建筑信息模型在办公大楼项目中的应用

建筑信息模型在XXX总部大楼项目中的应用（XXX设计研究院工程有限公司200063）摘要：建筑信息模型是在开放的工业标准下，对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命期信息的可运算形式表现，从而为决策提供支撑，以便更好地实现项目的价值。本文主要介绍中船九院BIM团队在BIM应用初级阶段的一部分工作。结合XXX总部大楼项目，运用Bentley系列软件，开展信息化建模及多专业三维协同，利用信息化模型在实际项目施工前期检查、排除以往难以解决的各类问题，并在此模型平台上尝试进行施工图生成、CFD模拟分析、施工模拟等工作。希望通过不断的积累和努力，将BIM覆盖并提升传统业务价值，拓展其全生命周期服务的价值。关键词：BIM；Bentley；管线综合；CFD；施工模拟TheApplicationofBuildingInformationModelinginCCCCSouthernHeadquartersBuildingProjectAbstract：BuildingInformationModelingisexecutivemanifestationofthephysical,functionalandrelatedlifeperiodcharacteristicsoftheprojectunderanopenindustrystandard,whichcouldprovidethesupportfordecision-making,inordertorealizethevalueoftheprojectbetter.Inthispaper,theapplicationofBIMinCCCCsouthernheadquartersbuildingproject,inuseofBentleySeriessoftware,byCSSCBIMteamisintroduced.Thankstotheinformationmodelingandmulti-disciplinary3Dcollaboration,pre-checkoftheactualconstructionexecuted,toexcludekindsofproblemsthatcannotbesolvedpreviously.Also,workingdrawingsgeneration,CFDsimulationanalysisandconstructionsimulationworkwerealsoexecutedinthismodelplatform.Keywords：BIM；Bentley；pipelinesynthesis；CFD；constructionsimulation０引言建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM），是在开放的工业标准下，对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命期信息的可运算形式表现，从而为决策提供支撑，以便更好地实现项目的价值。BIM为我国建筑业带来的不仅是简单的操作工具的改变，也不仅是工作效率的提高，它更是集技术、管理和方法论的统一，是整个行业操作模式的彻底革命，是我国建筑数字化、信息化的先驱[1]。基于企业战略，决定了BIM不仅仅是技术和工具，而且希望通过BIM覆盖并提升传统业务价值，拓展其全生命周期服务的价值。有鉴于此，公司研发团队计划通过“两阶段”实现BIM上述目标。在初期阶段，首先通过对多个大型建设、设计单位的学习调研，确立今后的发展方向；再根据设计公司的自身特色和项目特点，定制适合于企业的BIM标准和三维协同设计流程；同时结合实际工程项目的施工图设计，开展信息化建模及多专业三维协同。然后在第二阶段，根据已有的研究基础，立足于实际项目，将BIM技术应用于设计全过程，同时结合仿真分析，逐步实现BIM技术在项目全生命周期中的应用。BIM在XXX总部大楼项目中的应用正是计划实施的第一阶段主要工作，本文是对这一部分工作的总结和归纳。１项目概述拟建的XXX集团总部项目位于广州市海珠区；地上43层，地下3层；地上部分由一栋高层办公楼和附楼组成。主楼为高层办公楼，建筑面积约95385㎡，建筑物总高度198.9m，属超B级高度高层，平面尺寸为47.5x47.5m，采用钢筋混凝土框架-核心筒结构（框架柱采用钢管混凝土叠合柱），核心筒平面尺寸为22.4×22.6m。该建筑的沿江透视图如图1所示。２BIM的实施过程团队结合“中交集团南方总部项目”的施工图设计，运用Bentley系列软件，开展信息化建模及多专业三维协同，利用信息化模型在实际项目施工前期检查、排除以往难以解决的各类问题，并在此模型平台上尝试进行施工图生成、CFD模拟分析、施工模拟等工作。2.1三维模型搭建、修改及可视化表达随着城市建设的迅猛发展，以及日益丰富的建筑功能、造型等需求，出现了越来越多的新、奇、特、异建筑。这些建筑往往在造型、构件甚至建造工艺上突破常规，仅通过传统的平面手段及二维图纸通常难以表现。BIM模型所能提供的三维可视化特性，意义显得越来越重大。图1建筑沿江透视图三维可视化作为工程沟通的有效媒介，可使业主、设计、监理、施工等各参与方，都能在同一模型环境下，进行正确地理解、沟通、协调，可有效提高工作效率，避免不必要的返工与浪费。同时，三维模型可随时虚拟现实空间，动态的观察推敲空间结构，展示各商业业态的要求，满足业主对施工图高标准设计要求。园设计团队结合吹项目施工图及栽后续修改方案插，搭建并实时纽更新了奔XXX验总部大楼的三过维模型，如图丹2认所示。幅图扎2轿XXX企总部大楼三维由总装模型朱2圾.挠2烧劫三维协同工作肾在设计阶段，厘过去通过二维摘CAD梨电子图纸采集菠信息来单向解骡决盼“缘信息孤镇岛侨”灶，无法实现设朋计信息的双向项联动；而轿BIM蓝技术的应用真梳正意义上实现掀了这一点，它付将各种分散的奥二维辱CAD需图纸和数据表璃格统一到信息窝化建筑模型中耕[2]嘉。袋为此，我们白BIM望团队在工作初向期便开始尝试悲进行多专业的认三维协同工作蜡。基于同样来挽自于雾Bentle宜y返公司的赶Projec虹tWise呀程序（以下简津称盈PW征），我们对项涝目标准空间配阳置进行了定制威，建立了该项产目在慰PW蛙系统下的三维谷协同管理组织妹架构，如图粒3弄所示。通过参猛数化的变更引缸擎自动维持各胀种信息模型、娇文档之间的关签联，保证参与掩BIM复工作的各专业祸人员使用实时隐统一的项目环坑境，参考实时扶更新的各专业科三维模型，甚茂至各专业的切亮图都是随模型飞同步更新过的臂，减少了来回疗检查、重复作衬业以及过程协疫调中的各种浪刺费，提高了设厕计过程的效率爸和设计质量。浩图概3东Proje易ctWis羡e丸平台下的三维甚协同管理目录咽2岁.他3蚊三维碰撞检测列及管线综合岁在大型复杂的短建筑工程项目蔽设计中，设备疮管线的布置由夹于系统繁多、俱布局复杂，常民常出现管线之也间或管线与结胖构构件之间发抗生碰撞的情况扇，这不仅给施渣工带来麻烦，谢更影响建筑室存内净高，造成户返工或浪费，愧甚至存在安全丰隐患。愤为了避免上述查情况的发生，鲜传统的设计流亏程中通过二维芬管线综合设计熊来协调各专业色的管线布置，剧但它只是将各羽专业的平面管俊线布置图进行恋简单的叠加，此按照一定的原育则确定各种系柜统管线的相对颠位置，进而确洁定各管线的原屋则性标高，再搭针对关键部位铁绘制局部的剖它面图。而对于喜大型复杂的工搅程项目，采用俯BIM曾技术进行三维消管线综合设计穗有着明显的优屡势及意义。樱BIM柔模型是对整个抛建筑设计的一运次滨“驶预违演睡”右，建模的过程直同时也是一次聪全面蜘的碎“率三维校登审熔”台过程。在此过虹程中可发现大路量隐藏在设计讯中的问题，这简些问题往往不营涉忌及规范，但跟证专业配合紧密乖相关，或者属革于空间高度上毫的冲突，在传吼统的单专业校跃审过程中很难洁被发现你[3]横。渔表龙1优是传统二维管诵线综合与三维迟管线综合之间币的比较。昨作为钳BIM队应用初步阶段锁的主要成果，脸三维管线综合漆为该项目的设仰计及后期施工滨、安装提供了浙重要帮助。通绩过慎Bentle欺y鼠软件各模块的也自检功能及跃Naviga谷tor宋的碰撞检测工剩具，发现并检洋测出各专业间立的设计冲突，赌并及时反馈给盲各专业设计人乓员进行调整、体修改模型，然皱后重新复核检归测后将新的问伙题再次反馈给贷设计人员。如烤此往复几次，声最终逐层完成托各层的碰撞检片测及管线综合淹工作。亩表补1严二维与三维管惑线综合的比较响二维管线综合域三维管线综合竭1彩问题检测闷手工整合图纸财；吉难以全面分析鸡；卵碰撞无法避免女。证（大型、复杂汤建筑尤为突出严）曲自动检测碰撞浑；港直观逆反提各专业早；胃理论上可对检测照所有管线每、土建钱碰撞问题。吃2槽碰撞调整宿均为局部调整泪；介难以考虑管线拣连贯性；葱可能顾此失彼君，带来新的碰芹撞。恳全方位的三维时模型票；顾可在任意位置之剖切大样及轴杰测图大样席；俊便于唐观察并调整。着3列管线定位棚标高多为原则纷性定位；愿大量管线没有梅全面精确的确激定标高。而对管线标高进季行全面精确的竭定位。伶4勒直观性腹多专业叠合不均够直观；联平面逼+级局部剖面方式制；臂多管交叉复杂浇部位表达不够隔充分。乌以矩多种手段巷对篮三维模型进行悲直观的表现卡；锈可狡进行碰浏览、漫游。急5否工艺要求后由于空间、结辨构体系的复杂夺性，无法完全祸满足毅工艺要求；斥净空通条件苛刻的情念况下，无法温地制宜地变通银布置方式额，存在帜局限性渗以技术手段直歼观反映楼层净除高的分布状态组，轻松发现影阻响净高的瓶颈虏位置，从而优蚁化设计，精确代控制净高及吊牛顶高度。气2小.螺4歌三维抽图赚在设计过程中眉，由于二维图奸形能反应的空痛间信息比较有虎限，设计人员花的空间信息只茅能通过大脑模淡糊的形成。三哲维模型在这一罗点上的优势不夹言而喻。然而懂，目前行业内幕最惯常的设计心图纸仍是以二荒维形式呈现，这所有的制图标个准及出图规则杏也均是针对二局维图纸。因而国在现阶段，采共用啊BIM节进行三维设计授的成果，仍需客要转化为二维烈图纸。洞图坚4暖暖通风管总装也图凝图辆5弃电缆桥架总装侧图黄图孝6材给排水专业总证装图准图锋7欺综合管线碰撞乏检查结果竹图朝8喇碰撞点三维浏科览伶图魄9衫设计校审文件庸然而，在完成奖设计后重新绘文制二维施工图后不仅费时费力区，也是对已有什三维模型的浪屯费。因此，最倾简便、最有效只的方法无疑是积直接由三维模代型抽取二维图叙纸。通过一系府列的前期定制该，并采用牙Bentle墓y础软件最新的前Dynami薄cView首功能，我们成陷功从已有的三需维模型中抽取商了二维管线综珠合剖面图，如且图惯10蠢所示。同时，准在第一次标注辆时，通过关联以设置将所做的咬标注与三维模记型设定关联。描这样一来，当疫我们的三维模峡型发生变化时第，二维图纸将旱自动与三维模筑型同步，使设陶计人员能从繁旱琐的绘图操作矿中解脱出来，模把精力关注于传设计。晴图换10抱由三维模型切袖图生成的二维垂管线综合剖面伞图医2姜.帖5丧气流组织炉(棒CFD)件分析睡随着能源的日未益紧张和人类己活动对自然界观的负面影响，妖如温室气体排延放、环境污染盾等，严峻的现州实促使人们对抗人与自然间的贸关系进行一次聚次的反思。其船中，绿色建筑镇的设计正是其罢在建筑行业中由的体现。绿色衡建筑强调建筑睛在全生命周期叉对于自然界的多影响，包括节巩水、节电、降未低建材消耗和掠碳足迹等，归受纳来说即是尽坊可能减少建筑曲营造及运营过肚程中对自然界牌造成的负面影呈响。着通常对绿色建凤筑的检测、评陈估需要借助专魂业仪器以及缩限尺甚至足尺模捷型，往往耗费禽大量的人力、贺物力，费时费崖材。而眠BIM故技术的引入为料绿色建筑设计讽提供了新的可分能。通过包含谊真实尺寸、材曾料、空间及设剥备风口等信息撒的矮BIM搜模型，结合相贡应的专业软件依进行模拟，可絮以以很小的代生价实时的分析够、评估各项指行标，并便于设镰计师作出判断离和调整。晶基于已建立的棉BIM蜂模型，我们将粒中交主楼门厅纷及风口位置导焦入专业网格划责分工具进行网味格划分，再导房入悼CFD宽分析软件遵Ansys栋Fluent哀，如图鱼11裙、额12窝所示。再对暖兴通设备的喷口胁、回风口以及跃门厅幕墙、内过墙设定相应的棵边界条件，对牢主楼门厅进行川了气流组织分西析（横向、竖陕向温度分布，答人体高度温度拣、速度切面等巡），其中横向缩温度分布如图膛13烫所示。暮采用类似的方乞法，还可以利柏用遍BIM浆模型进行室内全热舒适环境评土估（温湿度、临风速等）、污恳染物扩散和换果气效率、高大关空间及分层空榴调环境预测、里建筑物外风场卫模拟（包括区虎域风场模拟和着计算风工程）慢、火灾场景气锄流模拟等分析结[4]病。迅图妙11黄门厅忘BIM洋模型艇图缺12Ans侮ysFlu德ent雄模型林图霸13怪横向温度分布含结果滨2爸.粪6节施工模拟龄建筑施工过程输是一项十分复忘杂的活动，尤竖其是近年来各闯类异型的现代因建筑应运而生虏，在增加视觉聪美感的同时，归也给项目施工妙带来了新的挑棵战。可以说，室传统的建筑施犹工技术已越来版越无法满足当怎代建筑的施工克需求。剃作为敲BIM程的一项重要应诞用，虚拟施工筛[5]泊（购Virtua雷lCons挤tructi脊on摇，简称立VC这）技术可谓生传逢其时。简而锦言之，虚拟施黎工是实际施工笼过程在计算机平上的虚拟实现过。它采用参数袄化设计、虚拟螺现实、结构仿齿真以及计算机陕辅助设计等技齿术，在三维仿秤真软件及高性裕能计算机等设对备的支持下协三同工作，对施嫁工活动中的人清、财、物、信身息流动过程进宫行全真环境的迹三维模拟，为苍施工的各个参赛与方提供一种岗易控制、无破构坏、低耗费、瘦无风险且能反页复多次的实践剧方法，能有效察提高施工水平榴，消除施工隐甩患，防止施工席事故，减少施庭工成本及工期胁，增强施工过横程中的决策、渔优化与控制能皇力，从而增强龄项目总承包及味施工企业的核作心竞争力。识同时，施工方爱通过建立探BIM宜模型，可使现聪场技术人员全棍面熟悉图纸，侍提前发现可能征出现的施工问扮题，有针对性以选择和优化施宪工方案；并且夜准确可靠的鲜BIM渔模型数据，可扶为施工生产、会准备提供可靠董数据支撑；同必时，凭借激光胸扫描、皇GPS德、移动通讯、称RFID耀和互联网等技抬术，还可实现些对施工现场的为实时跟踪。嚼目前，我们团锹队正尝试将已符完成的三维颂BIM核模型与施工进目度相链接，形裳成碑4D舞施工资源信息拔模型，如图和14部所示。在下一歉阶段，还计划写将其与施工资婆源及成本信息骄集成一体，将终BIM戏从密4D碎施工模拟延伸燕到演5D雀成本控制系统妹，将掘BIM垃应用在三维协危同设计的全过总程（设舍计躁—立分帅析喘—访审遮核舒—复出图），并为宣业主及施工单农位提供施工模区拟及运营管理累，真正的拓展席其全生命周期升服务的价值。台图壁14断中交地下三层羽施工模拟过程3结论选通过我们研发载团队的研究实匀战，我们打造叼起了自己的煮BIM场团队，并在工提作中制