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[资源分享] BIM在CCDI建筑设计中全程应用 助推项目成功交付(技术版)

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发表于 2011-12-23 10:42:00 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
来源:AU 客户名称:CCDI集团 CCDI集团由成立于1994年的中建国际(深圳)设计顾问有限公司发展而来,是国内最大规模的多专业综合设计咨询集团之一,近4000名专业人士分布于北京、上海、深圳、成都、纽约的5大区域公司及全国15个办事处。 CCDI提供从咨询、建筑设计到建设管理、工程顾问的一站式专业服务。通过标准化、科学化的管理体系和方法论,为业主提供最优解决方案。CCDI在同行业中率先确定规模化、专业化、一体化、国际化的企业发展策略,提供从咨询策划、方案、初设、施工图到项目管理综合解决方案的全面服务,全面提升公司面对复杂问题提供综合解决方案的能力。每年公司的业务范围不断扩大,综合服务能力日渐加强,成为国内最具发展潜质的设计咨询公司。 BIM及相关业务部 CCDI从2003年水立方项目开始引入BIM技术,通过多年的技术培养和经验积累,于2007年正式成立BIM团队。在不到5年的时间里,BIM服务内容已经由辅助设计、管线综合、工程量统计、建筑性能化分析、延伸到4D施工模拟、辅助运维管理等全过程、全方位服务。随着2010年BIM及相关业务部的建立,CCDI参与了多项国内重大BIM咨询项目,不仅积累了丰富的BIM项目实施经验,并且积极寻求在传统的建筑设计、建造、运营工作中应用BIM的解决方案和最佳路径,为工程项目的相关利益方创造更多的价值。 成功案例: 中钢国际广场 应用软件及解决方案: Autodesk Revit Architecture Autodesk Revit Structure Autodesk Revit MEP Autodesk Navisworks Autodesk Ecotect Autodesk 3ds Max 客户感言: “经过不懈努力,CCDI通过项目实施把BIM的核心价值不断扩大,不仅仅局限于可视化交流、碰撞检查等工作,更加关注于建筑性能化分析、BIM出图和建造全生命周期全程用的能力提升。未来BIM技术将会改变行业工作模式,这种趋势是必然的,CCDI团队正在BIM技术大潮中探索和前行……” ——CCDI北京区域建筑数字化业务部经理、北京区域技术部经理 匡嘉智 “从2003年水立方开始认识BIM,2007年在深圳成立第一个BIM小组,2008年天津港客运大厦全设计阶段应用BIM辅助设计,2009年上海世博会电力馆BIM贯穿设计施工运营全过程,2010年毛里求斯SSR机场成为第一个海外BIM项目,2011年多个商业综合体开始基于BIM的设计监。CCDI经过8年的摸索和实践,将Autodesk的相关应用软件作为BIM平台的首选,包括Revit,Navisworks,Ecotect等,CCDI不断探索BIM战略发展方向,全力促进建筑行业的变革。” ——CCDI BIM及相关业务部技术副总监 张学斌 “借助BIM,哈西东广场地下枢纽这个项目,我们取得了很多成果。基于Revit的机电施工图出图,大大提高了精确度,节省了工作时间。通过管线综合,我们做到了全专业之间的可视化协同,为各专业的精确定位带来了准确的参考。当然BIM的内容不止这些,CCDI的BIM同样是不止这些,未来我们会做的更好!” ——CCDI北京区域建筑数字化业务部 机电二部负责人祁爽 案例正文: 案例一:中钢国际广场 项目概况 中钢天津响螺湾项目位于响螺湾国际商务区一号地,由一号塔楼(T1)、二号塔楼(T2)及裙房组成。该项目是中钢集团在天津滨海新区的窗口,也是中钢集团在华北地区的地区总部,由中钢国际置业有限公司投资。正在建设中的响螺湾商务区是滨海新区中心商务商业区的六大功能区之一,位于滨海新区中心商务区海河西岸,北临塘沽海河外滩公园,东与于家堡金融区隔河相望.。 中钢天津响螺湾项目占地 26,666.7 m2,总建筑面积395,181 m2,地上建筑面积301,570 m2。其中一号酒店塔楼(T1)建筑面积65,130 m2,二号综合体塔楼(T2)建筑面积225,370 m2,裙房建筑面积11,070 m2。二号塔楼(T2)为办公酒店综合体,总高358m,大堂挑高空间显示出气度非凡的世界顶级写字楼形象,楼内设有高速穿梭电梯及空中大厅转换层,可平稳舒适地到达各个分区。办公区符合5A 级写字楼标准。塔楼标准层平面为边长53m 的正方形,楼层内不设柱子,可适应客户要求实现小开间布局或整层开敞布局。通过80 层的酒店公寓大堂,可到达高楼最上面的豪华酒店,其中包括8 层skyloft 精品酒店和4 层酒店式公寓。塔楼上部81 层的空中餐厅,可以360 度眺望天津滨海新区、海河和渤海湾激动人心的壮美画面。一号塔楼(T1)为酒店,大堂设在二层裙房中央区,通过室外双向坡道可以直接抵达,大堂部分通过裙房将两座塔楼的底层连接为一个整体的酒店公共空间,包括商业、各式餐饮、休闲等功能,一号塔楼的四层为SPA 水疗中心。5-10 层为服务式公寓,11—22 层为酒店,并在中心设有通高的共享中庭,营造自然、舒适、优美的室内环境。中钢天津响螺湾项目以简洁得体的对角布局自然地为城市提供了公众景观空间和城市内部的绿色森林花园。在为办公楼和超五星级酒店提供优质环境的同时,也将成为市民和游人的重要目的地。
图1中钢国际广场外部效果图
图2中钢国际广场室内效果图
解决方案 一、基于BIM的可视化设计 中钢国际广场主楼为超高层建筑,高度为358米,整个建筑立面造型以“窗”为元素,尺度不一、排列变化的六棱窗构成多边形的外网筒,带来独特的建筑视觉效果,同时这一外墙(外网筒)作为主要结构承受整个建筑的大部分重力、水平荷载,达成建筑与结构的和谐。该项目对于BIM设计团队的难点是如何搭建拐角部分扭曲变形的钢管混凝土结构,以及建立拐角六边形幕墙窗。为了能完整完美的展现外部结构,BIM团队尝试了很多方法。最后,通过Revit三维创建功能完成了立面结构及建筑窗的建模工作(如图3所示)。
图3中钢国际广场外立面Revit模型
设计师对塔楼建筑拐角部分的建模采用了造型设计软件,辅助项目团队完成异型曲面建模工作。最后通过sat文件格式将Rhino模型导入到Revit模型中合并(如图4所示)。
图4中钢国际广场外立面BIM模型
在方案阶段,设计师运用Revit渲染功能,确定室内空间效果。例如在不同的高度对室内的采光效果以及人体感觉的影响。建筑师通过Revit建筑信息模型更改和完善了自己的设计理念,以及通过模型及渲染图片与业主进行沟通(如图5、6、7所示)。
图5中钢国际广场餐厅Revit模型渲染图
图6中钢国际广场大堂Revit模型渲染图
图7中钢国际广场屋顶Revit模型渲染图
在中钢的项目中,停机坪的设计也是在方案阶段很难定夺的一个难点。针对项目中停机坪与擦窗机的位置,建筑师利用Revit模型特有的优势将三种方案进行筛选(如图8、9所示)。
图8 基于Revit模型的停机坪设计与优化渲染图
图9 基于Revit模型的擦窗机设计与优化(Navisworks整合模型)
基于Revit技术的模型搭建,更全面地展现出建筑师的设计意图,在方案推敲的过程中,将抽象化的理念转换为具象化的模型,从而更利于方案的对比、择优,以其特有的直观性,降低了理解上的偏差。 二、基于BIM模型的协同设计 在中钢国际广场项目中, BIM设计师参与了地下室及地上裙房、塔楼部分的各专业BIM建模及机电管线综合工作。由于该项目是超高层建筑,所以机电各专业中各种管线繁多,比如:给水管,污水管,废水管,雨水管,中水管,消防,喷淋,喷雾,水炮,热供,热回等。由于管线数量超过传统建筑项目,对设计师来说,建模及后期的管线综合是一项重大挑战(如图10、11、13所示)。
图10 基于Revit模型的结构专业效果图
图11 基于Revit模型的地下室机电管线效果图
图12 基于Revit模型的裙房结构、机电效果图
其中在走廊中由于管线众多,需要在符合设计的基础之上进行管路的优化与协同。在Revit模型的建立过程中,设计师发现了一些细小的问题,如:坡度紊乱,管路穿插。通过BIM 三维模型的可视化与细致综合的技术优势,解决了项目中管廊里面的管路布置问题。相对传统的二维设计,BIM 三维可视化设计能更直观地发现专业间的冲突问题(如图13所示)。
图13 基于Revit模型的裙房机电管线综合
三、总结 在中钢项目的方案阶段,特别是对复杂造型的设计上,BIM在设计优化、方案对比和方案可行性分析时起到了重要作用。同时建筑性能分析、耗能分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都将对建筑设计起到重要的设计优化作用。与设计师的协作设计,也使得项目可以顺利进行,并且消耗最少的时间,达到最优的效果。最终一个完美设计的建筑借助BIM的支持得到完美的体现! 案例二:哈尔滨西火车站东广场地下枢纽项目 项目概况 哈尔滨西火车站东广场工程为哈西站枢纽工程,为全地下建筑,共分两层。其中地下一层的层高5.40m,地下二层的层高4.70m,总建筑面积164,800 m2。项目分为A、B 、C、D四个区,工程中有下沉广场,出租车蓄车场,社会停车,公交换乘与管理,公交站,商业,餐饮等。 项目规划突出交通疏导功能,按照站前广场与综合立体换乘中心合一,实现公路、铁路、地铁、城市公交“零换乘”的目标,优化各类交通模式的布局,建立紧密、方便、快捷的交通体系。西客站广场规划还将彰显哈尔滨城市特色,充分展现北国冰城地方特色和文化内涵,与站房主建筑协调统一、融为一体。同时充分利用广场和站区铁路用地的地下广阔空间,优化和拓展使用功能,地上、地下综合立体开发,增强城市发展“造血功能”。 哈尔滨西火车站东广场项目地上部分由公交车场、旅游大巴车场、休闲广场、下沉广场、绿化带等组成。整体工程分为地下两层:D区为商业部分,A、B区地下一层主要是出租车场、社会车辆停车场,地下二层的局部为人防地下室,战时用途为物资库,平时用途为停车场。建筑分类为地下公共建筑,建筑耐火等级为一级,C区为换乘站部分。
图14 哈尔滨西火车站东广场地下枢纽鸟瞰
图15 哈尔滨西火车站东广场地下枢纽BIM模型鸟瞰
解决方案 一、电气桥架在哈西东广场地下枢纽中的位置 哈西东广场地下枢纽工程,近十七万平方米,主体结构分为上下两层,多以商铺为主,项目设计十三条管廊,需要运用BIM进行管线综合。 本工程难点是管廊空间狭小,考虑到商业空间的净空高度,甲方一再要求吊顶高度不能低于2.85米,这给工程的机电管线综合工作带来了很多难点。经过基于BIM的Revit软件进行初步管线综合后,通过与甲方和设计方一再沟通,电气桥架的位置成了管线综合能否达到要求的决定性因素,最终商定把电气桥架移到管廊旁边的商铺里。 目前,BIM模型中的电气桥架分为两种:一种是强电桥架,一种是弱电桥架。在移动这两种桥架进商铺之前,需要考虑管廊两侧的环境情况再进行移动。 首先,要考虑两侧机房、楼梯间、观光电梯、竖井、配电间的位置。原则上需要将桥架放在靠近配电间一侧的商铺中,以减少桥架中电阻的浪费,但是有时靠近配电间的一侧会有带水的机房、楼梯间、竖井等,而这些是不能穿过的。因此遇到这种情况时,要将桥架放到另一侧。 其次,考虑管廊两侧风机盘管的位置,不要与桥架的位置发生垂直上下关系,同时还要考虑到桥架与结构柱之间的位置关系和规范上的一些其他要求等。 总之,通过基于BIM搭建的三维模型进行初步管线综合,给哈西东广场的桥架优化带来了完全可视化的交流,让甲方、设计方、施工方轻松的解决了桥架在管廊两侧的排布问题。
图16通过BIM查看主管廊中管线的分布情况,并对存在问题加以解决
二、哈尔滨西站地下枢纽机电管线综合 在哈尔滨西站地下枢纽机电管线综合中,BIM参与到管线标高和位置的设计工作中,使复杂空间可视化。 本工程的重中之重就是管线综合,尤其是走廊等公共区域的部分。据统计,本工程管廊数量为13条,管线总类达14种之多,管线类型多,数量多,并且尺寸比较大。尺寸最大的风管达到1600x800mm,管径最大的水管达到DN400,甲方要求吊顶高度控制在2.85m-3m之间,这样施工人员的操作空间也就仅仅为1m-1.4m左右,并且设计方的桥架图纸并不是全部给出,而是陆续发给BIM团队,增大了管线综合的难度。 通过与甲方的沟通,基本确定了管线综合的基本位置关系,即风管在最上面贴梁安装,在距离风管底部200-300mm下面的位置安装电气桥架,在距离桥架底部300mm安装各专业水管,这样能够保证空间的最大利用率,同时也将各专业管线之间的影响降到最小。但经历了前两版的管线综合之后,始终无法同时满足甲方要求的理论间距和吊顶高度。经过与甲方、设计方的沟通,一致通过将电气桥架从管廊移至商铺内侧的方案,从而增加管廊的使用空间,另外BIM团队也与甲方确定了管线综合的几项基本原则,依据原则进行管线综合,基本满足甲方提出的条件,并且配合Revit MEP出图功能,为甲方提供了管线综合的成果,效果良好。
图17 哈尔滨西火车站东广场地下枢纽管廊效果
图18 哈尔滨西火车站东广场地下枢纽管廊效果
图19 哈尔滨西火车站东广场地下枢纽一层地下车场附近管线分布
三、哈西东广场地下枢纽施工配合 应甲方要求,CCDI派驻哈尔滨工程现场的BIM设计师前往哈尔滨参与了BIM现场服务工作,通过现场指导,预先解决了施工中的一些重大问题。这期间,主要负责与建设方、设计院、施工方、BIM咨询方之间进行沟通协调,并将信息反馈到CCDI,与CCDI北京本部同事一起制作出成果后提交给远在哈尔滨的业主。 成果提出后,CCDI驻场BIM设计师又与建设方、设计方以及施工方进行多次现场协调会。会上,消防喷淋的施工方以喷淋爆弯多以及支吊架安装问题,向设计师提出安装复杂、材料费用增加等困难。但是由于吊顶空间有限,设计师经过多轮综合调整,优化了机电管线的排布,并取得设计方认同。最终,设计师给出了调整后的方案,即爆弯多最多只是影响安装工艺与材料费,支吊架的问题可以与其他管线做综合支吊架。这样现场协调会上的多个施工问题都通过可视化的BIM平台圆满的解决了。
图20 CCDI BIM设计师在施工现场工作
基于BIM平台帮助业主分析图纸上建筑、结构、机电各专业综合后不合理的问题所在。
图21 通过BIM模型找出问题
通过BIM模型清楚直观的预先告知业主管廊中管线的分布情况。
图22 通过BIM模型显示关键位置关系分布情况
利用BIM可视化设计解决了管线排布、支吊架安装等问题(如图23所示)。
图23 通过BIM模型管线整体、局部排布
现场施工照片(施工正在进行)与模型对比(如图24所示)。
图24 管线施工照片与模型对比
四、哈西东广场地下枢纽机电剖面出图 凭借基于BIM的Revit软件的超强出图能力,CCDI为施工方带来了最真实,最精确的机电管线综合剖面图、平面布置图和结构预留洞口图等施工图纸。 哈西东广场地下枢纽是CCDI BIM团队从初设到施工配合全程负责的一个项目,设计过程乃至整个工程对BIM技术依赖性很强。建筑结构的模型搭建完成之后,主要的难点在于机电专业的综合布线与调整,同时项目施工图设计方与CCDI并不是一个公司,因此更加加重了难度。 根据合同规定,要出BIM管线综合成果,设计师在Revit 和Navisworks中进行了相当长时间的工作,并且根据几轮的交涉,进行了几次现场汇报,且都是以BIM三维模型为基础的汇报,甲方比较满意。但由于三维模型与设计单位的交流存在一定的障碍,导致设计师无法从三维模型中看到二维图纸。如何解决这一难题呢?BIM团队进行了新课题的探索,就是基于Revit模型的出图。机电管线综合首先要看的是关键节点的剖面,设计师们决定从此处入手开始解决问题。 如何方便快捷的将三维模型快速的转换为二维图纸呢?考虑到Autodesk Revit强大的图纸功能,设计师们决定开发这一功能,并且还要符合CCDI的施工图出图标准。传统的剖面与从Revit中直接得到的剖面存在一定差异:传统的剖面趋向于概念化,而Revit MEP导出的剖面更真实,定位更准确。 首先,要制作标注管线的标注族,并满足以下要求:一是能够直接提取管线的名称,即自动显示管线类型;二是能提取出管线的尺寸数据;三是能够提取出管线的标高,而且要根据不同的管线分出高程点的标高是顶标高还是中心标高。 注释族的制作过程(如图25所示)。
图25 注释族制作过程
在类型参数里有各种参数,再调整底部高程的单位和精度,前缀BL,即完成参数添加。再调整文字的字体、大小、宽度系数等参数。
图26 注释族制作过程
最后将其应用到项目文件中生成标注样式效果(如图27所示)。
图27 标注样式
BIM团队分别做了暖通风管、水管和电气桥架三类管线的标注族文件,其次是尺寸标注,Autodesk Revit本身具备尺寸标注的功能,但标注样式与传统的标注习惯不同,通过调整参数以满足项目本身的需求,同时轴线和标高也要调整为使用者的习惯的表达方式(如图28、29所示)。具体图纸效果(如图30、31所示)。
图28 剖面图纸
图29 平面图纸
图30 剖面图纸
图31 平面图纸
五、基于BIM的交通模拟 基于BIM的交通模拟保障交通快速集散,保障了客流高峰时乘客高兴换乘,并且优化交通系统设计。
图32人流模拟效果
图33 通过交通模拟找出优化方案
对比图33可以看出,该处建筑形式由直角改为平角后,红色区域(行人密度较高) 减少,空间使用率有明显的下降,行人行走舒适度提高,可以起到明显的改善作用。同样这种形式的改善也可以用于东侧2号社会车辆进站通道。
图34优化前后对比图
六、基于BIM的室内装修及标识系统 通过Revit系列软件,Navisworks软件给模型进行精装修,可以真实的反映出装修后的效果,无论是空间关系、色彩、真实性都要比效果图更加可信,使模型更加真实化,如身临其境。通过Navisworks的实时漫游功能,能够让业主在未来的项目中畅游。
图35 BIM装修、标识系统效果图
图36 BIM装修、标识系统模型
未来展望 BIM是个欣欣向荣的行业,广大设计师作为这个行业的先行者,承担着压力与责任。在未来,CCDI的BIM团队将把BIM应用提升到更高的层次,让更多的建筑师、设计师在实践中先行,在责任中进步。 全套PDF下载:
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