BIM技術在大型商業綜合體項目設計階段的應用

任星 薛傳星 李濤 楊紅梅 劉立衛

摘 要：本文結合城發（青島）商業中心項目的工程實踐，介紹了BIM技術在大型商業綜合體項目設計階段的應用。通過基于BIM技術的項目節能技術分析、表皮參數化建模、三維坐標定位、漫游、碰撞檢查等手段，提升了方案設計的比選效率，解決了圖紙上的錯漏碰缺等問題，減少了施工返工、設計變更與成本造價，保證了施工進度與質量。同時，基于BIM技術的應用，總結現狀相關問題，提出有針對性的解決措施。

關鍵詞：BIM技術；商業綜合體；節能分析；建模；碰撞檢查

中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0108-03

目前國內對于BIM的定義沒有一個具體化或者權威性的表達，根據今年住建部剛剛頒發的《建筑工程信息模型應用統一標準》，BIM（Building Information Model）是指全壽命期工程項目或其組成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享數字化表達。而目前國際公認的較為準確或者完整的BIM定義，是由美國國標NBIMS做出的：“BIM是一個包括物理特性與功能特性的建筑項目信息化模型；是一個可靠共享的知識資源，是從項目概念設計開始到拆除的整個壽命周期的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，設計方、總承包方、分包方等不同利益相關方的協同作業通過在BIM建模過程中提取、插入、更新和修改信息來支持和反映。”其中B（Building）代表建筑，也可以說是建筑物或者建筑工程項目，指明了信息模型的服務對象；I（Information）是指信息，包括物理（幾何）信息和功能（非幾何）信息。物理信息：建筑形狀、結構構件和選型、施工機械布局、材料堆放區等；功能信息：材料的耐火等級和傳熱系數、造價系統、設備管理系統、采購信息等；M（Model或Modeling）指的是模型結果或建模過程。

基于BIM技術的項目管理，通過方案階段的節能分析，設計階段的精確計算，施工階段的施工模擬，可以提升項目的生產效率，提高項目的建筑質量，縮短工期，降低成本。目前，國內各政府監管單位、設計單位、監理單位、咨詢單位、施工單位以及建設單位都在BIM技術的推廣不遺余力。BIM技術的發展將會大力促進建筑行業的重大變革。本文將以工程項目實踐為基礎，對BIM技術在商業綜合體中的應用做一個介紹。

1 項目概況

城發（青島）商業中心——永旺夢樂城項目位于青島市西海岸新區，占地71959.2m2，總建筑面積約31.8萬m2，包括商業和金融辦公部分，其中商業面積24.8萬m2，金融辦公面積約7萬m2；商業地上建筑4層，地下2層，金融辦公地上23層，地下2層。項目總投資約25.2億元，其中商業部分總投資約18.2億元，金融辦公部分總投資約7億元。

2 BIM設計應用階段概覽

BIM設計應用階段概覽圖1、圖2所示。

3 設計階段BIM技術應用

3.1 模型搭建

BIM模型是BIM技術各項應用的基礎。本項目建模工具主要采用了Revit系列軟件，同時以CAD作為輔助工具。在項目的方案階段，通過這些軟件搭建了土建模型、機電模型等。具體如圖3（a）、（b）、（c）、（d）所示。

3.2 節能分析

在項目體量設計前期從“降低能耗，高效利用資源”等綠色可持續發展方向出發，利用軟件分析建筑朝向，開窗位置，體塊切割形狀等，為后期節能計算、綠色建筑評定提供真實可靠的分析數據支撐。節能分析模型圖4所示。

3.3 項目表皮參數化建模

針對商業部分外表皮在Rhino模型的基礎上采用grasshopper進行參數化建模，針對菱形分格，隨機大小進行開洞，并用形體優化后的曲線進行控制，保證了開洞大小的隨機性與形體變化具有聯動性。表皮參數化建模圖5所示。

3.4 三維坐標輔助定位，把控精準定位

針對項目幕墻造型，立面和平面二維圖形難以完全表達其準確的定位信息，甚至對于三曲外表皮，三維輔助定位變得尤為重要，為保證方案原創的尺度能夠準確無誤的過渡到施工圖階段，方案階段提供具體的三維坐標定位。三維坐標定位圖6所示。

3.5 基于Fuzor及Lumion漫游

在體塊推敲結束后，外立面的細節及外裝飾構件尺寸的把握需要反復的推敲及試驗，單純憑靠人的主觀意識及經驗，是不能把控的很精準的；在Fuzor及Lumion軟件對項目進行人視角度的漫游，親身體驗項目細節的尺度感，進行效果把控。漫游效果圖7所示。

3.6 項目協同設計

基于Revit自帶的協同平臺，采用工作集的模式，使多位設計師的工作基于同一個平臺、同一個模型進行，保證設計過程中各專業時刻互校，避免出現專業內及專業間信息傳遞不對稱。各專業協同設計圖8所示。

3.7 碰撞檢查

基于BIM模型進行碰撞檢查，避免因原設計與施工客觀現狀相互碰撞，建筑結構設計與機電施工設計相互矛盾等引起的施工過程中的設計變更不斷，減少后期工作量結算內容，降低建設成本，減少材料損耗。目前針對施工圖圖紙，共計提出圖紙遺漏、設計缺陷、設計細節疑問、圖紙優化建議等52條，其中建筑專業9條，結構專業11條，給排水專業6條，暖通專業17條，電氣專業9條。三維設計碰撞檢查圖9所示。

4 結語

在設計過程中，通過基于BIM模型的參數建模、節能分析、多專業協同設計、碰撞檢查等手段，提高了設計效率，優化了設計質量，為項目的各參與方都帶了效率與質量的提升。設計階段的BIM模型應用，最終會落實到施工過程中的施工模擬以及后期運營維護階段的數據集成，為后期BIM模型的應用奠定數據基礎。