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天津海河柳林“设计之都”核心区设计公园天津之冀项目BIM技术应用

李宁 苏锋 邱寒 马刚

中国市政工程西南设计研究总院有限公司

1、项目概况

天津海河柳林“设计之都”核心区设计公园天真之翼项目位于天津海河柳林地区，所属于“设计之都”核心区 的40.72公顷的设计公园之中，“设计之都”功能规划定位为创意与设计产业发展需要相应的展示、会议、商务商业配套等设施作为硬件支撑，使产业培训、业务开展、交流合 作等工作得以顺利开展。而天津之翼作为天津“设计之都” 核心区的城市新地标，地位举足轻重，通过未来现代的设计理念，轻盈生动的悬挑结构，最终形成270度天津之翼环 景视窗。天津之翼整体结构由商业建筑、悬挑构筑物、露天剧场三大部部组成，跨度达120米 , 悬挑达45米，是国内悬挑跨度最大的园林构筑物，是天津市的重点项目。前后经历了九版方案的更迭，建成之后将与天津之眼遥相呼应，构建了天津柳林地区城市“新名片”。

2、BIM应用环境

1、悬挑构筑物跨度120米，悬挑45米，索塔高度40米，设计难度大，施工难度大，危险因素多，容易产生安全事故。

2、项目运用大量三维曲面金属幕墙，幕墙单元设计难 度高，金属曲线加工难，现场安装精度要求高。

3、建设规模大，标准高，空间关系复杂，传统二维图 纸所表达的设计内容理解起来往往难度较大。 

3、BIM设计环境的构建

3.1 BIM设计标准制定 本项目编制完善了《天津之翼项目BIM总体实施方案》， 为本项目及后续项目奠定了技术规范基础。

3.2 BIM设计软件选用 选择数据管理能力出色、数据接口统一的参数化设计软件：Revit、Grasshopper、Civil 3D、Ecotect 等软件

4、BIM应用实施

4.1 BIM方案比选优化应用

4.1.1 BIM统量计算 - 比选耗材最少方案 方案比选阶段运用revit辅助设计，对比两种方案的耗材量，得出建材损耗更小的方案，实现项目效益提升，降低 建造成本。 

4.1.2 ECOTECT 室外热环境分析 - 比选能耗最少方 案 方案比选阶段运用 Grasshopper 辅助设计进行室外 光照分析，对比不同方案所受室外热环境影响，得出更有利 于减少空调能耗的方案，可显著降低能耗。 

4.1.3 BIM 土方量计算 - 比选土方量最优方案 方案比选阶段运用 Civil 3D 辅助设计，分析不同方案 的土方量，得出土方量开挖更少的方案，有利于项目降低施 工成本。

4.1.4 GRASSHOPPER参数化设计-优化表皮单元设计方案优化阶段运用 Grasshopper 辅助设计，在加工 难度高的三维曲面金属幕墙处，对比不同金属幕墙嵌板方案 的加工难度、经济性、适用性，优选出最佳方案，尽量实现 表皮单元统一化、模块化，助力解决大面积曲面金属幕墙加 工、制作难度高的问题。

4.1.5 BIM辅助幕墙设计。在方案优化阶段运用revit辅助设计，通过 revit统计不同玻璃幕墙方案的材料消耗量，优化玻璃幕墙设计，降低建造成本。

4.1.6 BIM常规辅助设计运用。在方案优化阶段BIM常用的辅助设计的运用有辅助结构方案设计、悬挑桥体梁高优化、室内照明方案优化、环境 分析辅助优化建筑形体等四方面，有效提高了设计的效率及质量。 

4.2 BIM在方案深化过程中的应用

4.2.1 参数化建模。通过建立各专业的BIM模型，严格控制图纸错漏碰缺， 根据校核后的BIM模型精细管控，达到设计、施工一体化。

4.2.2 BIM 精装修设计。精装修BIM技术应用能够在天花施工中提前规避与结 构、建筑、机电以及其他构件的碰撞，导出精装修点位图，提高施工精度和速度。

4.2.3 钢结构节点建模。对复杂节点进行建模，协助施工方进行钢结构方案优化，有力保障了现场工程的施工质量。

4.2.4 模型变更管理对变更部分实时优化，记录变更前后相关信息，并及 时进行APP端消息推送，上传管理平台。

4.2.5 室外场景渲染与漫游BIM对室外场景进行真实的夜景、日景的渲染，能够有效表达设计效果，提升设计效率及质量。

4.2.6 可视化-VR漫游。在VR中模拟人的真实身高漫游，检查设计是否合理， 并进行技术交底。

4.2.7 常规辅助设计深化运用。在方案优化阶段BIM常用的辅助设计的运用有机电管综出图、预留孔洞、工程量统计、碰撞检测、参数化交底、 建立族库、钢结构与土建模型整合等七方面，有效提高了设计的效率及质量。

4.3 BIM在施工准备阶段中的应用 

4.3.1 BIM5D施工进度统筹。提供可视化4D虚拟模型，动态展示主体结构施工阶段项目进度，检验进度计划合理性；施工过程中，利用BIM5D 对混凝土浇筑的物料曲线进行合理分析，判断物料 需求趋势。

4.3.2 幕墙系统深化设计。参数化设计结合先进数字化加工工艺技术，根据参数切割制作三维曲面金属幕墙，有效解决大面积曲面金属幕墙加工、制作难度高的难题。

4.3.3 常规施工准备阶段设计运用。在方案施工准备阶段BIM常用的辅助设计的运用有可视化交底、移动端AR交底、Navisworks虚拟建造等三方 面，有效提高了设计的效率及质量。

5、项目总结

本项目前后经历9版方案更迭，通过构建一套基于协同设计的管理模式，在项目初制定BIM实施标准，在方案比选优化过程、及方案深化中通过采用BIM技术，对于设计中的错漏碰缺进行了精准的判断，大幅避免设计变更，提升了设计效率，提高了设计水平。通过采用虚拟漫游、VR技术等手段，真实反映设计意图，提高方案表现力，助力方案决策，提升各方沟通效率，大幅缩短设计周期。在方案施工准备阶段， 通过BIM5D施工进度统 筹、幕墙系统深化设计、可视化交底、移动端AR交底、 Navisworks虚拟建造等五方面，有效降低了施工成本，加快了项目的进度。在本项目中，BIM团队通过创新应用综合性BIM解决方案，不仅节省了成本，缩短了工期，响应了国家的BIM政策，同时也实现了设计要为智慧运维做好充分准备、打造项目数字化资产的高要求。