BIM技術在中航工業規劃建設科研綜合樓中的研究與應用

◎ 本刊記者 汪莉莉

航空院辦公樓

項目概況

中國航空規劃建設發展有限公司科研綜合樓位于北京市德外大街與黃寺大街交界口東南角，科研綜合樓占地面積為2898m2，建筑面積為47912m2，其中地上建筑面積30912 m2，地下建筑面積為17000m2，地上15層，地下4 層。本項目要達到的綠色建筑具體目標是：達到《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2006 規定的綠色建筑設計評價標識三星級（公共建筑），為今后獲得綠色建筑評價標識三星級創造條件。

建筑外裝飾材料著重突出現代感，以高技術的精致構造表達航空企業建筑的美學內涵。開窗形式上依據建筑室內功能空間進行設計，為體現現代感和企業文化品格，依據模數化幾何學設計方法采用協調之中尋求對比變化的建筑設計手法。設計中變化又不失沉穩莊重。主樓以豎向白色石材和紅色陶土板為主，突出建筑的線條感，整體建筑形體簡潔流暢，風格統一現代。建筑材料和構造均充分滿足保溫、節能、環保要求。

Autodesk Project Vasari分析

月風玫瑰分析

解決方案

本次項目時間緊任務重，又是中國航空規劃建設發展有限公司采用全過程協同設計的BIM項目，方案主要基于BIM的軟件平臺，在滿足施工圖要求的前提下探索了BIM的工作流程，并嘗試擴展其應用的深度和廣度。

BIM在前期方案階段的應用

1、方案設計

Project Vasari是一款簡單易用、專注于概念設計的應用程序，可以自由創建和編輯形體，并快速獲得分析數據，從而得到最優、最有效的方案設計。Vasari采用和Autodesk Revit相同的BIM引擎及工作界面，創建的體量模型可無損的導入Autodesk Revit進行深化設計，同時集成了基于云計算的分析工具，無須打斷工作流即可在云端進行綠色設計分析，查看豐富的、可視化的能耗分析。在方案設計之初，利用該軟件可以快速創建多個不同思路的參考模型，以便進行深入比對。

2、綠色計算

使用Autodesk Project Vasari中的BIM模型進行綠色計算，對建筑所在地的氣象數據、太陽輻射、干濕球溫度、建筑舒適度、被動技術應用、采光、能耗、聲環境及熱環境等進行分析。分析結果可以為綠色節能設計提供有力的支持和參考依據，并根據分析結果對BIM模型進行進一步修改整理，實時調整設計方案，使得方案的設計過程相較過去更加理性科學。

3、節能分析

采用Autodesk Simulation CFD技術可以對辦公樓屏蔽機房進行溫度分布分析和風環境分析熱舒適性模擬，通過改進建筑外窗的位置、大小、室內空間分隔等，保證住戶在室外氣象條件滿足自然通風的時間段能夠利用自然通風來滿足室內的熱舒適性要求，以達到節約能源和提高人體舒適性的目的，并最終得出三套方案。

屏蔽機房

機房環境溫度

BIM在施工圖階段的應用

施工圖設計階段，建筑、結構、給排水、電氣、暖通等各個專業，全部利用Autodesk Revit完成了BIM模型的建立與施工圖設計，圖紙由Autodesk Revit生成。在設計的過程中，歐特克公司BIM平臺的優勢和問題也逐步顯現出來。

同時在項目中還建立了族，為以后的項目順利開展奠定了基礎。

1、協同設計

本項目各專業間同時在一個中心文件中建立模型、完成施工圖設計。實時更新模型，同步修改，同時完成，以實時協同的方式取代了過去落后的階段式協同方式（每隔一段時間各專業相互對圖），極大的減少了對圖、改圖的工作量，避免了大量的重復性勞動，減少了許多制圖過程中容易出現的低級錯誤，并且能夠提前暴露大量實際施工中會遇到的各類問題，減少了施工及現場配合的難度，在建筑的全生命周期中節省了大量的時間和人力成本。但單純考核設計周期時，隨著項目的復雜程度提高，相應的設計時間必然會成比例增加，一般條件下應適當延長項目周期。

簡介

中國航空規劃建設發展有限公司（簡稱“中航工業規劃建設”）是國家大型綜合勘查設計單位。公司服務范圍涉及航空、航天、空軍、海軍、民航、民用建筑等行業，具有向客戶提供規劃、設計、勘查、建設、運營等全價值鏈服務的能力和提供工程造價咨詢、建設項目環境影響評價、工程招標代理、工程監理等全方位服務的能力。

2、模型聯動

在Revit模型中一處改動，平立剖面處處即時更新，圖紙頁碼、詳圖索引編號均可自動生成，為圖紙的修改提供了很大的方便，使得工作效率及制圖的準確度顯著提升。應用三維的可視化設計，使得建筑師和各專業工程師能夠從之前二維抽象的平立剖中解放出來，轉換思路，用三維的思考模式完成建筑設計，讓項目的每位參與者都能夠站在更加宏觀的角度理解、掌控建筑。

感言

運用BIM實現：參數化技術，使團隊在設計修改與更新上游刃有余；可視化設計，增強設計師對整個空間的把控。

——中國航空規劃建設發展有限公司總建筑師 傅紹輝

從設計師角度說，BIM技術具有高效、直觀、準確的特點。設計師可以花更多的時間和精力去關注方案的合理性以及優化設計方案，為客戶提供優秀的設計產品，歐特克公司的Autodesk Revit系列軟件為項目的順利開展起到了很好的支撐。

——中國航空規劃建設發展有限公司BIM項目經理 李瑞

基于BIM的三維參數化、數字化設計方法，為我們開啟了一扇思想飛躍的大門。基于BIM的Autodesk Revit系列軟件為我們提供了一個有效的信息集成平臺。

——中國航空規劃建設發展有限公司BIM項目經理 趙強

3、管線綜合

隨著建筑物規模、造型和使用功能的日趨復雜，管線綜合及碰撞檢測在設計過程中也變得越來越重要。利用Revit搭建BIM模型并進行碰撞檢測，能夠很方便的在三維環境下發現設計中的各種碰撞沖突，及時排除過去只有在項目施工過程中才會遇到的問題，顯著減少后期圖紙的修改量以及現場施工配合的成本，并有利于控制及保證施工進度。本項目本身管線內容并不多，雖然完全使用Revit建立了模型，但遇到的問題也只能算拋磚引玉，還需要今后進一步的實踐積累。

4、分工變化

在Revit中采用工作集的工作模式，各專業都在同一個中心文件中工作，這種方式勢必打破了原先以圖紙內容劃分工作范圍的工作模式，根據實踐經驗可以初步按模型與節點詳圖分工，模型部分又可以按構建類型分工，或按建筑的不同分區分工替代之前的分工方式。在新的模式下，每個人不再管中窺豹似的局限于平面或是剖面，而是放眼整個建筑，每處操作或修改都會對其他人的工作帶來實質上的影響，使得項目參與者在完成自己工作的同時，也在為他人檢查設計錯誤。

管線綜合

材料做法

會議室疏散模擬

5、文件管理

設計文件由之前分散在各設計師手中轉變為集中整合在中心文件內，同時中心文件也會在各個項目參與者的電腦內留存有文件備份，將數據風險降到最低。項目總工程師和專業負責人可以隨時查看整個項目的設計條件與完成程度，檢查錯誤，并可根據工作集立刻確定責任人。在Autodesk Revit中大量的工作集中在如何按照實際施工的成果在計算機中建立BIM模型，而不是過去單純的繪制圖紙，出圖只是最終建模過程結束后的附加工作而已，在建模過程中不可能隨時隨地輸出滿足校對深度的圖紙，這種新的工作及管理方式必然改變了原先分階段審圖的模式，也對校對、審核、專業負責人及總師提出了新的要求，他們的管理工作原則上也應該在模型中完成。

6、標準族庫

在本次項目中，建筑專業定制了部分族文件，并最大可能的在Autodesk Revit上完成了施工圖紙，基本能夠滿足要求；水電專業為符合現在的制圖標準定制了大量的族文件，因項目本身涉及問題的覆蓋面較小，尚能滿足基本要求，但在復雜建筑方面還有許多工作要做。

7、統計數據

在Autodesk Revit中建立的BIM模型包含了各種工程信息數據，借助BIM平臺強大的統計能力，可以自動生成圖紙目錄、門窗表、防火分區面積表、材料做法表，并且能夠實時更新，使設計師不再被這些枯燥耗時的數據統計束縛手腳，節省了大量時間。同時，利用BIM模型可以精確統計工程中各種材料的用量，配合市場價格可以得到比以往更加準確的造價結果，節約投資，為業主提供更高水平的服務。

BIM的擴展應用

1、施工模擬

通過Autodesk Navisworks，并結合Autodesk Project Vasari軟件可以對BIM項目增加時間屬性這一4D指標，按月、日、時進行施工方案的分析優化和進度模擬，預演整個施工過程，把握施工安裝過程中的難點和要點，改善施工效率與安全性，提高計劃的可行性及高復雜度建筑項目的可建造性。

2、疏散模擬

通過軟件：根據數學模型可以方便的計算出人員疏散的時間，每個人逃生的路徑。

3、倒車模擬

在科研樓地下層，我們通過模擬不同參數，通過同一個模型，導出不同的文件格式，在不同軟件中應用，實現模型信息的傳

4、5D

利用ITWO 軟件，對科研辦公樓的Autodesk Revit模型進行施工模擬，直觀的體現了在整個施工過程中的成本及時間。

6、二次開發

自主研發了族庫管理系統，有效解決了企業對Autodesk Revit族文件的集中存儲、共享與調用，實現企業對族庫文件的規范化管理。并且使設計人員可以按照不同權限使用企業已有族文件，進而提高設計效率、保障交付成果的規范性與完整性。Autodesk Revit 族庫2012是用來存儲已有族文件，并對其進行管理和分類的數據庫。它主要分為2D 和3D 族庫，具有瀏覽、上傳、下載、編輯等功能。

倒車模擬

5D模擬