摘要:西部国际金融中心项目地处成都市繁华地段,现场场地极为狭窄,施工组织、材料运输等管理难度大、要求高,结构造型复杂。本工程使用功能多、系统多,工程功能区域划分明确,对各专业、各分包的管理和协调配合是各项管理目标能否实现的关键。利用Revit软件建立建筑信息模型(BIM),通过碰撞检测检查机电管线与结构模型的碰撞点,解决机电管线综合排布问题,对机电管线进行合理布置。使用Revit软件创建模型模拟现场场地机械布置以解决现场场地规划等问题,对砌筑样板层二次结构绘制用于指导施工。
关键词:BIM; 建筑信息模型;场地部署;砌筑;综合应用
引言
BIM(Building Information Modeling)在国家和行业的大力推动下飞速发展,在大型综合体中,BIM起到了至关重要的作用。BIM技术可优化设计,提高设计质量,减少施工现场设计变更,缩短工期,降低成本等,大大提升设计效率和质量。本文以兰州鸿运金茂广场项目为载体,介绍了BIM在综合体项目中的应用。通过对重要空间净高的检测、碰撞检测、幕墙参数化设计、可视化展示等应用体现了BIM技术在大型综合体项目中应用的优势。
1工程概况
兰州鸿运金茂广场基地位于甘肃省兰州市东方红广场东北角,南邻庆阳路、东临平凉路。地下空间实现与城市轨道交通无缝连接。项目建成后,将使兰州东方红广场商圈更具活力,对改善城市综合环境,提升城市整体形象有着重要意义。建设用地分一、二期。其中一期用地面积16149.3m2,二期用地面积11416.3m?。项目包括2栋超高层办公楼,其中A塔51层、高249.8m,B塔31层、高149.8m; 8层大型综合商业裙楼与配套设施,高43.8m;地下4层商业与汽车库及设备用房。
2设计阶段的BIM应用
2.1可视化、 信息化应用
在兰州鸿运金茂项目中将专业和抽象的二维图纸转化为直观的三维模型,更为明确、高效地为专业设计师和业主提供帮助。通过Revit软件创建三维信息化模型,将二维图纸转化为三维模型。经过三维模型的创建使设计师对复杂空间的理解更加简单明了,同时也为业主实现更多的建筑空间利用价值。它并不是提供简单几何模型,在操作应用上不需要编辑点、线、面等简单的元素来拼凑成三维模型。它所构建的是整个建筑的门窗、悬梁、柱子、墙壁等对象之间的关系,在遇到调整,需要修改时,也只需对调整的构件进行修改就可以实现对整个建筑的修改。模型中包含的所有建筑工程项目信息、数据都存放在一个数据库中,它就像一个U盘的存储器,不会受到不同软件、不同格式的限制。虽然不受限制,但是其自身构建的数据也是有分类的,主要分为基本数据和附属数据两类。其中基本数据包括几何、物理、构造3种数据,几何数据主要指的是相关的几何尺寸,例如门窗,我们会根据门窗表中不同类型的要求创建不同的门窗,同时调整项目中所需的门窗尺寸,井添加门门窗材料和防火等级等信息,使模型中的门窗类型尺寸完全符合门窗表中信息。
2.2重要空间净高 的检测应用
在大型综合体项目中,地下室坡道、车库、楼梯梯段间、自动扶梯等都是需要严格控制净高的区域。由于兰州鸿运金茂广场项目为大型综合体,坡道及楼梯相比其他项目较多和复杂。运用BIM技术可以对坡道的净高及楼梯梯段净高进行直观的检测。地下室中螺旋式坡道对于坡道净高的控制比较困难,设计师需要通过多年经验及较强的空间理解和想象来绘制坡道剖面,控制净高。通过BIM技术来创建螺旋式坡道,通过控制坡道顶部及底部标高,从而生成一个弧形螺旋式的坡道。同时可以运用剖面线直接生成剖面测量其每段坡道的净高是否符合要求。由于地下夹层层高较低,楼层净高2650mm,柱帽下方净高为2450mm,而车位净高需控制在2200mm高度。在建筑空间较低的区域,更需要BIM工程师控制车位的净高问题。
一是要帮助设计查看是否车位均满足2200mm的净高要求,二是提醒机电专业做管线综合时的净高控制高度。而在裙房中往往会忽视自动扶梯的净高问题,通过对裙房三维模型的检测从而发现了自动扶梯的净高问题。由于结构梁设计时忽视了此处自动扶梯的位置及梯段位置,从而梁下至扶梯梯段间高度小于要求高度。
2.3协同设计 及碰撞检测的应用
在本项目中,通过链接各个专业的模型文件在公共平台上进行整合,首先将整体模型分成了几个组成部分,分别由不同专业的人员来建模,再将模型通过链接的方式进行整合。该项目模型分别由建筑模型、结构模型以及机电模型构成。随着建筑行业的发展,在二维设计模式中缺乏一个整合各个专业设计的技术平台,但BIM技术提供了一个良好的协同设计的平台,通过名专业设计师进行分别设计,产生各部分的模型文件,通过链接将其整合到一块,使得设计流程更加精确和可视化,大大提高了各专业的工作效率。不仅如此,BIM技术还可以为施工方、业主、材料制造商提供协同设计,使得大家都可以基于同一个建筑信息模型系统协同工作,更加有利于后期的建筑管理和成本控制。BIM模型还有另一个应用是碰撞检测。地下室、裙房或是塔楼部分通常会出现建筑与结构的三维空间碰撞问题。在以往的设计中设计师运用二维CAD软件绘制出平立剖面,通过二维剖面来理解空间变化。建筑结构间的图纸往来通过阶段性的“提资”来解决,信息在流动的时候可能会出现不及时、遗漏或者偏差,从而造成建筑结构的碰撞问题。在项目中纵向构件的碰撞尤为重要,例如楼梯、电梯。通过BIM技术便可发现建筑楼梯与结构梯梁梯柱的碰撞问题。在大型综合体项目中楼梯是难点,无论对设计师或是BIM工程师而言都是不小的挑战。BIM工程师在根据图纸创建楼梯后通过对每个楼梯进行剖切的剖面以及三维空间的核对和检查来判断建筑构件是否与结构构件发生碰撞。由于建筑修改了平台高度,从而造成了建筑门与结构梁的冲突问题,在三维空间可以明确反映出项目中的问题所在。通过BIM技术检查碰撞可以及时协调解决专业与专业之间的问题,不会积累问题,实时出现实时解决,各专业有了很好的协调能力,节省了专业与专业之间的二维对图时间。加快了设计周期,解决了更多设计中相互协调的问题。
2.4幕墙参数化应用
很多现代建筑都面临一个对建筑几何进行理性描述的难题,与传统的方盒形建筑相比,创新型建筑的形体往往非常复杂,涉及很多自由曲面的变化,传统的设计工作流程已经很难高效准确地完成设计。现在可以借助BIM技术的数字化设计平台,对复杂的几何变化进行理性分析和设定,包括从几何学的角度对异形建筑的平面和三维空间生成进行准确的定义和呈现。从定义建筑基本形体到建立高度关联的复杂表皮,借助参数化软件建立的逻辑模型,整个设计过程遵循参数化、数据化及设计可视化紧密结合的原则,基于BIM技术的高度信息化模型为多专业的协同设计提供基础,从而实现建筑的参数化设计。例如兰州鸿运金茂广场AB塔楼的外幕墙是随着层高慢慢缩进的形态来呈现,我们首先运用Rhino软件进行参数化设计。根据一层平面图和中间转换层及项层的轮廓线为基准,放样体块。以拟定半径为R的弧线与直线自然相切,生成缩进弧线部分及直线部分所组成的一个缩进的平滑弧线面。最后通过体量导入到Revit中生成体量幕墙来完成AB塔幕墙的创建。利用Rhino对于曲面的灵活运用与控制来处理塔楼幕墙,使幕墙曲面过渡更加自然灵动。参数化设计作为一种新的设计方法,在传统的几何构成之外,更注重几何体之间的生成逻辑,从而给建筑形体带来更多的变化可能。
3结语
BIM技术是一种全新的建筑制图软件,也是一个三维的建筑设计工具,最重要的一点,它可以改变人们的思想和观念,给人们植入一种新的理念。BIM技术改善了以往平面作图所带来的缺陷,它采用的三维图示方法,向人们展示了建筑中各个细节的衔接情况,能够让人们更加清楚地看到建筑的效果模型,用三维数字技术提升了建筑工程建设各个细节的质量和效率。随着BIM技术研究的深入,BIM技术的应用领域更广阔,将开发出更高层次的应用,进而产生新一轮的建筑变革。
参考文献
[1] BIM在超高层综合机电工程中的应用 李垚; 汪超; 王磊; 高思斌 第四届高层与超高层建筑论坛暨2019中国建筑学会工程建设学术委员会年会论文集 2019-10-30 中国会议