【金标杯】第三届金标杯优秀作品巡礼：滴水湖南岛会议中心项目设计施工一体化BIM应用

滴水湖南岛会议中心项目设计施工一体化BIM应用

徐磊 周臻全 王子瑞 熊磊 范佳梁 王润泽

上海建工一建集团有限公司

1、项目概况

南岛会议中心，总建筑面积约6361平方米，建筑高度17.9米。该项目是用于召开2020年世界顶尖科学家论坛而修建应急工程，位于浦东临港滴水湖南岛，周边景色宜人，环境优美。滴水湖南岛在拥有了锦簇的花团（皇冠酒店）， 繁茂的枝叶（游艇俱乐部）后，迎来了累累果实 - 南岛之果 （本案）。本案建筑立面采用了类似树干生长的元素，屋顶 部分则通过装饰条的双向布置，形成了南岛之果的意向，与前期项目花朵、枫叶相呼应。

2、BIM应用环境

2.1 工程难点 

本项目需要在5个月的时间内把方案落地变为现实。项目首先要满足国际会议中心使用功能，其次尽可能体现方案创意，经过进一步沟通讨论后，该项目的主要难点如下：1. 设计施工总工期仅5个月，时间紧迫。2. 设计需满足国际会议标准，设计水准要求高。3. 会议中心为曲面造型，空间跨度大，设计复杂程度较高。4. 仅有意向方案内容，房间紧凑，大量空调、暖通设备用房无位置可安排。

2.2 BIM组织及资源 

项目建立初期，我们第一时间组织了以设计院院长为领导的设计管理团队，确定了各团队的负责人，包括土建设计中建筑结构设备负责人、幕墙深化分包负责人、钢结构深 化分包负责人、室内设计负责人。其中泛光照明、会议系统中的弱电和声学等系统都请 了专业设计单位作为顾问。项目所有分项、子项都有高水平的团队来负责，从而保证了设计质量，保证了项目顺利推进。

3、BIM设计环境的构建

3.1 BIM应用情况 

3.1.1 优化设计方案。采取边设计边施工的方式，体现了BIM技术的优势， 能做到可视化、参数化设计，同时预留机电设备功能空间，为后续运营提升服务品质提供了条件。为了优化建筑功能布局，通过BIM方案的比选与展示， 将设备间及其他功能用房归类集中处理，使其对会议厅的主要功能影响降到最低。

3.1.2 幕墙方案设计。运用数字化设计、三维模型模拟等方式进行模拟，再进行现场小样的制作，对于设计疑问及工艺要求依据小样进 行调整，最终与甲方确认实施方案。

 3.1.3 泛光照明设计。泛光照明为重点设计内容，整体设计需打造出“南岛 之果”的造型。根据建筑使用功能的不同，经BIM技术模拟效果进行比选，将泛光模数设置为日常模式、出租运营模 式及节日模式。

 3.1.4 进度管理。制定详细施工进度计划，同时运用BIM5D模拟施工 过程，将工作任务分解至每一天，现场定期召开进度控制例会，严格把控施工进度、及时纠偏。 

3.2 BIM特色应用

3.2.1 筑结构一体化正向设计采用基于C#语言的Rhino+Grasshopper与PMSAP协同建筑结构设计方法：1. 建筑建模：采用NURBS 建模方式，更好地控制物体表面的曲线度；2. 建筑模型几何信息参数化处理：导入Rhino中，定好坐标，确定标高，完成针对复杂异形空间结构的曲面建模；3. 建筑模型物理信息信息化处理：通过C#语言，自动执行命令，实现自动化建模、重复修改模型、参数化研究等功能。4. 结构计算。运行分析模型，计算不同截面和结构形式的受力，反复修改得到最优的结构方案，并通过PMSAP继续验证，确定最终的结构模型。 

3.2.2 结构正向设计 通过PMSAP进行结构验算与复核，确定设计方案， 由模型生成图纸，确定钢框架 + 变截面钢桁架的结构方案， 承载力大，传力明晰，较好的解决了抗风和抗震的问题；经过正向设计方案比选，采用圆柱截面能较好的解决钢柱长细 比超限，多向压弯的问题；大面积采用钢桁架，上弦包铝板做造型、下弦做屋面上放部分设备空间结构，节约钢材。

3.2.3 设备正向设计会议厅为梁底净高11.69米的大空间，桁架内结构复杂，使用功能对机电要求较高，该空间布置较多的大风管， 局部区域吊顶要求较高。进行5D模拟，优化系统方案，并将模型与现场进行比对，精确指导施工；模拟场外情况，将部分设备用房提前设置于建筑之外，达到提前施工、减少施 工周期、增加建筑使用面积的目的；在金属幕墙处设置百叶， 解决通风和排烟的问题，同时保证了外立面的美观。 

3.2.4 屋面设计施工一体化数字建造对本项目的难点 —— 双曲面的屋面及雨篷，通过SketchUp结合参数化软件Rhino用于三维模型的搭建，Grasshopper用于数据的提取及处理。借助Rhino+Grasshopper系统化的模型坐标点、编号图，导入现场全站仪用于现场的施工定位。

3.2.5 异形铝方通弧形墙面数字化设计建造技术 会议中心大空间区域工作主要饰面为铝板饰面，每根方通的折弯高度 / 角度都不同，铝方通背衬铝板饰面通过钢管骨架和铝合金角码链接固定，采用钩挂的安装方式。铝方 通弧形墙面构件的制作通过应用Rhino软件建立数字化三 维模型，再将三维模型拆解得出每根铝方通的展开图，最终输入数控激光切割机加工，形成实物。

4、综合效益

滴水湖南岛国际会议中心项目自成立以来，根据工程 进度和总体施工部署，一建团队发挥高端会议建设经验，帮助业主进行产品定位；做好正向设计工作，提高了复杂工程 实施质量；做好专业设计集成，发挥了EPC总承包设计管理优势；设计与现场施工密切配合，实现了设计施工一体化。期间我们提出了机电安装工程数字化建造技术、异形铝方通弧形墙面建造技术和多种BIM专业软件在项目实施过程中的应用等创新性的建造技术，为工程顺利实施提供了有力的 技术支撑和保障，创造了巨大的经济效应。