基于Revi平台的复杂建筑BIM应用重庆国际马戏城

基于Revit平台的复杂建筑BIM应用-重庆国际马戏城北京市建筑设计计研究院有限限公司（BIAD）业务范围围包括：城市市规划、投资资策划、大型型公共建筑设设计、民用建建筑设计、室室内装饰设计计、园林景观观设计、建筑筑智能化系统统工程设计、工工程概预算编编制、工程监监理、工程总总承包等领域域。自1949年成立以来来，累计完成成建筑设计面面积已超过1.5亿平方米，从从1977年至今，设设计作品获得得各类奖项总总计1166项，曾被北北京市政府授授予“首都建筑设设计突出贡献献设计研究单单位”荣誉称号。在在全国各地设设有12个分支机构构，建筑设计计作品遍及全全国31个省市自治治区。案例：重庆国际马戏城城相关软件及解决决方案：AutodesskRevvitArrchiteectureeAutodesskRevvitSttructuureAutodesskRevvitMEEPAutodesskNavvisworrksAutoCADD客户证言：对于形体复杂、空空间复杂、功功能和性能复复杂的建筑项项目来说，如如果没有三维维造型和HYPERLINK"/"BIIM技术的出出现，基本上上将无法完成成。可以说，HYPERLINK"/"BIM技术的出现推动了建筑创作，同时也成为了艺术创作的原始驱动。—北京市建筑设设计研究院有有限公司总经经理徐全胜从最初的时尚标标签到追逐技技术领先，BIM应用即将走走过炫耀的年年代，返璞归归真的蜕变后后，留给我们们的是它强劲劲的革命性和和简单的实用用性。─北京市建筑设设计研究院有有限公司第四设计所4A2工作室主任张浩BIM所带来的的不仅是技术术上的变革，而而且是设计方方法和项目控控制上的革新新，它带来的的最直观的利利益是提高了了设计的准确确度和预见性性，从而提高高了业主对设设计单位的信信任度。北京市建筑设计计研究院有限限公司第四设设计所4A2工作室副室室主任陈文青

案例正文：重庆国际马戏城城——基于Revit平台的复杂杂建筑BIM应用项目概况重庆国际马戏城城位于重庆市市主城区弹子子石组团A标准分区，总总用地面积3.333公顷，总建建筑面积3.72万平方米。建建筑功能包括括主表演馆、配配套服务设施施、动物驯养养用房、办公公公寓等四个个部分，是重重庆十大文化化建筑之一。方案设计理念来来源于马戏表表演动静和谐谐、亦真亦幻幻的效果呈现现。造型中两两条扭动流转转的曲线契合合了重庆山环环水绕的城市市景观与自然然肌理，隐喻喻连绵起伏的的群山与曲转转流长的长江江，以其独特特的外观效果果成就了建筑筑自身的标志志性。

图1重庆国际际马戏城沿江江效果图主表演馆建筑面面积为21847平方米，建建筑高度49.78米，座位数1489座。主表演演馆的建筑形形态通过两组组空间曲线生生成两片相互互包裹的曲面面，围合出马马戏剧场的主主要空间。内内侧曲面圆润润、饱满，外外侧曲面舒展展平缓，自然然延伸为屋面面飘带，与售售票亭、餐饮饮、零售等商商业设施有机机的融合在一一起。图2重庆国际际马戏城主表表演馆效果图图项目挑战及解决决方案鉴于重庆国际马马戏城项目的的复杂性和重重要性，在设设计合同签定定时业主明确确提出：要求求设计单位交交付BIM成果模型，标标准是要求模模型能进行施施工指导和定定位。北京市市建筑设计研研究院有限公公司（简称“北京院”）在该项目目中实现了由由方案设计到到施工图全过过程全专业的的HYPERLINK"/"BIM技术应用，目目前已完成施施工图设计。重庆国际马戏城城项目的技术术挑战包括：：以AutodeeskReevit软件为基础础，建立建筑筑、结构、设设备、电气全全专业三维模模型；将CATIA软软件建立的参参数化外幕墙墙模型与AutoddeskRRevit软件建立的的室内模型整整合为一体，形形成完整的建建筑信息模型型；利用三维信息模模型辅助设计计，进行各专专业定性分析析与定量计算算；利用三维信息模模型与相关分分包设计单位位进行技术配配合。基于以上挑战，重重庆国际马戏戏城项目组建建立了专门的的BIM设计小组，在在初步设计和和施工图设计计阶段，完成成了模型建立立、复杂空间间分析、功能能优化设计、幕幕墙优化设计计、管线综合合设计等一系系列工作。全专业BIM模模型在方案设计阶段段，应用Rhinooceross软件将手工工工作模型快快速转化为计计算机模型，并并借助计算机机模型对方案案进行造型推推敲、曲面优优化、视线分分析、面积控控制，完成由由感性创意到到理性设计的的回归。图3方案阶段段模型在初步设计和施施工图阶段，将CAD图纸导入AutodeskRevit软件中，建立重庆国际马戏城项目的全专业模型。整个项目模型分为建筑结构模型、设备模型（暖通空调、给排水、消防系统）、电气模型（强弱电桥架）、场地模型等4个模型文件，通过AutodeskRevit软件的“复制、监视”功能实现各模型之间的实时信息更新。通过三维模型的建立，设计师能够直观准确地理解复杂的建筑空间，最大限度地弥补了二维设计的缺陷和不足，直接指导施工，准确表达设计意图。

图4重庆国际际马戏城主表表演馆Revit模型外幕墙的优化与与表达马戏城主表演馆馆外幕墙是复复杂的双轨曲曲线曲面，在在方案深化设设计中，使用用CATIA软件建立外外幕墙模型，包包括幕墙金属属板、幕墙龙龙骨、结构圈圈梁、弧形结结构柱等与幕幕墙曲面相关关的各项内容容，通过Rhinooceross软件将其导导入AutoddeskRRevit模型，整合合为一个整体体。图5主表演馆馆外幕墙模型型图6-1主结结构柱模型

图6-2幕墙圈梁模模型图6-3幕墙墙龙骨模型

图6-4幕墙模型幕墙模型建立后后，对曲面平平滑度进行分分析，通过不不断优化生成成曲线，最终终获得无曲率率突变、光滑滑度较高的外外幕墙曲面，并并对曲面曲率率进行分区间间统计，为幕幕墙深化提供供基础数据。图7曲面曲率率分析根据建筑外观效效果，通过斜斜向菱形网格格对外幕墙曲曲面进行划分分，并通过控控制曲面面板板的最小尺寸寸和最大尺寸寸，由软件自自动完成曲面面划分，建筑筑师对多次划划分后的外观观效果进行比比选，确定最最终划分方式式。图8对外幕墙墙曲面进行分分格

对幕墙曲面划分分后获得的每每一块面板都都是双曲板，并并且没有两块块面板是完全全一样的曲面面，若按照划划分结果直接接进行面板施施工，将会使使幕墙造价异异常高昂。建建筑师通过软软件统计每一一块曲面板最最高点及角点点到平面的距距离，确定合合理的优化程程度，将60%的双曲板优优化为平板，其其余全部优化化为单曲板，在在保证建筑整整体效果的前前提下，大大大降低了工程程造价。图9将满足条条件的双曲面面板优化为平平板

利用强大的信息息统计功能，对对每一块幕墙墙面板进行编编号，并对其其定位坐标、颜颜色、材质、开开洞数量、开开洞尺寸和开开洞位置等信信息进行统计计梳理，为指指导施工提供供了可靠的数数据信息。图10幕墙面面板信息统计计表BIM模型辅助助复杂空间设设计剧场类建筑在观观众席下部、前前厅、舞台等等部位会形成成一些复杂的的异型空间，此此类空间的合合理性和可利利用性需要借借助三维模型型分析得出结结论。马戏城主表演馆馆的前厅与观观众厅之间通通过一道弧形形墙进行分隔隔，它既是结结构构件也是是造型元素，同同时还是主表表演馆前厅的的设计亮点。这这道弧形墙的的定位受到多多个条件的制制约：首先，弧弧形墙在一层层平面的位置置要保证售票票、存衣、零零售空间的合合理宽度；其其次，弧形墙墙在二层空间间的曲线要满满足观众走廊廊的有效通行行宽度与高度度，避免产生生压抑感；再再次，弧形墙墙与外幕墙的的交点要位于于屋面结构之之下。借助AutoddeskRRevit模型能够同同时生成多个个平面与剖面面的特点，建建筑师能够快快速准确地获获得满意的曲曲面定位，保保证前厅最终终的空间效果果。图11主表演演馆前厅弧墙墙模型图12主表演演馆前厅弧墙墙限制条件-1（弧形墙在一层层平面的位置置要保证售票票、存衣、零零售空间的合合理宽度）图图12主表演馆前前厅弧墙限制制条件-2（弧形墙在二层层空间的曲线线要满足观众众走廊的有效效通行宽度与与高度）图12主表演馆前前厅弧墙限制制条件-3（弧形墙与与外幕墙的交交点要位于屋屋面结构之下下）在方案深化过程程中，结构、设设备、电气等等专业需要应应用各自专业业的分析软件件对建筑方案案进行定性分分析与定量计计算，BIM模型能够与与其他专业软软件进行文件件格式转换，模模型中所携带带的大量信息息数据也能够够与其他软件件实现数据共共享，避免了了传统设计过过程中各专业业要多次建立立各种文件格格式建筑模型型的重复性工工作，提高了了设计师的工工作效率。结构设计中借助助AutoCCAD将AutoddeskRRevit模型导入Fluennt软件，对建建筑进行风荷荷载数值模拟拟，确定实际际风压分布，为为结构和幕墙墙设计提供准准确依据。同同时应用SAP20000、Midas等结构计算算软件，对建建筑主体结构构进行结构变变形分析，根根据计算结果果修正AutoddeskRRevit模型，为建建筑和机电专专业的深化设设计提供条件件。复杂结构节点采采用CATIA建模，将CATIA模型导入ANSYSSWorkkbenchh14进行节点分分析，根据计计算结果进行行节点三维放放样，对二维维设计进行优优化。以屋架架钢架节点为为例，在三维维放样模型中中进行了五项项内容的优化化：一是将原原设计的一个个支座修改为为两个支座，方方便钢结构加加工，同时传传力更清晰；；二是优化灌灌浆孔位置和和尺寸；三是是修改埋件角角钢形状和数数量以利穿筋筋；四是修改改穿筋形式，将将整段箍筋分分成2段，方便施施工；五是优优化钢筋弯折折形式并调整整钢筋排布和和规格。图13屋面钢钢架节点三维维放样模型消防设计中利用用AutoddeskRRevit模型模拟多多个标高的消消防水炮保护护范围，校核核水炮放置位位置，利用最最少数量的消消防水炮实现现最大范围的的保护。图14消防水水炮保护范围围模拟主表演馆观众厅厅与舞台之间间无物理分隔隔，需要借助助舞台马道的的构造布置照照明灯具。借助AutoddeskRRevit模型准确的的空间数据信信息，采用CalcuuLuxAArea照明设计软软件对观众厅厅进行分析，得得出合理的灯灯具布置及灯灯具设计参数数。管线综合设计与与碰撞检查管管线综合设计计与碰撞检查查的目的是避避免碰撞，解解决各专业间间的冲突，明明确管线标高高以及辅助确确定施工顺序序等。传统二二维设计中的的管线综合设设计是通过绘绘制关键点剖剖面图进行各各专业间的协协调，而在三三维设计中则则可以利用BIM模型直接反反映各专业条条件，利用AutoddeskNNaviswworks软件进行碰碰撞检查，使使得进行管线线综合设计的的效率大大提提升。马戏城主表演馆馆的机电用房房主要集中在在地下一层与与地下二层，涉涉及到的机电电管线包括通通风空调系统统、空调水系系统、给排水水系统、消防防水系统、强强弱电系统等等。利用三维维模型进行碰碰撞检查时会会产生大量碰碰撞错误，为为使碰撞检查查结果清晰明明确，对土建建结构与机电电系统、机电电系统之间分分别进行碰撞撞检查。“硬碰撞”即时进行调调整和修改，对对结构管道所所进行的列表表说明无需在在图纸中表示示出来，便于于下一步指导导施工。图15-1地地下一层结构构梁与空调风风管碰撞

图15-2地下一层空空调风管与电电气桥架碰撞撞应用BIM模型型进行外部配配合作为大型型综合性剧场场项目，重庆庆国际马戏城城在施工图完完成过程中需需要进行消防防性能化设计计、节能审查查、舞台机械械设计、园林林设计、内部部精装修设计计等专项设计计，这些专项项设计由专业业设计公司配配合完成，而而设计单位提提供的BIM模型能够为为专项深化设设计提供准确确的数据条件件，使专项设设计能够快速速展开，并与与设计单位密密切配合。由于主表演馆的的观众区与舞舞台区无法进进行分隔，设设计单位委托托公安部四川川消防研究所所（“川消所”）进行消防防性能化设计计。川消所使使用火灾情况况模拟软件DFS和疏散模拟拟软件STEPS对主表演馆馆进行火灾模模拟和疏散分分析，需要设设计方提供准准确的建筑三三维模型。设设计方将AutoddeskRRevit模型导出为.dxf文件，利用Pyrossim软件与DFS软件实现无无缝对接，配配合川消所完完成了消防性性能化设计。图16-1..dxf文件直接导导入Pyrossim工具图16-2添添加火灾参数数条件生成.fds文件进行模模拟计算图16-3火火灾模拟及烟烟气分析成果果马戏剧场中舞台台机械较普通通剧场更为复复杂，舞台区区上方除常规规马道外还需需要设置与表表演区和观众众区大小相同同的多层栅顶顶，以及表演演需要的多处处飞行器设施施。这些舞台台机械设计与与建筑主体结结构联系紧密密，而马戏城城主表演馆内内部空间和屋屋顶钢结构体体又较为复杂杂，舞台机械械设计方需要要多个非楼层层标高平面和和多个位置的的剖面才能将将舞台机械的的设计内容表表达清楚。设设计单位利用用AutoddeskRRevit模型可以随随时剖切出不不同标高的平平面和不同位位置的剖面，满满足舞台机械械设计需求，并并提供相应角角度的剖透视视帮助舞台机机械设计方理理解空间关系系。图17-1提提供给舞台机机械设计