杭州奥体中心体育游泳馆项目中的BIM应用

完成这些步骤之后，项目团队得到了外幕墙基准面，并在基准面上做了网格划分。在此过程中出现的参数可分为两大类：一类参数可以影响外幕墙基准面的形态，主要有椭圆方程式、参考脊线点坐标，这些参数可称为体型参数，它们会决定曲面覆盖的容积；第二类参数影响网格的密度，包括基准线上的分点数目、椭圆线上的分点数目。在实际建造中，密度参数影响了单元面板的大小，并且由于外幕墙曲面的网格与钢网壳结构的网格存在联动关系，因此密度参数也决定了钢网壳结构网格的划分。

紧接着项目团队将在这些基础曲面上，通过一致的逻辑和不同的参数进行逻辑上的钢结构设计，完成钢结构上下弦曲线中心线的建模，从而使钢结构和外幕墙曲面以及分格达到一一对应的状态。

前面步骤通过逻辑生成的造型虽然很流畅，但过于完整了，也不适应功能的需求。北京市建筑设计研究院有限公司又根据功能需要加入了一些特殊部位，对完整的形态产生了一些修剪，增加些有趣的变化，使得造型更加生动。这些部位包括中部斗形连接体、两端檐廊、四个入口以及直立锁边排水层，这些特殊部位都具有各自独立的逻辑，并附着在基础曲面之上，但并不对基础曲面的逻辑造成系统破坏。其层级关系，使基础曲面调整时，特殊部位跟随变化，但特殊部位调整时，对其他部位不造成影响。

外幕墙表皮是建筑外墙上微观单元的组合，如何在宏观曲面上定位他们，并用可实际建造的方式实施他们是一个有趣的挑战。最初的设想是让表皮呈现出生物的鳞片状的形态，参数化设计会使形态设计与更为细小的构造单元设计直接地联系在一起，并且相互影响着。在操作层面，项目团队将为上一阶段划分的每个菱形网格赋予一个立体造型单元。菱形网格的划分是对曲面的细分，而每个网格上的单元形态的设计将最终积分成为对整体形态的重构，将宏观曲面划分与微观单元形态联系起来的是二者定位信息的相互关联，每一个单元形态会根据自己所处的位置发生变形，以适应其所在的曲面环境。这样的建筑表皮就好像生物鳞片一样具有有机的渐变形态。

经过最初的多方案比较，最终确定了以外幕墙单元周长大小为参数，在两个方向对增加外幕墙变化的方案。变化其一为每个单元片一端翘起，其二为在单元上开与所在单元周长呈反比的透光孔洞，这样周长越小的单元片开孔越大。由于最小的单元片位于中部连接体上空，这里开孔将最大，这与项目团队希望中部连接体有较大开放性的初衷不谋而合。

不仅如此，在深化阶段，项目团队还将幕墙构件的细节——从角码卡件到螺栓——全部建立可视化模型，进行了一次虚拟安装建造，避免可能发生的构件相互碰撞等不匹配情况出现。

钢结构BIM设计

前一步参数化设计为项目的造型奠定了基础，但参数化形成的一整套逻辑体系和计算关系更多存在于虚拟世界中，而钢结构BIM的步骤则通过钢结构的构件化，将虚拟世界中的中心线和曲面等抽象的要素物质化起来。BIM强大的可视化模型最终使工程设计从虚拟走向实际的加工和生产，使项目团队直观的看到了完成后实际情况。

在钢结构深化中，北京市建筑设计研究院有限公司通过分析每一榀空间杆件的曲率，发现杆件越是靠近下部支撑端，其曲率越大，相应的结构计算也证明，其相应的弯扭程度和内部应力也越大；而杆件越靠近顶端，其曲率和弯扭程度越小。因此项目团队将最下两段杆件设计为弯扭杆件，而上部为直杆件。这样，既符合了受力情况，又节省了造价，同时与观众更多更直观的接触网壳下部也是吻合的。类似的推敲也解决了复杂结构在空间中出现的各种难点和节点，包括空中节点和落地节点等的一系列问题，完成了钢结构的设计。

机电整合和节能设计

机电整合以及与之密切联系的节能设计，是该项目BIM设计的又一个重点。由于建筑造型复杂，可以想象将大大增加附着在复杂造型的机电管线的设计复杂性。在这里，北京市建筑设计研究院有限公司仍然通过BIM模型强大的可视化功能，将所有构件进行建模推敲，对他们之间的关系和是否碰撞进行检查检测，排除了二维图中难以发现的诸多问题。这些系统包括管线综合、空间管线以及雨水系统等。

不仅如此，项目团队还在设计之初就开始对建筑自身的复杂造型对节能的影响进行评估，在施工图阶段，运用了相应的软件对节能系统提出的设想进行了复核和检验。