則采用歐特克公司的Autodesk Navisworks軟件。Navisworks可集成不同格式的設計文檔，且生成模型文件占用空間小，能夠實現(xiàn)項目多專業(yè)的綜合分析。
卜一秋表示，歐特克公司提供的產品，為北京院進行BIM模型的搭建和整合、設計優(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
重慶國際馬戲城 BIM促成絕佳競技場
重慶國際馬戲城位于重慶市主城區(qū)彈子石組團A標準分區(qū)，是重慶十大文化建筑之一?？傆玫孛娣e3.333公頃，總建筑面積3.72萬平方米。建筑功能包括主表演館、配套服務設施、動物馴養(yǎng)用房、辦公公寓等四個部分，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，圍合出馬戲劇場的主要空間。內側曲面圓潤、飽滿，外側曲面舒展平緩，自然延伸為屋面飄帶，與售票亭、餐飲、零售等商業(yè)設施有機的融合在一起。
對此，卜一秋表示，鑒于重慶國際馬戲城項目的復雜性和重要性，在設計合同簽訂時，業(yè)主明確要求設計單位交付BIM成果模型，標準是要求模型能進行施工指導和定位。為此，北京院在該項目中實現(xiàn)了由方案設計到施工圖全過程全專業(yè)的BIM技術應用。
在具體設計中，北京院主要以Autodesk Revit軟件為基礎，建立建筑、結構、設備、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計，進行各專業(yè)分析與計算。與建筑聲學、舞臺機械等專業(yè)顧問方的技術配合，也是利用三維信息模型完成的。
在方案設計階段，應用Rhinoceros軟件將手工工作模型快速轉化為計算機模型。在初步設計和施工圖階段，將CAD圖紙導入Revit軟件，建立重慶國際馬戲城項目的全專業(yè)模型，并通過Revit軟件實現(xiàn)各模型之間的實時信息更新。通過三維模型的建立，設計師能夠直觀準確地描述復雜的建筑空間，最大限度地彌補了二維設計的缺陷和不足，直接指導施工，準確表達設計意圖。
在方案深化過程中，結構、設備、電氣等專業(yè)需要應用各自專業(yè)的分析軟件對建筑方案進行定性分析與定量計算，BIM模型能夠與其他專業(yè)軟件進行文件格式轉換，模型中所攜帶的大量信息數(shù)據(jù)也能夠與其他軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，避免了傳統(tǒng)設計過程中各專業(yè)要多次建立各種文件格式建筑模型的重復性工作，提高了設計師的工作效率。
可以說，項目初始，基于重慶國際馬戲城項目的復雜性和業(yè)主的需求，選擇使用BIM技術。而隨著設計方案的不斷深入，歐特克的BIM軟件在項目管理、專業(yè)協(xié)同、數(shù)據(jù)提取上的優(yōu)勢逐漸顯露出來。
BIM技術讓珠海歌劇院美不勝收
珠海歌劇院地處中國南部，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、以及室外劇場預留和旅游、餐飲、服務設施等。作為我國第一座海島劇院，珠海歌劇院的定位是：高雅的文化藝術殿堂、聞名的文化旅游勝地。她的意義不單是建造一座高品質的劇院，而是為珠海這座城市創(chuàng)造一個具有原創(chuàng)性、地域性和藝術性的標志性建筑。
卜一秋介紹，在劇場的設計過程中，我們運用歐特克BIM軟件實現(xiàn)參數(shù)化的座位排布及視線分析，借助這一系統(tǒng)，可以切實了解劇場內每個座位的視線效果，并做出合理、迅速的調整。對每一個座椅的間距、尺寸等進行即時的調整，并結合通用人體模型，模擬現(xiàn)場體驗。
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)建筑師的要求自動生成各個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狀況，從而逐點核查座椅高度和角度，進而決定是否修改設計。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，也降低了設計失誤的可能性。
通過Autodesk Revit軟件的碰撞檢查，設計團隊能夠在復雜的結構模型中輕松發(fā)現(xiàn)設計中不合理的部分，為整個工程爭取更多的協(xié)調時間，并且在早期進行成本控制、解決問題。
關于管線綜合方面，依靠BIM技術的優(yōu)勢可以將Revit文件導成MWC文件，在Navisworks中選擇需要檢查的構件并生成THML格式的碰撞報告，直接索引到Revit總模型中，打開生成的局部三維模型，在其中找到相應的構件，調整管線。
總體來看，珠海歌劇院項目具有較高的復雜性，包含了幕墻、鋼結構及內部支撐結構系統(tǒng)，觀眾廳部分的復雜空間和功能要求以及復雜的管線綜合等各個方面?；赗evit軟件的通用性以及便捷性，確保了在各個設計階段良好的實用性，同時保持與各專業(yè)之間緊密的聯(lián)系及反饋機制。
優(yōu)質項目堅實支撐 BIM技術前途一片光明
“BIM不僅是一項技術，更是一種模式，一定會帶來工程建設行業(yè)的全面變革，這是毫無疑問的。但是這個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。”北京建筑設計研究院信息部部長卜一秋如此總結道。“北京院對BIM技術的應用已經具有一定深度，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目和問題，解決問題的經驗積累日益增多，會逐步形成一整套帶有我們院特點的BIM設計方法，也由此形成我們院的新的技術實力。”
的確，對北京院來說，探索不同類型項目的不同BIM應用，找到BIM技術對設計環(huán)節(jié)的現(xiàn)實的效力和效益，讓BIM技術良性可持續(xù)發(fā)展，是一個重要的課題。
當然，BIM技術的應用要結合不同案例才具有代表性和說服力。北京院在BIM應用上的特點，也跟項目特點十分相關。在造型設計和參數(shù)化有理化設計方面，發(fā)揮軟件所長，以實現(xiàn)建筑創(chuàng)作設計要求為目的。設計過程中，歐特克產品是北京院應用BIM技術的項目中主要應用的軟件。除了Revit系列軟件外，還會使用諸如Ecotect、Naviswork等分析軟件。在造型設計中，應用了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，最終實現(xiàn)設計目標。
回顧三個項目，看到BIM技術在其中可圈可點，大放異彩。紹興體育中心項目是通過BIM技術解決結構設計參數(shù)化問題，成功控制整體用鋼量，解決了結構構件與建筑師要求相互協(xié)調，同時通過BIM手段指導施工建造過程。重慶馬戲城項目除了各種難點和應用要點之外，還要解決重慶這個特殊地形環(huán)境下的相關問題。而珠海歌劇院是觀演類建筑，劇場部分對防火防災、人流疏散、視線、聲學、燈光、舞臺等方面都有非常專業(yè)的要求，除此之外，在復雜空間設計、建筑造型與鋼結構設計的配合以及多專業(yè)協(xié)同方面，都有很高的要求，也是BIM應用的重點。
總而言之，BIM技術為整個建筑行業(yè)提供了一個應用平臺，讓業(yè)主、設計方、施工方、運營方、城市管理方能夠在同一平臺上獲取信息，展開工作，并且能夠通過二次開發(fā)拓展模型的應用。隨著BIM相關軟件的不斷完善和豐富，BIM技術必將推動建筑設計乃至建筑工程全行業(yè)的技術進步。
