BIM正向设计技术在建筑设计工程中的应用-以中国农业科技交流中心项目为例

BIM正向设计技术在建筑设计工程中的应用-以中国农业科技交流中心项目为例

Summary：本文以中国农业科技交流中心项目设计为例，探讨BIM正向设计技术在建筑设计工程中的应用方法，分析其优势、挑战和价值，并提出相应的建议和对策。Keys：BIM、正向设计、Revit、设计流程一、引言BIM正向设计技术是一种基于建筑信息模型（BIM）的设计方法，它将建筑设计的各个阶段和环节通过BIM模型进行整合和协调，实现了从概念到施工的全过程设计。本文的研究目的是探讨BIM正向设计技术在建筑设计工程中的应用方法和实践案例，分析其优势、挑战和价值，并提出相应的建议和对策。本文的研究内容包括以下几个方面：一是分析BIM正向设计技术在具体建筑设计工程中所涉及到的关键问题和解决方法；二是展示BIM正向设计技术在中国农业科学交流中心设计工程中的典型应用案例和经验教训；三是总结BIM正向设计技术在建筑设计工程中所带来的效益和价值，并提出未来发展趋势和展望。二、中国农业科技交流中心项目概述项目概况中国农业科技国际交流中心项目用地位于海淀区中关村大街与学院路两条交通干线交汇口东北角，紧邻魏公村地铁站。项目建设用地面积16649.75平方米，建筑面积100187平方米，建筑高度79.8米，是以高层科研办公为主体，包括商业和地下车库的综合体建筑设计理念。本项目由中国国家工程院崔愷院士出任主创建筑师，以呼应城市尺度的建筑组合关系，具有农业科技特色的立面特征，人性化与高品质的空间特质，具有公共性的城市空间应用产业化，装配式建筑技术为理念与生态化的绿色建筑技术，为北京中心城区打造新的城市地标。本项目在设计阶段采用专业的BIM设计与管理模式，设计全过程、全专业深入应用BIM技术，实施项目BIM统一技术措施，BIM设计，BIM分析应用，BIM协同，平台管理等全方位工作内容。为确保管理措施实施顺利，成立专职BIM工作组，完成设计全部过程，按时保质交付各阶段BIM成果，协调全部设计参与方工作，及时解决各种可能存在的设计问题，确保项目设计质量。三、BIM正向设计技术在中国农业科技交流中心项目中的具体应用受项目用地条件限制，建筑主立面朝向中关村大街，太阳西晒影响严重，必须设置有效的遮阳措施。崔院士从收获的季节概念出发，立面采用多种尺度的陶板格栅，通过格栅的密度，尺度，角度的变化，形成风吹麦浪的效果，不仅呼应中国农业科技的主题，同时也解决了建筑西晒问题。项目团队通过Dynamo工具对格栅幕墙进行了参数化编程设计，Dynamo是一款开源可视化编程插件，提供了一种在Revit中处理几何信息的全新方式。使用Dynamo，建筑师能够通过基于节点的可视化编程界面来自定义计算设计和自动化流程。在这个项目中我们将格栅的密度，尺度，角度等变化量值设定为参数，在短时间内进行了大量的方案对比调试，使幕墙外观效果与室内采光透视效果达到平衡。在幕墙深化设计中，我们给幕墙顾问提供的是模型和图纸，而不是通常设计单位提供的图纸。后期在配合的时候，幕墙深化单位很好的理解了原来的设计，并且在幕墙设计时做到了“360度无死角设计”。并且我们在幕墙节点的图纸表达上也从传统的二维剖面节点表达，进化成二维的平面剖面节点结合三维示意图的表达方式，图纸深度和细度得到了增强，也重复利用了Revit的模型和二维图纸的对应优势。项目利用下沉庭院将自然光线引入地下，形成商业休闲空间，并且完全向城市公众开放，使建筑成为城市空间的一部分。层次丰富的下次庭院和复杂的幕墙百叶也成为施工图设计中必须要仔细推敲的部分。为了完善方案设计中的设计细节，设计团队引入了LumionLiveSyncforRevit插件，从而可以实现Revit和Lumion之间的实时同步显示。这意味着我们可以在进行Revit施工图设计的同时，立即在Lumion中看到渲染效果。这样的应用在设计过过程中提高了甲方以及崔院士对于设计方向决策的准确性，减少了设计中决策的时间成本，从而提高项目完成度与品质的把控。在2018年3月底，北京市规划和自然资源委员会网站上发布了一份名为《关于全面推行施工图多审合一改革的实施意见》的文件，要求原施工图审查，消防审查和人防审查由法定的45个工作日压缩到15个工作日。本项目作为核心城区代表性综合体建筑被选为首批试点项目，要在传统周期1/3的时间内完成设计，通过规划，消防，人防三个部门的审查，取得规划建设许可证。为此，设计团队与业主紧密配合，迅速商讨落实方案，依靠Revit的软件建立精确模型，快速筛选数据，同步核算经济技术指标，满足规划审批要求。同时我们通过自主研发的防火规范自查工具，对防火分区面积，疏散口数量，疏散距离，疏散宽度，疏散楼梯前室面积等重点内容进行核查，依据结果仔细修改，确保满足消防审批要求。根据人防设计构建标准化，重复率高的特点，从以前项目累积的成熟设计素材中搜索并抽取可用部分，迅速组合完成方案，依靠技术优势与不懈努力，最终在四月中旬顺利完成审批工作，为业主推进项目提供了极大的帮助。本项目参与方众多，进度紧凑，为了保证项目的顺利实施，我们应用我司基于专为Revit软件平台及公有云技术自主研发的协同管理平台。实现跨企业，跨部门的多方协同项目流程管控，依靠轻量化BIM模型在线协同，进行关键节点成果在线校准，实时在线质量监控管理，优化工作流程，提高协同效率，保障项目进度。同时我们还利用我司自主研发的全专业设计辅助工具，提高软件自动化水平，在软件的基础功能上加入自动布置与核查等功能，提高设计质量。为了打造北京市综合体建筑的新地标，业主为项目制定了国家绿色建筑评价标准的三星级标准和LEED白金标准。因此业主方在方案阶段聘请专业绿建顾问团队介入，提供咨询与绿建专项设计服务。项目团队以Revit模型为基础，简化并导出数据，配合绿建顾问进行各种专业BIM软件的模拟计算，同时根据顾问方提供的建议书，利用模型提取评价所需的大量构建信息，协助绿建专项设计顺利完成，满足业主的高标准设计要求。四、BIM正向设计技术在建筑设计工程中的推广和发展建议在五年的设计和施工图后期配合的过程中，我们对于BIM正向设计在设计中的应用有很多经验和教训。BIM正向设计技术在建筑设计工程中的挑战也是不容忽视的，主要体现在以下几个方面：一是需要改变传统的设计思维和流程，从线性、分段、静态的设计方式转变为循环、整合、动态的设计方式，这需要设计师具备较高的BIM技能和素养；二是需要建立合理的设计规范和标准，规范BIM模型的构建、管理、交付等过程，保证BIM模型的质量和一致性；三是需要加强跨学科的交流和合作，实现不同专业、不同阶段、不同参与方之间的信息共享和协同优化，提高项目整体效益。当然除了上文提到的这些经验，我们也得到很多教训：在施工中后期拆改主要是由于结构专业模型的滞后，造成建筑和结构图纸上有不交圈的情况出现，建筑图纸上对于结构构件出图时隐藏或者遮罩的方式造成的。另外在机电管线模型上，我们的机电模型把所有的管线末端都建了，而在施工单位施工的过程中由于种种原因对于主干管线进行调整，也浪费的工作量。因此可以看到，如果把正向设计作为提高设计品质的工具还需要从全专业角度提高协同认识。并且提前跟施工单位进行部分工作量的交叉，将设计师