BIM技術(shù)開啟“杭州之門”

◎ 本刊記者 寧冉

自古以來，全球各國家的著名城市都因?yàn)榈貥?biāo)性建筑物給世人留下了深刻的印象，特別是一些旅游性城市，在揚(yáng)名的同時也增加了一個旅游景點(diǎn)。而如今，很多城市在設(shè)計(jì)新建筑物時，也都希望以地標(biāo)性建筑為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

“杭州之門”透視圖-夜景

“杭州之門”透視圖

“杭州之門“鳥瞰圖

在“杭州之門”設(shè)計(jì)前，業(yè)主就提出建成之后的建筑物要成為杭州城北新天地的新地標(biāo)。“杭州之門”整體顯示為H型的立體形態(tài)，希望用一個抽象的符號語言能夠折射出杭州的文化精髓，一方面隱喻是杭州的房子，另一方面是隱喻著門，意思是向全世界朋友敞開，歡迎全世界朋友來杭州做客。

經(jīng)過一番角逐，最終“杭州之門”由中國聯(lián)合工程公司設(shè)計(jì)，而最終提交的設(shè)計(jì)結(jié)果也讓業(yè)主方非常滿意。目前，中國聯(lián)合工程公司在國內(nèi)外設(shè)計(jì)界享有盛譽(yù)。中國聯(lián)合工程公司曾經(jīng)被美國一家雜志評為“全球225家最大國際承包商”前50強(qiáng)，而且還入選“全球200強(qiáng)工程咨詢設(shè)計(jì)企業(yè)”前100強(qiáng)。

但是，“杭州之門”的設(shè)計(jì)絕非易事，中國聯(lián)合工程公司動用了自己熟練掌握的先進(jìn)利器——BIM，這讓中國聯(lián)合工程公司非常有信心完成“杭州之門”的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

BIM應(yīng)用時機(jī)已成熟

說到BIM，中國聯(lián)合工程公司總經(jīng)理助理、民用工程中心主任葛軍表示，他從五年前已經(jīng)開始研究BIM，但是正式在中國聯(lián)合工程公司內(nèi)部推廣應(yīng)用還是2011年的事情。原因在于，葛軍覺得不管是計(jì)算機(jī)速度還是BIM的配套軟件都不能滿足BIM應(yīng)用的需求，大范圍的推廣應(yīng)用的時機(jī)并不成熟。五年來，葛軍奔波于北京、上海、杭州等地方去學(xué)習(xí)和研究其他一些研究院在BIM領(lǐng)域所采用的軟件和解決方案。

2011年，葛軍覺得正式應(yīng)用BIM的時機(jī)成熟了，一方面BIM相關(guān)配套的軟件已經(jīng)具備，而且計(jì)算機(jī)的速度也確實(shí)能滿足軟件運(yùn)行的要求。葛軍覺得BIM正慢慢開始走上成熟，這對于中國聯(lián)合工程公司來說是一個發(fā)展的機(jī)遇。所以，中國聯(lián)合工程公司從2011年開始逐步普及BIM應(yīng)用。

BIM照耀下的“杭州之門”

“杭州之門”項(xiàng)目從開始設(shè)計(jì)到完成，整個項(xiàng)目歷時半年左右，開發(fā)商提出，要求建筑的使用面積能夠最大化，使其能最大限度的使建筑面積做到極致，這就產(chǎn)生了信息量過大的難題。如果不是BIM在初步設(shè)計(jì)階段幫助做分析，對整個建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和指導(dǎo)，“杭州之門”項(xiàng)目很難在半年的時間完成設(shè)計(jì)。目前，“杭州之門”項(xiàng)目仍未完工，仍處于施工圖設(shè)計(jì)階段。

我們看到“杭州之門”恪守環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。當(dāng)前，世界各種資源都日益匱乏，環(huán)境也在日益惡化。設(shè)計(jì)過程中，工程師不僅要考慮業(yè)主方提出的要使設(shè)計(jì)堅(jiān)固、美觀實(shí)用等，同時也要做到環(huán)保、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展。中國聯(lián)合工程公司第一建筑工程設(shè)計(jì)研究院建筑設(shè)計(jì)師朱治遠(yuǎn)列舉了在“杭州之門”項(xiàng)目中采取了一系列環(huán)保和可持續(xù)的措施來落實(shí)這一理念。如，在“杭州之門”項(xiàng)目使用較多的光伏太陽能系統(tǒng)、地下室的光導(dǎo)系統(tǒng)、屋頂雨水收集系統(tǒng)、循環(huán)利用系統(tǒng)、地源日泵系統(tǒng)等具有環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念。

在“杭州之門”項(xiàng)目設(shè)計(jì)的初級階段，建筑師就已經(jīng)利用BIM軟件對建筑的一些性能進(jìn)行優(yōu)化分析，包括建筑所在地區(qū)的氣象分析、用地的日照分析等。在有了造型之后，再根據(jù)實(shí)際的造型進(jìn)行風(fēng)環(huán)境的分析，以及進(jìn)入熱輻射分析，分析結(jié)束之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。一方面，方便建筑師對環(huán)境的充分了解和認(rèn)知，另一方面也有利于建筑設(shè)計(jì)師針對建筑個案采取有效措施，改善其本身的建筑性能。例如，設(shè)計(jì)過程中對建筑周邊一年的日照數(shù)據(jù)和一整天的日照數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，使建筑師更清楚地了解和認(rèn)識需要在哪些部位采取采光遮陽系統(tǒng)，哪些部位的日照是不足的，需要用什么樣的措施和手段來改善這種不足的日照。

為此，建筑師對“杭州之門”項(xiàng)目的H造型進(jìn)行了風(fēng)環(huán)境的模擬分析。分析數(shù)據(jù)表明：夏季南北風(fēng)壓的壓強(qiáng)差是2帕，非常有利于自然通風(fēng)，可以大大減少住戶對空調(diào)的使用量，達(dá)到一種綠色和節(jié)能設(shè)計(jì)的效果；而冬季壓強(qiáng)差是8帕左右，雖然有利于室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，但是還是要采取一些密閉的保溫措施來阻隔風(fēng)壓對建筑帶來的影響。

簡介

中國聯(lián)合工程公司是以原機(jī)械工業(yè)部第二設(shè)計(jì)研究院為核心，聯(lián)合機(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院、機(jī)械工業(yè)第十一設(shè)計(jì)研究院（中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院）、機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院等多家國家甲級勘察設(shè)計(jì)單位組建的大型科技型工程公司，隸屬于中央大型企業(yè)集團(tuán)——中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)公司，總部設(shè)在杭州。

作為我國最早組建的國家大型綜合性設(shè)計(jì)單位之一，經(jīng)過五十多年的縱橫馳騁和市場競爭的風(fēng)雨磨礪，公司服務(wù)領(lǐng)域早已從單一的機(jī)械行業(yè)擴(kuò)展到建筑、電力等二十多個行業(yè)。服務(wù)方式也從工程設(shè)計(jì)向前后延伸到工程咨詢、勘察、規(guī)劃、建設(shè)監(jiān)理、項(xiàng)目管理、建筑施工、采購、試車和工程總承包等。近年來，公司為有效應(yīng)對入世挑戰(zhàn)，適應(yīng)我國勘察設(shè)計(jì)業(yè)改革與發(fā)展新形勢，不斷調(diào)整業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，在繼續(xù)做精做強(qiáng)設(shè)計(jì)咨詢業(yè)務(wù)的同時，積極開拓工程總承包和項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)，大力提高EPC能力，積極參與國際競爭。

可以說，BIM軟件的應(yīng)用貫穿在整個“杭州之門”項(xiàng)目設(shè)計(jì)之中。BIM不僅在建筑結(jié)構(gòu)等三個專業(yè)的建模當(dāng)中起到了一定的作用，同時還在性能優(yōu)化分析中也起到了決定性的作用，因此，“杭州之門”項(xiàng)目獲得了2012年BIM設(shè)計(jì)大賽最佳BIM綠色分析應(yīng)用獎的二等獎。

BIM軟件的優(yōu)勢

在“杭州之門”的整個項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，中國聯(lián)合工程公司采用了多種BIM軟件。那么在整個應(yīng)用過程中這些軟件與其他的軟件相比有何優(yōu)勢呢？

中國聯(lián)合工程公司建筑工程設(shè)計(jì)研究院暖通工程師胡俊文指出，在“杭州之門”項(xiàng)目中做綠色分析時，他能夠強(qiáng)烈地感受到BIM軟件與其他產(chǎn)品的差異。“把綠色分析軟件集成到BIM中，在BIM模型的基礎(chǔ)上應(yīng)用軟件直接進(jìn)行分析，這是其他軟件做不到的。即使其他廠商的BIM軟件在建筑建模的細(xì)節(jié)上有優(yōu)勢，在綠色分析上根本達(dá)不到Autodesk Revit的效果。” 胡俊文如是說。

而讓朱治遠(yuǎn)印象比較深刻的是，BIM軟件的修改功能。眾所周知，BIM軟件屬于全信息的三維設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)表達(dá)不僅僅是抽象的二維符號語言的表達(dá)，也是比較具像的，任何一個構(gòu)建、族庫都是賦予相關(guān)信息的，一處修改就會牽動其他地方的變化。BIM軟件能夠輕松做到一處修改處處修改。

朱治遠(yuǎn)舉了一個“杭州之門”項(xiàng)目中的例子，在進(jìn)行凈高分析時，業(yè)主對建筑總高度限制在60米以內(nèi)，但是業(yè)主又對容積率有嚴(yán)格的控制，這就迫使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)要在層高上做文章。在設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程中，對建筑內(nèi)部層高凈高的最不利點(diǎn)進(jìn)行分析，把建筑結(jié)構(gòu)模型圖紙放在一起進(jìn)行分析。在這個過程中，BIM軟件起到了巨大的作用，讓設(shè)計(jì)師可以更直觀、可視化的找到不利點(diǎn)，并且優(yōu)化了處理方案。

中國聯(lián)合工程公司與歐特克簽署了戰(zhàn)略合作備忘錄。葛軍對此表示，“簽署戰(zhàn)略合作備忘錄一方面是為了擴(kuò)大影響，另一方面更是為了雙方互補(bǔ)。”葛軍研究BIM多年，他堅(jiān)持認(rèn)為，三維軟件應(yīng)該是通用的繪圖軟件，服務(wù)于不同行業(yè)，BIM要想普及，還得整個行業(yè)一起努力，整理出來一些通用的模板和管理體系等，而現(xiàn)在國內(nèi)各設(shè)計(jì)院各自為戰(zhàn)，不利于BIM的應(yīng)用和快速發(fā)展。

BIM未來的發(fā)展趨勢

對于BIM的未來，中國聯(lián)合工程公司第一建筑工程設(shè)計(jì)研究院院長徐磊看得更遠(yuǎn)。他認(rèn)為，未來，BIM不僅會全員普及，而且還將對設(shè)計(jì)行業(yè)的上下游進(jìn)行延伸，包括項(xiàng)目前期的咨詢和后期施工等服務(wù)。為了讓設(shè)計(jì)后期的BIM應(yīng)用更容易理解，他們給BIM另取名字叫“數(shù)據(jù)建筑”，這個名字讓施工企業(yè)都聽得懂。

“杭州之門“內(nèi)庭透視圖

而專業(yè)從事暖通的工程師胡俊文對BIM提出四點(diǎn)期待。第一是軟件工具的繼續(xù)完善，他指出軟件工具就好比一把槍，設(shè)計(jì)師在換槍的過程中希望其越來越完善，而軟件工具的完善過程也是越快越好。第二是行業(yè)的大力推動，鼓勵很多學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段就開始學(xué)習(xí)BIM軟件。第三是對整個設(shè)備行業(yè)的影響，現(xiàn)在很多設(shè)備廠商為了其產(chǎn)品將來實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用，必須堅(jiān)持做與之相匹配的“族”，而且會越來越完善。第四是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，對于一個設(shè)計(jì)師來講，非常期待國標(biāo)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，這樣會更能推動BIM應(yīng)用的發(fā)展。

如今的中國聯(lián)合工程公司正在與國外先進(jìn)的BIM軟件接軌，接軌的環(huán)節(jié)包括前期的調(diào)研、策劃設(shè)計(jì)、施工等。這樣做一方面對一些工程全過程的應(yīng)用特別有益，另外因?yàn)椴铄e率低得多，所以對總包的單位也非常受益。

葛軍認(rèn)為，BIM的全員普及需要一個過渡期，但是，這只是一個使用習(xí)慣的問題。從發(fā)展趨勢來看，BIM是一個最終所有人都要接受的工具。原因很簡單，這個工具有那么多優(yōu)點(diǎn)，只要設(shè)備滿足了運(yùn)行的要求，慢慢地所有相關(guān)人員都會學(xué)習(xí)介入，不學(xué)的人終將會因?yàn)槁浜蠖惶蕴?/p>

感言

從發(fā)展趨勢來看，BIM是一個最終所有人都要接受的工具。原因很簡單，這個工具有那么多優(yōu)點(diǎn)，只要設(shè)備滿足了運(yùn)行的要求，慢慢地所有相關(guān)人員都會學(xué)習(xí)介入。不學(xué)的人終將會因?yàn)槁浜蠖惶蕴?/p>

——中國聯(lián)合工程公司總經(jīng)理助理民用工程中心主任 葛軍

未來，BIM不僅會全員普及，而且還將對設(shè)計(jì)行業(yè)的上下游進(jìn)行延伸，包括項(xiàng)目前期的咨詢和后期施工等服務(wù)。

——中國聯(lián)合工程公司第一建筑工程設(shè)計(jì)研究院院長 徐磊

BIM軟件能夠輕松做到一處修改處處修改。

——中國聯(lián)合工程公司第一建筑工程設(shè)計(jì)研究院建筑設(shè)計(jì)師 朱治遠(yuǎn)

BIM軟件中把很多綠色分析軟件集成進(jìn)來，我們在做綠色分析時，在BIM模型的基礎(chǔ)上應(yīng)用CAD的軟件直接進(jìn)行分析，這是其他軟件做不到的。

——中國聯(lián)合工程公司第一建筑工程設(shè)計(jì)研究院暖通工程師 胡俊文