中关村航空科技园项目一期工程BIM应用

客户：中国航空规划建设发展有限公司

中关村航空科技园项目一期工程BIM应用

图1 中关村航空科技园规划总平面图

中国航空规划建设发展有限公司（简称中航建发），其前身为始建于1951年的中国航空工业规划设计研究院，是中国航空工业集团公司的直属业务板块之一，是国家大型综合勘察设计单位。经过六十余年的发展，公司已由单纯的工程设计院逐渐转变为工程建设领域的价值集成商。

Autodesk® Revit® Architecture
Autodesk® Revit® Structure
Autodesk® Revit® MEP
Autodesk® Vault Collaboration
Autodesk® Navisworks®

客户感言：

BIM应用的过程为“创建”、“管理”和“共享”。不同的岗位在整个应用过程中承担着不同的角色，使用不同的软件系统，只有每个人整体应用才能发挥出价值。

— 赵京中关村航空科技园一期项目负责人中国航空规划建设发展有限公司

BIM是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里信息不仅是三维几何形状信息，还包含大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、价格、重量和进度等等。

— 王啸波BIM技术中心负责人中国航空规划建设发展有限公司

BIM应用已不仅是在设计阶段，更是延展到施工、运营等阶段，还体现在项目的全生命周期的设计和管理中。

— 胡伟建筑师中国航空规划建设发展有限公司

中关村航空科技园项目一期工程BIM应用

案例正文：

项目概况

中关村航空科技园是中关村国家自主创新示范区的重要组成部分，是中航工业与北京市进行战略合作的重要项目，园区依托中关村国家自主创新示范区的良好环境，聚集航空高端人才和尖端技术，打造中航工业融入世界航空产业链、融入首都经济发展的重要平台，成为中航工业的财富标志和展示窗口。

中关村航空科技园位于中关村国家自主创新示范区核心区，地处沿中关村大街和学院路两条主要发展轴线所夹区域内，规划用地南接北三环西路，北至双榆树北路，东临中关村大街，西临科学院南路。规划总建筑面积77万平方米（其中，地上建筑面积43.3万平方米，地下建筑面积24万平方米）。中关村航空科技园根据规划道路将园区分为航空展示区（Ⅰ区）、科技交流区（Ⅱ区）、科研设计区（Ⅲ区）、测试试验区（Ⅳ区）。该项目为中关村航空科技园一期工程（位于Ⅰ区），包括1号科研创新楼、2号航空学术中心。

图2 中关村航空科技园分区图

图3 中关村航空科技园一期工程效果图

1号科研创新楼为高层民用建筑，地上建筑面积52040平方米，地下建筑面积约22893平方米。建筑高度76米，地上16层，地下3层；2号航空学术中心为多层民用建筑，地上建筑面积10276平方米，地下建筑面积约17633平方米。建筑高度15.15米（局部最高点23.15米），地上2层，地下3层。

其中1号科研创新楼地下二、三层为停车库；地下一层为设备用房及职工厨房、餐厅；地上一层、二层为入口大堂及部分商业配套设施；地上三层至十六层为办公室。其中，地上三层为大开间办公,将来可以作为大型餐饮、商务中心等使用；四层至十六层按照小单元办公设计。2号航空学术中心地下二、三层为停车库；地下一层为设备用房及展厅；地上一层、二层为入口大堂及展厅。目前2号航空学术中心按照展厅设计，并兼顾可灵活使用的功能需求，将来根据需要能作为展览或商业。

项目难点

功能复杂——作为商业综合开发项目包含多种功能，各专业之间协调工作量大，怎么处理好之间的相互关系对于项目成功至关重要。

幕墙——建筑风格的古典形象，线脚和凸凹较一般现代建筑复杂，为了使天然石材幕墙达到最佳的效果，有必要将幕墙的整体体系以三维的形式推敲一番，进行精细化设计。

结构——航空学术中心玻璃金字塔30mX30m，内部空间跨度近45m，在解决空间构筑问题的同时，还需保证优美的室内空间形象。

图4 玻璃金字塔

BIM在建筑设计中的典型应用

中关村航空科技园项目一期工程形体较为规整，专业协调关系复杂，在常规项目中具有代表性，重在探索BIM的工作流程，并尝试扩展其应用的深度和广度。

Autodesk Vault Collaboration软件管理功能强大，所有构件在窗口三维可视化，非常方便选用。

基于BIM平台，各专业可以同时同步进行工作。墙、板、窗等皆参数化设置，基于轴网，平面绘制完成即完成了三维建造。BIM模型准确反映建筑细节，如真实建造一般。可视化的设计模式，避免了各专业之间由于沟通，思考上的疏漏而产生的失误，同时也方便大家彼此在工作的过程中检查彼此的工作，查漏补缺。

幕墙方面，首先对建筑幕墙进行分析，提出代表性节点问题，在与幕墙公司进行一定程度深入沟通、咨询后，分别使用BIM进行精细建模，单一比对优化，最终完成建筑幕墙体系的施工图设计。

图5 立面幕墙效果图

2号航空学术中心玻璃金字塔是设计的亮点，结构专业做出多种可行性方案，分别导入AutodeskRevit软件中，并与各专业进行合模。发现下悬钢拉索结构杆件轻巧，最为合适。基于此，按照结构科学设计原则，继续做出多种高度的下悬钢拉索结构，利用BIM可视化设计进行对比检验，最终获得优美的弧线。

图6 玻璃金字塔室内效果

在BIM模型的基础上又进行了施工模拟、虚拟现实、管线综合及管线碰撞检查，最大限度的为施工控制提供了便利条件，为施工零失误提供了可能性。为各方提供了直观的建筑感受，并得到了中航建发集团公司领导的高度评价“采用飞机参数的模式设计建筑”。

图7 虚拟现实

图8 室内精装效果模拟

图9 管线综合

BIM族库建设与管理

满足现有项目，也利于以后其他项目。这是该项目的第二个重要任务。现在建设量大，速度快，时间紧。常规项目有很多的共性，重复性设计和应用比较常见，也有利于控制成本。依托Autodesk Vault Collaboration，该软件管理功能强大，所有构件在窗口三维可视化，非常方便选用。基于公司的BIM出图标准、国家设计规范深度，结合实际将代表性族建模详细合理，一一分门别类，导入Autodesk Vault Collaboration。

图10 族库管理

BIM对于总承包项目的价值

中关村航空科技园项目是中航建发重大项目，也是中航建发的全价值链项目。项目开始团队就明确项目一定创优的目标，BIM的三维全息系统方式对项目各方有几点实在的价值：

1、新人成长学习的帮助，中关村航空科技园项目规模大、时间紧，确定BIM工作方式后，院内投入了很大的人力、物力，成立了由设计团队与项目管理团队共同组成的 “中关村航空科技园项目团队”。传统二维工作方式，专业间隔阂比较大。举一个简单的例子，暖通专业有很多设备和管道，其形状样子，不少暖通半新员工都不是很清楚，工作中只需要二维图平面表示，建筑等其他专业就更不了解了。BIM基于三维，需要建立完整的模型，加上大家一个平台工作，对于专业的工作进度和方式就是一个很好的交叉、交流的途径。

BIM模型能准确的反映建筑细节，如真实建造一般。可视化的设计模式，避免了各专业之间由于沟通，思考上的疏漏而产生的失误，同时也方便大家彼此在工作的过程中检查彼此的工作，查漏补缺。

可以说BIM项目团队为新人成长提供良好的坏境，要求每个团队成员不仅为团队做出自己的贡献，也在项目团队中取得进步，使得项目团队的整体业务能力和管理素质都得到提升。

2、设计投资控制，作为商业项目既要保证高质量设计，又必须严格控制投资，从可研设计到初步设计到施工图设计的各阶段，设计从细节着手，在满足业主要求、市场要求的前提下，设计人员、技经人员、项目部人员对设备选型标准、材料档次进行了反复确认，并进行了大规模、大范围的询价，确保项目后期投资得以控制。项目团队立即调整目标将建筑模型尽可能的创建精细，中航建发还将幕墙设计、精装修设计、夜景照明设计、绿化景观设计均纳入了设计范围，形成了设计总承包（目前已提供了夜景照明、绿化景观的设计方案给业主，正在进行幕墙、精装修的设计）。

3、施工过程控制，设计基本完成，进入施工阶段，中航建发给项目管理团队也配备硬件设备并提供软件支持，BIM的工作方式继续延伸。设计团队与项目管理团队就施工过程中设计更改通知单、施工洽商、设备招标等过程控制，达成了一致，要求设计人员、总承包人员对此严格控制、把关，共同对投资进行控制。目前，设计团队已就施工过程中需要的注意事项等内容与项目管理团队进行了内部交底；项目管理团队也对图纸的某些细节提出了进一步深化的要求，设计团队已完成此部分修改。总而言之，基于三维的交流十分快捷，准确。

图11 施工现场

总结

由于该项目基于BIM技术前期的细致工作，施工现场进展顺利，在北京市建设阳性行业检查中被评为绿色安全施工示范项目。

设计创造美好生活，BIM的可视化设计平台，中关村项目BIM的使用过程，相当于将一个设计项目进行了一次完整的全专业虚拟建造，对中航建发的工作提出了挑战的同时，也带来了做出更好设计的帮助。

图12 施工现场（9月）