文/ 唐玥 深圳市建筑设计研究总院有限公司 广东深圳 518031

能源大厦设计阶段BIM应用

文/ 唐玥 深圳市建筑设计研究总院有限公司 广东深圳 518031

BIM的参数化智能模型技术的特点是通过三维协同，在勘察、设计和施工间建立起无缝的沟通桥梁，从而实现有效的信息交互，并数字化、可视化地呈现勘察设计和工程建筑流程中的各个阶段，并且减少低级错误、协调各专业，提升生产力以及勘察设计质量，节约建造成本。

BIM；设计；应用

能源大厦项目坐落于深圳市中心区，位于城市高层建筑轴线的南端，西邻会展中心。这个重要的地理位置将使深圳能源集团总部大厦成为地标性项目，并成为深圳市天际线的重要组成部分。本项目拟通过BIM技术在能源大厦项目中的应用，实现对大型复杂工程项目实施质量的精确控制，作为行业技术革新的推动力，实践着促进工程建设行业从粗放型到科技型精细化产业转型的探索。

1、关于曲面幕墙

在BIM团队与方案团队协作的过程中，直观的交接形式是将Rhino格式的模型文件直接导入BIM软件中。方法简单，易操作。经历多个项目的实践后我们也发现这种方式存在不足：明显的问题有：1. 直接导入的模型作为体量文件形体无法编辑，而后期改动只要涉及到造型，则需要将这部分工作流程重走一遍，也就失去了图纸关联性修改的可能性；2.外部导入模型的数据格式支持程度有限决定了体量文件无法编辑体积参数等几何信息，无法支持节能计算与空调能耗计算。因而为了得到可编辑、可输入信息的Revit体量模型，我们将方案模型中的控制线提取出来，在Revit中重新建模并和方案模型比对验证。

图1-2：方案确定之后，使Revit与Rhino数据衔接生成建筑构件

在准确的体量模型基础上深化幕墙设计，与施工图团队配合完成曲面幕墙的定位及楼板边界定位。在项目过程中，我们将在BIM环境中生成的图纸与方案设计团队提供的尺寸示意图进行比对，在设计阶段严格控制数据误差，经过多种方法反复验证，确保了施工图纸定位的准确性。

在施工图设计中，我们通过研究曲面幕墙与楼板的交接方式，发现水平方向上曲面幕墙的形状对结构构件的定位会产生直接的影响，同时幕墙竖向的俯仰角也会对楼板的空间位置提出要求。

2、关于系统综合优化

能源大厦内部管线高度复杂，在标准层办公区4.5米的层高范围内需要保证3米的室内净高对设备管线综合设计水平提出了极高的要求。为确保工程工期和工程质量，避免因各专业设计不协调和设计变更产生的返工等经济损失，我们通过对设计图纸的综合考虑及深化设计，在未施工前先根据所要施工的图纸利用BIM技术进行图纸“预装配”，通过典型的截面图及三维模拟可以直观的把设计图纸上的问题全部暴露出来，尤其是在施工中各专业之间的位置冲突和标高打架问题。通过在设计阶段提前解决碰撞问题，减少在实际施工中因变更和拆改带来的损失。

在管线设计过程中，各专业在满足生产、安全和有关规范条件下协商拟定优化原则，对建筑暖通、给排水、电气等各专业的管线管槽分布进行综合设计，通过合理布局保证最佳的建筑使用空间。最终的优化结果使管线系统高度集成，全部设备均在指定的有限空间内优化布置完成，所有主管，支管与线槽等均无穿梁情况。

3、关于协同

3.1 协同工作基础环境建设原则

在能源大厦项目BIM工作规划部署阶段，项目组充分认识到准确和充分的数据交换是业务协同的技术基础。在传统二维设计模式下，多采用定期、节点性的提资，通过图纸来进行专业间的业务数据交换，这种传统方式明显存在着数据交换不充分、理解不完整的问题。此外，图纸间缺乏相互的数据关联性，也经常会造成不同图纸表达不一致的问题。项目组应用BIM技术后，各方基于统一的BIM模型随时获取所需的数据，实现并行的协同工作模式，改善了各专业团队内部及相互间的工作协调与数据交换方式。基于BIM的协同工作模式的改变，也必将在工作方法与业务流程方面产生一定的变化，以适应新技术的应用，更好地达到协同工作的效果。具体在项目中我们通过BIM执行计划明确模型协议（Model Protocals）与模型详细程度（LOD），并由执行建筑师指派一名BIM项目经理对BIM模型进行全面协调管理，相关各专业的BIM工程师与BIM项目经理就模型的提供、协调、上传时间等相关事宜进行合作。

我们将设计协同理解为协调多个不同设计资源或者设计个体，一致地完成设计目标的过程。设计协同一般可分为内部协同和外部协同两类，内部协同又可分为专业内协同和专业间协同。

3.2专业内协同设计

我们团队专业内的业务协同采用基于同一BIM数据模型的实时协同设计方式，即：工作组成员可在本地终端对服务器中的同一个设计中心文件（BIM模型）实时并行设计。如基于Revit的建筑专业内协同设计，每个人的设计内容都及时同步到文件服务器上的设计中心文件中，以确保设计师之间可以互相参照对方最新的设计成果，同时还可以相互借用属于对方的某些建筑图元进行交叉设计，从而实现成员间的实时数据共享。

3.3专业间协同设计

在各专业协同设计过程中存在工作集和文件链接两种方式：专业内协同设计采用工作集方式，专业间协同设计采用工作集及文件链接形式。

在能源大厦项目中我们首先采用了工作集—中心文件的协同工作模式，几个相关专业在同一个BIM数据模型中进行协同设计，根据各专业的参与人员及专业性质划分工作集，以实现实时协同设计和有效沟通。这种多专业单一模型的方式对模型进行集中存储，数据交换的及时性强，但在操作上我们也发现工作集形式对服务器配置要求较高，同时对于网络ID权限有严格的限制。也就是说，工作集—中心文件协作模式对公司之间的合作可以起到有效的权限限制的作用，但现有网络环境还不能达到快速响应的要求，对公司内部团队的工作灵活性也带来了限制，实际操作中颇为不便。

鉴于此，在深化设计过程中，采用了Revit文件链接方式进行多专业协同。这种方式管理相对简单、方便，使用者可以依据需要随时加载模型文件，各专业之间的调整相对独立，但数据相对分散，协作及时性稍差。

3.4 任务分配及模型管理划分方法

在BIM技术协同实施过程中，任务分配及模型管理的划分是首先要进行的工作，依据能源大厦项目的特点，按专业、楼层、功能区等维度对建模任务进行划分。其中，按专业将模型拆分为建筑（ARC ）、结构（STR ）、暖通（AC ）、给水排水（PD ）、电气（EL ）五个专业子模型。在每个专业内部，均按楼层标高（B4到F42），保存独立的模型文件。最后使用"链接"的方式将各专业子模型连接为统一完整的BIM模型。