全球唯一世博主題博物館BIM案例

世博會(huì)博物館館——基于BIM的空間拓?fù)湓O(shè)設(shè)計(jì)實(shí)踐世博會(huì)博物館館項(xiàng)目概況為傳承世博遺產(chǎn)產(chǎn)，發(fā)揚(yáng)世博精神神，上海市政府決決定在世博會(huì)浦西片區(qū)新新建一座永久久性的世博會(huì)會(huì)博物館。世博會(huì)博物館作作為全球唯一一世博主題博博物館，上海市委、市政府高度重視，將該項(xiàng)目列入上海市十二五五規(guī)劃的重點(diǎn)點(diǎn)文化建設(shè)項(xiàng)項(xiàng)目，并成為上海市市民用建筑類類政府投資的的第一個(gè)BIM試點(diǎn)項(xiàng)目。世博會(huì)博物館館世博會(huì)博物館館位于上海世博會(huì)地地區(qū)文化博覽覽區(qū)15街坊15-02地塊，總用地面積40000m2，總建筑面積45970m2，其中地下建筑筑面積14600m2，建筑地上5層，地下1層，最高點(diǎn)距距地面33.8米。由建筑設(shè)計(jì)大大師汪孝安領(lǐng)領(lǐng)銜，以“世世博記憶”為為設(shè)計(jì)主題，，希望世博會(huì)會(huì)博物館將是是一個(gè)承載世世博歡樂記憶憶的容器。歡歡慶之云代表表世博未來的的、開放的、、瞬間的記憶憶，而歷史河河谷代表世博博歷史的、冥冥想的、永恒恒的記憶。世博會(huì)博物館館1.BIM策劃2.空間拓?fù)鋵?shí)踐踐3.“歡慶之云””4.性能化分析與出圖1.BIM策劃1.1BIM策劃1.2BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)流程1.3BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件件1.4BIM模型信息傳遞遞與反饋1.5BIM協(xié)同平臺層級級拓展1.6設(shè)計(jì)階段BIM數(shù)據(jù)流循環(huán)根據(jù)業(yè)主需求求，制定了BIM實(shí)施大綱，包含BIM實(shí)施目標(biāo)、BIM實(shí)施內(nèi)容、BIM實(shí)施計(jì)劃、BIM模型深度標(biāo)準(zhǔn)、BIM交付標(biāo)準(zhǔn)、BIM招標(biāo)要求等。1.1BIM策劃世博會(huì)博物館館1.2BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)計(jì)流程世博會(huì)博物館館1.3BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件件世博會(huì)博物館館1.4BIM模型信息傳遞遞與反饋世博會(huì)博物館館私有云平臺工程管理平臺臺藍(lán)色星球平臺臺在設(shè)計(jì)院內(nèi)，，項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)團(tuán)隊(duì)基于私有有云平臺進(jìn)行行各專業(yè)的三三維協(xié)同設(shè)計(jì)計(jì)。在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)間間，各參與方方基于工程管管理平臺進(jìn)行行建筑信息的的傳遞和反饋饋。在城市管理尺尺度上，政府府、業(yè)主、用用戶可以基于于藍(lán)色星球三三維地理信息息系統(tǒng)（3DGIS）+建筑信息模型型（BIM）平臺進(jìn)行建建筑信息的查查詢、使用、、運(yùn)營、維護(hù)護(hù)等。1.5BIM協(xié)同平臺層級級拓展世博會(huì)博物館館BIM數(shù)據(jù)平臺BIM模型數(shù)據(jù)更新新輸出集成數(shù)據(jù)據(jù)，提供決策策基礎(chǔ)業(yè)主需求設(shè)計(jì)優(yōu)化1.6設(shè)計(jì)階段BIM數(shù)據(jù)流循環(huán)世博會(huì)博物館館2.空間拓?fù)湓O(shè)計(jì)計(jì)實(shí)踐2.1建筑策劃2.2空間拓?fù)淠Ｐ托驮O(shè)計(jì)流程圖圖2.3功能模型2.4體量模型世博文化交流流的平臺世博知識傳播的寶庫世博精神延續(xù)的場場所2.1建筑策劃——項(xiàng)目定位世博會(huì)博物館館七大功能區(qū)規(guī)劃用地面積積40000m2總建筑面積46550m2容積率0.8模塊化空間零散空間2.1建筑策劃——功能要求世博會(huì)博物館館2.2空間拓?fù)淠Ｐ托驮O(shè)計(jì)流程圖圖世博會(huì)博物館館“歷史河谷””幕墻體量“歡慶之云””空間結(jié)構(gòu)圖功能分區(qū)模塊系統(tǒng)空間關(guān)系圖2.3功能模型——功能分區(qū)世博會(huì)博物館館2.3功能模型——模塊系統(tǒng)根據(jù)《博物館建筑設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ66-91）及《建筑采光設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50033-2013），博物館展展廳為IV采光等級，側(cè)側(cè)面采光的采采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為2%，窗地比為1/6，采光有效進(jìn)進(jìn)深為3.0。展廳模塊面積積1000m22=10X1001:1020X501:2.525X401:1.630X331:1展廳凈高要求求=6~9m世博會(huì)博物館館010203

040.0006.0009.00012.0000.000常設(shè)展廳02常設(shè)展廳04常設(shè)展廳03常設(shè)展廳01常展參觀流線0506070821.00018.00015.00012.00012.000常設(shè)展廳07常設(shè)展廳05常設(shè)展廳06常設(shè)展廳082.3功能模型——展廳空間關(guān)系系圖世博會(huì)博物館館陳列展覽區(qū)位位于整體建筑筑中部，正對對東面公眾主主入口廣場，，一至五層錯(cuò)錯(cuò)層布置8個(gè)常設(shè)展廳，，一層平層布布置3個(gè)臨時(shí)展廳，，保證了常展展參觀流線的的層次遞進(jìn)及及臨展參觀流流線的可選擇性。2.3功能模型——空間結(jié)構(gòu)圖世博會(huì)博物館館可參變的體塊塊2.4體量模型——形體切削世博會(huì)博物館館立面傾斜→空空間切削→近近似體量平面角度2.4體量模型——形體切削世博會(huì)博物館館2.4體量模型——體量樓層世博會(huì)博物館館2.4體量模型——體量樓層世博會(huì)博物館館2.4體量模型——外幕墻世博會(huì)博物館館石材幕墻表面分割有一一定規(guī)律，每每3000mm均勻分割幕墻墻，在3000mm分割中又有500mm、1000mm、1500mm三個(gè)分割層次次，其分割順順序隨機(jī)。金屬幕墻表面分割規(guī)律律，3000mmX1500mm錯(cuò)縫分割幕墻墻。表面分割表面填充幕墻嵌板板2.4體量模型——金屬幕墻世博會(huì)博物館館自適應(yīng)幕墻構(gòu)構(gòu)件幕墻細(xì)部2.4體量模型——石材幕墻世博會(huì)博物館館2.4體量模型——石材幕墻世博會(huì)博物館館園坡地橋棧道臺地2.4體量模型——體量河谷空間間推敲世博會(huì)博物館館3.“歡慶之云””3.1“歡慶之云””形體生成邏邏輯3.2“歡慶之云””優(yōu)化3.3“歡慶之云””漫游3.4“歡慶之云””愿景形體生成過過程三套生成邏邏輯由自由形態(tài)的云屋屋蓋和較規(guī)規(guī)整的云柱柱同時(shí)向中中間過渡得得到云廳及及云底世博會(huì)博物物館屋蓋云柱云廳云底3.1“歡慶之云云”形體生生成邏輯優(yōu)化出于幕墻安評、、室內(nèi)外效效果及廠家家提供原件件板塊尺寸寸最終將網(wǎng)網(wǎng)格分隔鎖鎖定在2400x2400x2400世博會(huì)博物物館3.1“歡慶之云云”形體生生成邏輯屋蓋劃分邏輯01STEP1：利用貝賽爾原理得出三段圓弧公切線STEP2：確定屋面起伏程度STEP3：得到屋面粗略的外幕墻完成面STEP4：迭代計(jì)算控制細(xì)分的網(wǎng)格尺寸STEP5：網(wǎng)格成面得出準(zhǔn)確的網(wǎng)格面利用rhino對形體進(jìn)行行準(zhǔn)確控制制，以博物物館“云””單體屋面面為例，在在拉出形體體大致輪廓廓后，借助助插件進(jìn)行行規(guī)整化處處理。云柱劃分邏輯02確定輪廓線線后，每隔隔6米旋轉(zhuǎn)一次次輪廓每邊分分三段，豎豎向連接再再分三段據(jù)此得出整整個(gè)云柱，，再調(diào)整角角度長度，，突出由下下之上旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的趨勢世博會(huì)博物物館3.1“歡慶之云云”形體生生成邏輯云廳劃分邏輯03世博會(huì)博物物館3.1“歡慶之云云”形體生生成邏輯√屋蓋與墻體體劃分出現(xiàn)現(xiàn)突變屋蓋與墻體體劃分一致致在“歡慶之云云”中部，云柱扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)展開，并并相互聯(lián)系系，逐漸于頂部形成一個(gè)完完整的曲線線流暢的輪廓。世博會(huì)博物物館3.1“歡慶之云云”形體生生成邏輯“歡慶之云云”幕墻整體形態(tài)簡簡潔流暢，，在建筑底底部以三條條云柱扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)收分，形形成逐級上上升的動(dòng)勢勢，具有強(qiáng)強(qiáng)烈的未來來感。在建筑中部部，云柱扭扭轉(zhuǎn)展開，，并相互聯(lián)聯(lián)系，逐漸漸于建筑頂頂部形成一一個(gè)完整的的曲線流暢暢的“歡慶慶之云”輪輪廓?！皻g慶之云云”是整體建筑的的中心,也是藝術(shù)視覺的中心心。透明玻璃

彩釉玻璃

不銹鋼板漸變透明不透明世博會(huì)博物物館3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——幕墻屋蓋優(yōu)化均勻網(wǎng)格，，美化效果果，減少施施工難度迭代前網(wǎng)格格雖然俯視視角度網(wǎng)格格大小類似似，但三維維角度出現(xiàn)現(xiàn)突變迭代后網(wǎng)格格三維角度度大小近似似，僅在周周圍一圈出出現(xiàn)不可避避免的突變變屋面進(jìn)行多多次迭代計(jì)計(jì)算得到的的網(wǎng)格每塊塊板塊尺寸寸近似相同同，這樣的的網(wǎng)格劃分分空間效果果均勻，同同時(shí)也簡化化了幕墻及及鋼結(jié)構(gòu)后后期施工過過程，可降低造價(jià)?！淌啦?huì)博物物館3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——幕墻規(guī)整每個(gè)轉(zhuǎn)角點(diǎn)的定位，讓網(wǎng)格更均勻?！?8477500云柱優(yōu)化簡化施工難難度，提高高建造精度度世博會(huì)博物物館3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——幕墻2400x23001500x23003000x13003000x24001900x25003600mm2400mm幕墻造價(jià)控控制：將北側(cè)云柱柱移至西側(cè)側(cè)，減少了5%幕墻的總面面積（原面積8650平方米，現(xiàn)現(xiàn)面積8242平方米）；；控制幕墻板板塊的大小小，提高原原件的最大大利用率,優(yōu)化節(jié)省了19.98%玻璃母板面面積（幕墻廠家家原件2400x3600）2400x14402400x15703000x33003600mm2400mm造價(jià)控制世博會(huì)博物物館√3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——幕墻幕墻造價(jià)控制：調(diào)整幕墻材料比例，控制造型的同時(shí)，實(shí)時(shí)算出幕墻總造價(jià)?？傇靸r(jià)（萬元）總面積（平方千米）板塊數(shù)量總造價(jià)（萬元）總面積（平方千米）板塊數(shù)量總造價(jià)（萬元）總面積（平方千米）板塊數(shù)量世博會(huì)博物物館造價(jià)控制3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——幕墻在保證舒適適度的前提提下，盡量量確保室內(nèi)內(nèi)的空間效效果，機(jī)房房被移到建建筑主體，，僅將必須須臨近放置置的小設(shè)備備置于云內(nèi)內(nèi)，通過多多方案比選選，模擬室室內(nèi)真實(shí)場場景選用最最佳方案。?？照{(diào)房間內(nèi)的室內(nèi)熱濕負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的空氣承擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)道截面積大，占用建筑空間大全空氣系統(tǒng)位于云頂下方明裝式立式風(fēng)機(jī)盤管，位于樓板上方，便于維修，制冷制熱效果好，但對室內(nèi)視覺效果影響大立式風(fēng)機(jī)盤管位于樓板上方暗裝式立式風(fēng)機(jī)盤管，位于樓板下方，出回風(fēng)口在兩側(cè)，避免對主體空間的干擾立式風(fēng)機(jī)盤管位于樓板下方出風(fēng)口在兩側(cè)出回風(fēng)口在中間，干擾室內(nèi)主體空間的使用立式風(fēng)機(jī)盤管位于樓板下方出風(fēng)口在中間云平臺中段段云柱上方√√3.2“歡慶之云云”優(yōu)化——暖通系統(tǒng)比比選世博會(huì)博物物館3.3“歡慶之云云”漫游世博會(huì)博物物館3.4“歡慶之云云”愿景世博會(huì)博物物館4.性能化分析析與出圖4.1性能化分析析4.2BIM全專業(yè)模型型4.3BIM模型出圖設(shè)設(shè)置4.4BIM模型導(dǎo)出圖圖紙4.5從BIM模型提取數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分分析最佳朝向分分析太陽輻射分分析熱舒適度比比較風(fēng)玫瑰圖4.1性能化分析析——?dú)夂蚍治鍪啦?huì)博物物館夏季1.5m高處室外風(fēng)風(fēng)速分布冬季1.5m高處室外風(fēng)風(fēng)速分布過渡季1.5m高處室外風(fēng)風(fēng)速分布將方案設(shè)計(jì)計(jì)Revit模型型導(dǎo)入入Vasari軟件件，，進(jìn)進(jìn)行行風(fēng)風(fēng)環(huán)環(huán)境境影影響響模模擬擬。。夏季季1.5m高處處室室外外壓壓力力場場分分布布冬季季1.5m高處處室室外外壓壓力力場場分分布布過渡渡季季1.5m高處處壓壓力力場場分分布布4.1性能能化化分分析析———風(fēng)環(huán)環(huán)境境模模擬擬世博博會(huì)會(huì)博博物物館館上海海市市基基準(zhǔn)準(zhǔn)高高度度處處（（10m）處處，，全全年年年年均均風(fēng)風(fēng)速速3.3m/s；夏夏季季盛盛行行偏偏南南風(fēng)風(fēng)（（最最多多東東南南風(fēng)風(fēng)和和南南風(fēng)風(fēng)）），，風(fēng)風(fēng)向向頻頻率率為為53%；冬冬季季盛盛行行偏偏北北風(fēng)風(fēng)（（最最多多西西北北風(fēng)風(fēng)和和北北風(fēng)風(fēng)）），，風(fēng)風(fēng)向向頻頻率率為為54%；春春季季最最多多為為東東到到東東南南風(fēng)風(fēng)，，秋秋季季最最多多為為東東到到東東北北風(fēng)風(fēng)。。序號季節(jié)風(fēng)向邊界風(fēng)速（m/s）備注1夏季東南向0.0~5.67與最高風(fēng)速處相鄰的區(qū)域是貨運(yùn)后勤服務(wù)通道，不是室外人行區(qū)2冬季東北向0.0~4.133過度季東向0.0~4.02通過過對對上上海海世世博博會(huì)會(huì)博博物物館館的的室室外外風(fēng)風(fēng)環(huán)環(huán)境境分分析析可可知知，，在在不不同同季季節(jié)節(jié)時(shí)時(shí)期期，，室室外外人人行行區(qū)區(qū)風(fēng)風(fēng)速速均均小小于于5m/s，滿足足《綠色色建建筑筑評評價(jià)價(jià)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》（GB/T50378-2006）中中的的““一一般般項(xiàng)項(xiàng)：：5.1.7建筑筑物物周周圍圍人行行區(qū)區(qū)風(fēng)風(fēng)速速低低于于5m/s，不不影影響響室室外外活活動(dòng)動(dòng)的的舒舒適適性性和和建建筑筑通通風(fēng)風(fēng)””的的要要求求。。4.1性能能化化分分析析———風(fēng)環(huán)環(huán)境境模模擬擬世博博會(huì)會(huì)博博物物館館本次分析析采用AutodeskEcotect軟件，對對建筑一一層進(jìn)行行建模，，模型中中對于展展廳，報(bào)報(bào)告大廳廳等無采采光要求求的區(qū)域域進(jìn)行簡簡化，主主要分析析一層的的入口大大廳、公公共活動(dòng)動(dòng)大廳、、圖書館館等功能能房間的的自然采采光的情情況。一層平面面入口大大廳采光光系數(shù)分分析圖一層平面面入口大大廳采光光照度分分析圖一層公共共活動(dòng)大大廳采光光系數(shù)分分析圖一層公共共活動(dòng)大大廳采光光照度分分析圖一層圖書書館采光光系數(shù)分分析圖一層圖書書館采光光照度分分析圖世博會(huì)博博物館的的自然采采光，滿滿足《綠綠色建筑筑評價(jià)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》（（GB50378-2006）中一般般項(xiàng)條目目5.5.11的要求，，即“辦公、圖圖書館類類建筑75％以上的的主要功功能空間間室內(nèi)采采光系數(shù)數(shù)滿足現(xiàn)現(xiàn)行國家家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采采光設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》》的要求”。4.1性能化分分析——采光模擬擬世博會(huì)博博物館室內(nèi)垂直剖面溫度場室內(nèi)水平剖面溫度場室內(nèi)垂直剖面速度場室內(nèi)水平剖面速度場室內(nèi)垂直剖面速度矢量場室內(nèi)水平剖面速度矢量場世博會(huì)博博物館常常展展廳廳在夏季季工況下下，室內(nèi)內(nèi)人員活活動(dòng)區(qū)的的溫度基基本維持持在22℃-26℃之間，除除去送風(fēng)風(fēng)口附近近區(qū)域，，其它區(qū)區(qū)域的風(fēng)風(fēng)速皆小小于0.25m/s，基本符符合舒適適性的要要求。4.1性能化分分析——熱環(huán)境分分析世博會(huì)博博物館室內(nèi)水平平剖面溫溫度場室內(nèi)水平剖面面速度場場室內(nèi)水平平剖面速速度矢量量場世博會(huì)博博物館報(bào)報(bào)告廳在在夏季工工況下，，室內(nèi)人人員活動(dòng)動(dòng)區(qū)的溫溫度基本本維持在22℃-26℃之間，，室內(nèi)人人員活動(dòng)動(dòng)區(qū)的風(fēng)風(fēng)速皆小小于0.12m/s，基本滿滿足符合合人員舒舒適性的