持之以恒 深入探索BIM應用價值

文｜本刊記者 汪莉莉

鳥瞰圖

美術館室內漫游

圖書館室內漫游

為滿足人民群眾日益增長的精神物質需求，同時提升濟南西部新城的品質，濟南市委、市政府決定在濟南西部新城建設三大中心項目——文化中心、會展中心、商務中心，簡稱“三大中心”。三大中心中的文化中心由山東省會文化藝術中心大劇院及配套和三館（圖書館、美術館、群眾藝術館）及配套兩部分組成。山東省會文化藝術中心“三館”項目（簡稱“三館項目”）及配套包括：圖書館4萬平米、群眾藝術館3萬平米、美術館1.5萬平米、配套公建22萬平米、地下停車9萬平米。其中地上建筑面積為22萬平米，地下為18萬平米，總建筑面積40萬平方米。工程分兩期施工，其中配套高層為二期工程，三館項目為一期工程也是第十屆中國藝術節重點工程。

本項目由濟南市西客站片區工程建設指揮部主導建設，由國際著名的法國AS建筑工作室完成方案設計，中建國際與山東同圓設計集團有限公司（以下簡稱“山東同圓”）組成聯合體分別承擔擴初和施工圖設計。

山東同圓設計集團有限公司是一家以建筑設計為核心的綜合性工程服務企業集團，由50多年悠久歷史的濟南市建筑設計研究院改制、改革發展而成。公司具有建筑行業（建筑工程）甲級、城鄉規劃編制乙級、市政公用（給水、排水、熱力）乙級、風景園林專項乙級、工程咨詢（建筑、城市規劃）乙級、房地產開發三級、施工圖設計文件審查建筑工程一類機構等資質，承擔著大型民用與工業建筑設計，城鎮及住宅小區規劃設計，樓宇自控與智能化設計，市政設計等業務。

作為第十屆藝術節重點工程，三館項目的挑戰包括：設計參與方多、設計周期短、空間關系復雜，外形折面多、異形曲面多，空間定位困難、設備管綜復雜等 ，這都給設計工作帶來很大的挑戰。

面對以上的問題，山東同圓設計集團有限公司項目組借鑒國內外先進設計院的經驗，組建了一支BIM設計小組，通過把BIM技術應用于該項目從而實現了輔助設計方案調整、輔助空間坐標定位、輔助設計出圖，重點解決各專業間碰撞及管線綜合設計，全過程控制圖紙質量，優化設計。同時還將應用擴展到了景觀設計優化，室內精裝修虛擬現實模擬等專項設計領域，為下一階段服務施工和運營提供了基礎。

風洞模擬

基于BIM模型的可視化設計及設計優化

三館項目各個功能建筑被作為一個整體體量進行設計。因此其整體效果和室內空間設計均是設計難點，通過BIM模型可以直觀展示其設計效果，為可視化設計提供了基礎。在方案初期，通過方案資料建立出三館建筑模型和場地模型以便對方案進行推敲，而針對三館的室內重點空間則通過Navisworks漫游的形式來推敲其方案的合理性。

基于BIM模型的可持續設計

隨著國家對綠色建筑、可持續設計的重視，建筑的性能分析也逐漸成為方案前期需要考慮的要素，借助Ecotect、Project Vasari等軟件對三館整體和局部空間做了相應的風洞模擬、日照陰影分析、可視度分析、采光和熱環境以及聲環境的模擬，為綠色節能設計提供了強有力的支持和參考依據。

暖通風管和鋼結構碰撞

日照軌跡和陰影模擬

碰撞檢查和管線綜合及機電深化

項目中常見碰撞內容包括：硬碰撞和軟碰撞兩類，我們常說的多指硬碰撞，例如建筑與結構專業碰撞，內容主要包括標高、剪力墻、柱等位置是否不一致，梁與門是否沖突。結構與設備專業碰撞，則主要檢測設備管道與梁柱是否發生沖突；而設備內部各專業碰撞內容是檢測各專業與管線沖突情況；檢測管線末端與室內吊頂沖突是設備與室內裝修主要碰撞內容，一般情況設備專業很少與結構柱碰撞，多是與結構梁、剪力墻等碰撞。

因三館項目特別是該項目中的美術館項目斜柱較多，造成了設備專業和結構柱打架的情況，而針對幕墻或者外掛石材之類和結構的碰撞多是由于操作空間要求引起的軟碰撞。針對硬碰撞，項目組指定了相應的碰撞分類和優先解決方案。

軟碰撞結合施工進度情況作了相應的調整規則。三館BIM服務是一個全過程的服務，對于施工現場服務現階段主要是機電深化服務，根據施工單位及項目管理公司的要求，重新調整了管線排布和模擬管線安裝順序。

基于BIM模型的擴展應用

利用BIM模型，采用虛擬現實技術對項目進行全方位互動性的展現，是BIM新的拓展領域。BIM模型的多領域利用性使項目展示獲得了新的方法與流程，這在傳統的虛擬現實制作流程上引發了新的變革。在本項目中，BIM模型的多元化運用使山東同圓獲益匪淺，BIM模型的精細準確也使虛擬現實的質量有了巨大飛躍，使虛擬現實有了更強的表現力和更多的表現內容，突出應用表現在室內精裝修展示和室外三維景觀設計。

山東同圓利用BIM信息模型，取代了以往的傳統模型建造手段，使數字城市與BIM真正結合起來，拓展了BIM的作用領域，在本項目中三館地塊所有地形建筑均為BIM模型，與數字城市管理平臺的數據交換順暢便捷，效果優良，數據量更加豐富。

機電深化設計

群星劇場室內精裝效果圖

應用總結及未來展望

在BIM應用過程中，山東同圓做了多方位的嘗試，對BIM所帶來的價值有了深入的體會，其間經歷過許多的曲折，遇到很多的難題。通過研究與交流，山東同圓克服了大部分的困難，但仍有許多不足等待進一步的解決。BIM的理念與技術使山東同圓確信，利用BIM 來提升效率與質量，提高競爭力、擴大服務范圍是真正可行的，是山東同圓前進發展所必須的。

在項目的實際生產過程中，山東同圓選擇了整套BIM軟件體系，在協同、數據交換、信息管理等各方面都十分順暢便捷，在越來越深入的了解整個軟件體系的實際應用性后，山東同圓十分感嘆BIM技術的龐大與精細。

BIM的作用隨著應用的深入越來越大，涉及面也越來越廣，通過本項目的深入實踐，原先設計模式下松散的、孤立的工作流程變成并行、交互、融合的形式，數據、圖形的修改，與各方的溝通交流都快捷簡便。利用BIM技術，山東同圓保障了工作的順利完成，提高了山東同圓設計的質量與效率，同時獲得了業主的肯定。今后山東同圓將持之以恒的深入探索BIM的實際應用價值，將BIM落到實處，用踏實的工作來推進BIM的發展。

BIM是一種全新的針對建筑項目管理和設計的方法，會帶來整個建筑行業工作模式的轉變。BIM的發展需要業主、設計院、項目管理、施工總包、分包、供應商等所有參與單位都貢獻出自己的力量。

——山東同圓設計集團有限公司副總裁、總建筑師、三館項目負責人 段林

將建設工程真正引入生命周期管理，才是提高效率、降低成本、保證質量行之有效的辦法， Revit系列軟件是建設工程生命周期管理的中必不可少的BIM工具。

——山東同圓設計集團有限公司數字科技公司總經理 劉加森

BIM的應用讓我們獲益良多，從項目上來說提高了協同程度、避免了設計失誤，減少了“錯漏碰缺”，提高了項目設計質量，同時在施工配合、以及數字城市中的應用方面也積累到很多的實踐經驗。

——山東同圓設計集團有限公司三館項目經理 李云峰