BIM正向設計技術在建筑設計工程中的應用-以中國農(nóng)業(yè)科技交流中心項目為例

BIM正向設計技術在建筑設計工程中的應用-以中國農(nóng)業(yè)科技交流中心項目為例

Summary：本文以中國農(nóng)業(yè)科技交流中心項目設計為例，探討B(tài)IM正向設計技術在建筑設計工程中的應用方法，分析其優(yōu)勢、挑戰(zhàn)和價值，并提出相應的建議和對策。Keys：BIM、正向設計、Revit、設計流程一、引言BIM正向設計技術是一種基于建筑信息模型（BIM）的設計方法，它將建筑設計的各個階段和環(huán)節(jié)通過BIM模型進行整合和協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了從概念到施工的全過程設計。本文的研究目的是探討B(tài)IM正向設計技術在建筑設計工程中的應用方法和實踐案例，分析其優(yōu)勢、挑戰(zhàn)和價值，并提出相應的建議和對策。本文的研究內(nèi)容包括以下幾個方面：一是分析BIM正向設計技術在具體建筑設計工程中所涉及到的關鍵問題和解決方法；二是展示BIM正向設計技術在中國農(nóng)業(yè)科學交流中心設計工程中的典型應用案例和經(jīng)驗教訓；三是總結(jié)BIM正向設計技術在建筑設計工程中所帶來的效益和價值，并提出未來發(fā)展趨勢和展望。二、中國農(nóng)業(yè)科技交流中心項目概述項目概況中國農(nóng)業(yè)科技國際交流中心項目用地位于海淀區(qū)中關村大街與學院路兩條交通干線交匯口東北角，緊鄰魏公村地鐵站。項目建設用地面積16649.75平方米，建筑面積100187平方米，建筑高度79.8米，是以高層科研辦公為主體，包括商業(yè)和地下車庫的綜合體建筑設計理念。本項目由中國國家工程院崔愷院士出任主創(chuàng)建筑師，以呼應城市尺度的建筑組合關系，具有農(nóng)業(yè)科技特色的立面特征，人性化與高品質(zhì)的空間特質(zhì)，具有公共性的城市空間應用產(chǎn)業(yè)化，裝配式建筑技術為理念與生態(tài)化的綠色建筑技術，為北京中心城區(qū)打造新的城市地標。本項目在設計階段采用專業(yè)的BIM設計與管理模式，設計全過程、全專業(yè)深入應用BIM技術，實施項目BIM統(tǒng)一技術措施，BIM設計，BIM分析應用，BIM協(xié)同，平臺管理等全方位工作內(nèi)容。為確保管理措施實施順利，成立專職BIM工作組，完成設計全部過程，按時保質(zhì)交付各階段BIM成果，協(xié)調(diào)全部設計參與方工作，及時解決各種可能存在的設計問題，確保項目設計質(zhì)量。三、BIM正向設計技術在中國農(nóng)業(yè)科技交流中心項目中的具體應用受項目用地條件限制，建筑主立面朝向中關村大街，太陽西曬影響嚴重，必須設置有效的遮陽措施。崔院士從收獲的季節(jié)概念出發(fā)，立面采用多種尺度的陶板格柵，通過格柵的密度，尺度，角度的變化，形成風吹麥浪的效果，不僅呼應中國農(nóng)業(yè)科技的主題，同時也解決了建筑西曬問題。項目團隊通過Dynamo工具對格柵幕墻進行了參數(shù)化編程設計，Dynamo是一款開源可視化編程插件，提供了一種在Revit中處理幾何信息的全新方式。使用Dynamo，建筑師能夠通過基于節(jié)點的可視化編程界面來自定義計算設計和自動化流程。在這個項目中我們將格柵的密度，尺度，角度等變化量值設定為參數(shù)，在短時間內(nèi)進行了大量的方案對比調(diào)試，使幕墻外觀效果與室內(nèi)采光透視效果達到平衡。在幕墻深化設計中，我們給幕墻顧問提供的是模型和圖紙，而不是通常設計單位提供的圖紙。后期在配合的時候，幕墻深化單位很好的理解了原來的設計，并且在幕墻設計時做到了“360度無死角設計”。并且我們在幕墻節(jié)點的圖紙表達上也從傳統(tǒng)的二維剖面節(jié)點表達，進化成二維的平面剖面節(jié)點結(jié)合三維示意圖的表達方式，圖紙深度和細度得到了增強，也重復利用了Revit的模型和二維圖紙的對應優(yōu)勢。項目利用下沉庭院將自然光線引入地下，形成商業(yè)休閑空間，并且完全向城市公眾開放，使建筑成為城市空間的一部分。層次豐富的下次庭院和復雜的幕墻百葉也成為施工圖設計中必須要仔細推敲的部分。為了完善方案設計中的設計細節(jié)，設計團隊引入了LumionLiveSyncforRevit插件，從而可以實現(xiàn)Revit和Lumion之間的實時同步顯示。這意味著我們可以在進行Revit施工圖設計的同時，立即在Lumion中看到渲染效果。這樣的應用在設計過過程中提高了甲方以及崔院士對于設計方向決策的準確性，減少了設計中決策的時間成本，從而提高項目完成度與品質(zhì)的把控。在2018年3月底，北京市規(guī)劃和自然資源委員會網(wǎng)站上發(fā)布了一份名為《關于全面推行施工圖多審合一改革的實施意見》的文件，要求原施工圖審查，消防審查和人防審查由法定的45個工作日壓縮到15個工作日。本項目作為核心城區(qū)代表性綜合體建筑被選為首批試點項目，要在傳統(tǒng)周期1/3的時間內(nèi)完成設計，通過規(guī)劃，消防，人防三個部門的審查，取得規(guī)劃建設許可證。為此，設計團隊與業(yè)主緊密配合，迅速商討落實方案，依靠Revit的軟件建立精確模型，快速篩選數(shù)據(jù)，同步核算經(jīng)濟技術指標，滿足規(guī)劃審批要求。同時我們通過自主研發(fā)的防火規(guī)范自查工具，對防火分區(qū)面積，疏散口數(shù)量，疏散距離，疏散寬度，疏散樓梯前室面積等重點內(nèi)容進行核查，依據(jù)結(jié)果仔細修改，確保滿足消防審批要求。根據(jù)人防設計構(gòu)建標準化，重復率高的特點，從以前項目累積的成熟設計素材中搜索并抽取可用部分，迅速組合完成方案，依靠技術優(yōu)勢與不懈努力，最終在四月中旬順利完成審批工作，為業(yè)主推進項目提供了極大的幫助。本項目參與方眾多，進度緊湊，為了保證項目的順利實施，我們應用我司基于專為Revit軟件平臺及公有云技術自主研發(fā)的協(xié)同管理平臺。實現(xiàn)跨企業(yè)，跨部門的多方協(xié)同項目流程管控，依靠輕量化BIM模型在線協(xié)同，進行關鍵節(jié)點成果在線校準，實時在線質(zhì)量監(jiān)控管理，優(yōu)化工作流程，提高協(xié)同效率，保障項目進度。同時我們還利用我司自主研發(fā)的全專業(yè)設計輔助工具，提高軟件自動化水平，在軟件的基礎功能上加入自動布置與核查等功能，提高設計質(zhì)量。為了打造北京市綜合體建筑的新地標，業(yè)主為項目制定了國家綠色建筑評價標準的三星級標準和LEED白金標準。因此業(yè)主方在方案階段聘請專業(yè)綠建顧問團隊介入，提供咨詢與綠建專項設計服務。項目團隊以Revit模型為基礎，簡化并導出數(shù)據(jù)，配合綠建顧問進行各種專業(yè)BIM軟件的模擬計算，同時根據(jù)顧問方提供的建議書，利用模型提取評價所需的大量構(gòu)建信息，協(xié)助綠建專項設計順利完成，滿足業(yè)主的高標準設計要求。四、BIM正向設計技術在建筑設計工程中的推廣和發(fā)展建議在五年的設計和施工圖后期配合的過程中，我們對于BIM正向設計在設計中的應用有很多經(jīng)驗和教訓。BIM正向設計技術在建筑設計工程中的挑戰(zhàn)也是不容忽視的，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是需要改變傳統(tǒng)的設計思維和流程，從線性、分段、靜態(tài)的設計方式轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)、整合、動態(tài)的設計方式，這需要設計師具備較高的BIM技能和素養(yǎng)；二是需要建立合理的設計規(guī)范和標準，規(guī)范BIM模型的構(gòu)建、管理、交付等過程，保證BIM模型的質(zhì)量和一致性；三是需要加強跨學科的交流和合作，實現(xiàn)不同專業(yè)、不同階段、不同參與方之間的信息共享和協(xié)同優(yōu)化，提高項目整體效益。當然除了上文提到的這些經(jīng)驗，我們也得到很多教訓：在施工中后期拆改主要是由于結(jié)構(gòu)專業(yè)模型的滯后，造成建筑和結(jié)構(gòu)圖紙上有不交圈的情況出現(xiàn)，建筑圖紙上對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件出圖時隱藏或者遮罩的方式造成的。另外在機電管線模型上，我們的機電模型把所有的管線末端都建了，而在施工單位施工的過程中由于種種原因?qū)τ谥鞲晒芫€進行調(diào)整，也浪費的工作量。因此可以看到，如果把正向設計作為提高設計品質(zhì)的工具還需要從全專業(yè)角度提高協(xié)同認識。并且提前跟施工單位進行部分工作量的交叉，將設計師