世博文化中心

 
上海案例館

應(yīng)用的“平臺化”模式

世博文化中心是一個自由造型，依靠傳統(tǒng)的二維方式根本無法出圖并精確表現(xiàn)，BIM變成為了建筑師手中的利器。在進行這樣復(fù)雜體形的參數(shù)化建模時，現(xiàn)代設(shè)計集團華東院首先對演藝中心殼體進行初步找形，然后對殼體進行劃分，確定三維坐標和尺寸，從而實現(xiàn)了對于殼體的完美勾勒，最后導(dǎo)入Revit Architecture形成了BIM模型。而在機電模型方面，現(xiàn)代設(shè)計集團華東院充分利用Revit MEP軟件平臺，實現(xiàn)了可靠的專業(yè)化計算。

建模僅僅是工作組利用BIM對世博文化中心進行完美呈現(xiàn)的第一步，基于BIM模型的深入應(yīng)用與分析，包括3D漫游與可視化設(shè)計、專業(yè)計算與分析、設(shè)備材料統(tǒng)計、施工進度模擬與安裝模擬等，才是真正BIM變革的開始。

“BIM是一個信息平臺，它可以集成、分享與管理，它的表現(xiàn)形式是三維的、實時動態(tài)的。BIM變革的核心內(nèi)容是它的理念，但是更重要的是將信息進行分享、管理、提升。” 現(xiàn)代設(shè)計集團華東院BIM工作組副組長耿躍云表示。

在空間分析與可視化設(shè)計上，除了出圖的功能外，建筑師還要對建筑模型有更直觀的認識，以驗證是否實現(xiàn)了最初的設(shè)計理念，是否需要進行新一輪的修改。BIM工作組利用Revit Architecture構(gòu)架建筑模型，輔助建筑師觀察建筑內(nèi)部空間關(guān)系和中心舞臺展示，而通過Autodesk 3ds Max的建筑表現(xiàn)，適時的渲染建筑效果，使得建筑師對最終造型與外觀有了更加感性與直觀的認識。

在專業(yè)計算與分析上，BIM平臺的威力得到了更大的發(fā)揮。BIM工作組利用Revit MEP形成文化中心的機電模型，并運用專業(yè)軟件進行計算。例如在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)計算方面，依靠建筑師手工輸入圍護結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)方式，效率慢而且容易出錯。“利用BIM模型，可以對建筑師已經(jīng)搭建好的模型進行空調(diào)的負荷計算，非?？焖伲群芨?，而且還可以根據(jù)模型的調(diào)整進行實時更新。這對于暖通空調(diào)來說，是一個非常大的技術(shù)進步。”耿躍云說。

在施工進度模擬與安裝模擬方面，BIM工作組應(yīng)用Revit模型和相應(yīng)軟件配合，找出施工的先后順序，從而有效避免施工順序錯亂帶來的問題。同時，利用BIM進行相關(guān)技術(shù)優(yōu)化，可以很容易找出施工密集區(qū)與零散區(qū)，以實現(xiàn)兩者之間的合理空間分配，從而從整體上達到優(yōu)化進度、縮短工期的效果。“BIM作為一個擁有全部信息的數(shù)字模型，讓施工模擬成為一個真正可見的現(xiàn)實，在給每個構(gòu)件加上了時間、信息之后，我們可以人為地將理念安排在整個模型當中，并能夠完全按照施工的方案把它模擬出來。”現(xiàn)代設(shè)計集團華東院BIM工作組副組長梁廣偉表示。

打造共時性協(xié)同

“更完美的協(xié)同”是每一個設(shè)計院在BIM推廣中追逐的難點，而現(xiàn)代設(shè)計集團華東院的BIM團隊通過多個BIM項目的實踐，總結(jié)出了一套自己的辦法。

世博文化中心獨特的殼體屋頂設(shè)計，讓建筑師很難用傳統(tǒng)的二維方式予以表達，而機電設(shè)計師面對傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計也將無處是從，管線安裝可能變得極不合理。徐浩表示，如果通過原先的二維方式，材料設(shè)備制造廠商也將很難想象如何通管，“如果不做三維模型可能造出來的煙管在現(xiàn)場是無法安裝的。”

“在世博文化中心的項目中，我們遇到的問題和困難是前所未有的。比如它的機電管線非常復(fù)雜，機電管線之間的交錯、錯漏碰缺現(xiàn)象非常嚴重，所以，我們需要利用BIM技術(shù)進行管線綜合。”耿躍云表示，BIM工作組結(jié)合所有屋蓋殼體的結(jié)構(gòu)和各個專業(yè)的管線，將Revit模型導(dǎo)入Autodesk Navisworks，對管線和結(jié)構(gòu)進行了碰撞檢查分析，并適時做出調(diào)整，合理避讓空間，減少施工難度，以避免返工的現(xiàn)象。

由此，現(xiàn)代設(shè)計集團華東院摸索出了一套BIM協(xié)同設(shè)計的模式，基本思路是先形成Revit三維建筑模型，根據(jù)參數(shù)設(shè)計和施工單位的工種設(shè)置對模型進行拆分，并提供給各個專業(yè)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同項目的特點，構(gòu)建相適應(yīng)的各專業(yè)協(xié)調(diào)模式。

例如，在世博上海案例館的項目中，BIM工作組摸索出了交互式設(shè)計的方式。現(xiàn)代設(shè)計集團華東院建筑創(chuàng)作所主創(chuàng)建筑師劉海洋介紹，交互設(shè)計模式是由多方設(shè)計人員按不同分工在同一時間，相互聯(lián)動協(xié)同完成一個項目的工作模式。這種模式中交互性的關(guān)鍵點在于設(shè)計的實時性和聯(lián)動性，“一個項目不是由某一團隊完成后再交由下一團隊繼續(xù)完成的線性組織模式，也非各方設(shè)計人員獨立工作并只在重要時間節(jié)點提供設(shè)計資料進行相互反饋的組織模式，而是強調(diào)共時性，即各團隊在同一設(shè)計平臺同時展開工作。”

在劉海洋看來，在設(shè)計過程中出現(xiàn)的一些典型問題，比如建筑與結(jié)構(gòu)的構(gòu)件沖突、結(jié)構(gòu)與設(shè)備的沖突等，基本不是因一個專業(yè)內(nèi)部的設(shè)計問題所造成的，而是由于各專業(yè)缺乏共時性協(xié)同。

在世博上海案例館的設(shè)計中，BIM工作組通過交互設(shè)計工作模式，所有專業(yè)在一個模型上進行整合，通過構(gòu)建一個信息數(shù)據(jù)庫，每個專業(yè)的每個更新改動都會反映在這個唯一性的數(shù)據(jù)庫中，其他專業(yè)也能清晰地了解到相關(guān)專業(yè)的設(shè)計進度和成果，非常便于及時調(diào)整，提高工作的效率。

推動更深遠的BIM變革

當BIM成為設(shè)計院各專業(yè)的核心平臺，一系列的深入拓展便水到渠成，許多情況是二維設(shè)計時代無法想象和完成的。

在上海案例館的設(shè)計中，它從風(fēng)、光、綠化等三個方面作為切入點進行設(shè)計，強調(diào)將建筑材料及技術(shù)設(shè)備與建筑形體設(shè)計相結(jié)合，實現(xiàn)一體化設(shè)計，也即技術(shù)集成。通過中央控制系統(tǒng)對各終端系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)，使各設(shè)備針對于不同氣候下人的環(huán)境需求進行協(xié)同調(diào)節(jié)，使各生態(tài)技術(shù)手段的作用得到最優(yōu)化體現(xiàn)，達成整體建筑的綠色節(jié)能目的。

為此，現(xiàn)代設(shè)計集團華東院基于BIM信息模型，完成了采光定量分析計算，根據(jù)不同使用需求，進行設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)了對于生態(tài)建筑、綠色建筑的精準闡釋。

綠色、低碳同樣也是世博文化中心的亮點，它秉承了3R設(shè)計原則，即減量化（Reduce）、再使用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle），統(tǒng)籌安排新能源利用、節(jié)能、節(jié)水、資源回收和再使用。項目采用了江水源熱泵系統(tǒng)、冰蓄冷技術(shù)、氣動垃圾回收系統(tǒng)等多種有效技術(shù)手段，并對能源和水消耗、室內(nèi)空氣品質(zhì)和可再生材料的使用等多方面進行控制，使得文化中心成為真正意義上的綠色建筑，被評為三星級的中國綠色建筑。

而BIM技術(shù)的應(yīng)用使得上述各種綠色技術(shù)手段得以更加高效、順暢的在項目中實施。例如，現(xiàn)代設(shè)計集團華東院將Revit模型導(dǎo)入到Autodesk Ecotect軟件中進行日照分析、采光分析和熱環(huán)境模擬，導(dǎo)入到專業(yè)燈光分析軟件Dulax進行入口燈光真實模擬，導(dǎo)入到Gambit軟件中進行室外風(fēng)環(huán)境模擬，還可以導(dǎo)入到CATT軟件中進行大廳聲學(xué)分析。

“以前無論是日照分析、采光分析、照明分析、風(fēng)環(huán)境分析等，我們都必須在各軟件之間另起爐灶重建模型。有一些比較復(fù)雜的圖形往往會需要用一些相似的體形替代它們，而這樣的簡化可能會帶來一些誤差。而有了BIM平臺，可以減少這些由簡化帶來的誤差，提高精確度。” 梁廣偉表示，有了BIM模型，設(shè)計中還可以對一些細節(jié)（如：入口、柱子、梁等部分的照明等）模擬出很精細的實際效果，從而提高設(shè)計的精細度。

在徐浩看來，BIM提供了將現(xiàn)代設(shè)計集團華東院優(yōu)勢技術(shù)與資源向外輸出和拓展的良好機遇，向著建筑設(shè)計過程最重要的兩個節(jié)點——設(shè)計和施工，逐步實現(xiàn)對于整個建設(shè)過程全生命周期的管理整合。

目前，推進BIM已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)計集團華東院的重頭工作，公司已經(jīng)完成或正在進行著十多個BIM項目的試點?，F(xiàn)代設(shè)計集團華東院在2009年初專門成立了BIM工作組，成員都是從各部門的精英中選出，這種集中與分散相結(jié)合的模式，使得研究院既有能力做一些特殊的BIM試點，又可以在全院進行BIM推廣。“工作組的模式，使得BIM在現(xiàn)代設(shè)計集團華東院已經(jīng)形成了星火燎原之勢。”徐浩說。

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