中國華融大廈——全專業(yè)全過程BIM平臺應用

1、中國華融大廈全專業(yè)全過程BIM平臺應用 中國華融大廈項目位于珠海市橫琴新區(qū)口岸服務區(qū)，由華融置業(yè)有限責任公司開發(fā)，中國電子工程設計院負責方案深化設計及施工圖設計。本項目總用地面積19926.24平方米，總建筑面積150062.05平方米，地上建筑面積100982.17平方米，地下建筑面積49079.88平方米，容積率為5.03。地上裙房三層，建筑高度為18m；1#酒店塔樓32層，建筑結構頂板高度144m，建筑幕墻高度150m；2#辦公塔樓22層，建筑結構頂板高度100m，建筑幕墻高度106m。地下三層，建筑埋深15.35m。圖1 建筑效果圖 圖2 建筑外立面效果圖 項目挑戰(zhàn)及解決方案中國華融大

2、廈項目規(guī)模大，屬超高層；造型新穎，形體雙曲切割；建筑集商業(yè)、辦公、酒店為一體，功能復雜；機電專業(yè)管線系統(tǒng)數(shù)量多，管線綜合布置繁瑣；專業(yè)內(nèi)及專業(yè)間協(xié)調(diào)交流頻繁。具有以上的項目特點及技術困難，中國電子工程設計院選擇了應用BIM平臺來進行項目全專業(yè)三維設計。 BIM平臺設計流程總結中國華融大廈項目三維設計流程采用項目BIM模型拆分；專業(yè)內(nèi)三維協(xié)同設計；專業(yè)間協(xié)同設計；全專業(yè)間三維綜合碰撞檢查。中國華融項目根據(jù)方案設計單位提供的設計圖紙資料，分析總結并對建筑模型體量進行模型拆分工作。中國電子工程設計院根據(jù)項目功能分布、建筑體量造型及項目設計人員數(shù)量將建筑劃分成地上地下兩部分。地下部分兩名設計人員分別負

3、責地下車庫與酒店服務管理用房的設計；地上部分設計人員，分別設計辦公塔樓與酒店塔樓。因此將建筑分成地上與地下兩個中心文件。地上與地下通過“Autodesk Revit文件鏈接”的方式來進行專業(yè)內(nèi)的信息共享參照。而每個中心文件的兩個使用者之間通過“工作集”的方式來進行分工合作，每個中心文件根據(jù)實際情況來分成多個不同的工作集。依據(jù)本項目根據(jù)自身的特點，地上部分中心文件分為共享的軸網(wǎng)和標高、酒店塔樓、辦公塔樓、樓板、外立面幕墻及裙房六個工作集；地下部分中心文件分為共享的軸網(wǎng)和標高、地下室A區(qū)、地下室B區(qū)三個工作集，最終完成建筑三維模型設計。圖3 建筑專業(yè)模型 圖4 結構專業(yè)模型 “工作集”的協(xié)同工作模

4、式使設計人員可以及時更新并獲取最新信息，實現(xiàn)了信息共享的目的，提高了設計效率。機電專業(yè)三維設計分別鏈接建筑基本模型作為底圖來搭建本專業(yè)的模型，在模型搭建過程中，各專業(yè)設計人員根據(jù)三維模型，能夠時時查找機電專業(yè)同建筑結構之間以及本專業(yè)內(nèi)不同系統(tǒng)之間的碰撞問題，及時有效的解決問題，提升工作效率。三維的可視化，使設計師能夠直觀的感受管線在空間中的實際布置方式，為管線布置提供了更多的解決辦法。圖5 給排水專業(yè)模型 圖6 暖通專業(yè)模型圖7 電氣專業(yè)模型 圖8 機電專業(yè)完整模型 在三維協(xié)同設計過程中，通過BIM設計軟件自身的碰撞檢查命令來進行檢查。首先各個專業(yè)通過Autodesk Revit軟件，進行本專

5、業(yè)內(nèi)部模型構件間的碰撞沖突問題來逐一核查解決；然后專業(yè)內(nèi)部無問題后，把各專業(yè)模型鏈接合并成一個綜合模型，其中包括建筑、結構、水暖電所有專業(yè)模型構件；其次將Autodesk Revit模型導入Autodesk Navisworks軟件中進行管線碰撞檢查，并生成檢測報告；最后依據(jù)檢測報告修改模型。Autodesk Navisworks模型與Autodesk Revit模型間有關聯(lián)性，檢測報告中的碰撞節(jié)點能通過Autodesk Navisworks軟件及時返回到Autodesk Revit模型中修改調(diào)整。圖9 碰撞檢測報告 BIM平臺價值體現(xiàn)總結BIM將專業(yè)、抽象的二維圖紙通過直觀易懂的三維模型，使

6、專業(yè)與非專業(yè)人員可以共同對項目設計的合理性做出準確的判斷。比如復雜的樓梯空間設計，管線綜合在垂直方向上的排布，管線與結構專業(yè)之間的碰撞等等，都可以通過三維模型直觀明了的觀察發(fā)現(xiàn)，并逐一解決。復雜的施工工藝流程可以通過三維可視化來進行動畫模擬，讓施工單位安裝工作方便快捷。圖10 屋頂幕墻格柵示意圖11 樓梯空間剖面示意圖12 20層避難層綜合管線示意 應用BIM技術進行局部的空間優(yōu)化設計。在傳統(tǒng)二維設計中，很難通過平面、立面、剖面發(fā)現(xiàn)在墻體與屋頂格柵發(fā)生了碰撞，而通過三維可視化設計便可以很容易的找到錯誤并優(yōu)化設計，同方案設計方進行溝通協(xié)調(diào)。在三維協(xié)同設計中，階段性將多專業(yè)、多系統(tǒng)、多成員間各自獨

7、立的設計成果統(tǒng)一在同一個三維操作平臺下，進行碰撞檢查，避免因誤解或溝通不及時造成不必要的設計錯誤。圖13 管線間碰撞位置調(diào)整前 圖14 管線間碰撞位置調(diào)整后 總之，在該項目設計階段應用BIM平臺基本解決了項目難點，提高了設計質量和效率，充分體現(xiàn)BIM技術的價值：可視化、參數(shù)化、協(xié)同設計。建筑性能分析中國華融大廈應用Autodesk Ecotect Analysis及Autodesk Project Vasari軟件優(yōu)化建筑設計方案，內(nèi)容包括：分析項目所處地區(qū)的氣候環(huán)境；分析建筑與周邊環(huán)境的陰影遮擋；分析建筑一年四季陰影變化過程；室內(nèi)功能房間熱輻射分析；室內(nèi)功能房間光照分布；外立面幕墻遮陽板分析

8、；建筑周邊風環(huán)境氣流模擬；通過以上分析數(shù)據(jù)來完善優(yōu)化建筑后期設計，讓建筑達到綠色節(jié)能標準的最優(yōu)狀態(tài)。圖15-圖20是建筑物所處珠海當?shù)氐幕練夂蛐畔?shù)據(jù)圖表。圖15 全年太陽總輻射 圖16 建筑最佳朝向圖17 全年的風速、溫度、濕度和雨量 圖18 建筑與周邊環(huán)境的氣流旋渦圖19 全年溫度輻射柱狀圖 圖20 日照陰影分布 通過分析幕墻受熱分布及遮陽板日照遮擋情況，讓幕墻設計的深化與整體體量同步進行，以實現(xiàn)一個統(tǒng)一的幕墻日照系統(tǒng)。幕墻不設遮陽百葉的日照分析顯示會出現(xiàn)過熱。而設有遮陽板減少玻璃直接受到日照的熱量。幕墻設計回應日照分析，結合低輻射玻璃和曲線遮陽板兩者來進行幕墻深化設計。夏季日照高角度確定遮陽板的間隔和波浪形狀。每個遮陽板深度直接回應空間免受日照的遮陽系數(shù)，讓遮陽板用量減到最少，從建筑物內(nèi)可看到開放景觀。圖21 無遮陽板熱輻射分布 圖22 有遮陽板熱輻射分布 期望中國電子工程設計院希望BIM平臺能夠真正成為綜合性的設計信息處理平臺，