福田湾区智慧广场BIM精细化设计应用

福田湾区智慧广场BIM精细化设计应用前言BIM技术在国内已经高速发展十余年，在工程项目实际应用中的覆盖面和应用深度都已经比较成熟。但反过来看，应用面太广，反而容易让BIM团队陷入杂而不精的困境。因此，在本项目实际BIM应用过程中，我们坚持追求BIM本质，立足于设计阶段利用好BIM技术，真正为项目提供技术参考，为图纸质量提升品质，从而实现BIM技术的核心价值。ForewordBIMTechnologyhasdevelopedrapidlyinChinaformorethantenyears,anditscoverageandapplicationdepthinengineeringprojectshavebeenmature.Ontheotherhand,it’seasyforBIMteamstogetboggeddownintoomanyapplications.Therefore,intheactualapplicationofBIMproject,weadheretothepursuitoftheessenceofBIM,basedonthedesignphasetomakegooduseofBIMtechnology,trulyprovidetechnicalreferencefortheproject,improvethequalityofdrawings,therebyrealizingthecorevalueofBIMtechnology。项目背景ProjectBackground福田湾区智慧广场项目简介

福田湾区智慧广场项目，即福田华富村东西区住宅旧改项目二标段，号称深圳市福田区“棚改新政”第一村，是由政府主导、国企实施的重点民生项目。项目承接中心区外溢功能，着力打造高品质公共环境，提供高品质宜居宜业宜游生活配套服务，成为2035年最具吸引力的高端人才聚集地。

本项目位于深圳市福田区，紧邻笋岗西路与华富路。项目整体占地面积175717平方米，总建筑面积431477平方米。项目分01-01地块和01-02地块，其中01-01地块为露天商业街与人才房，01-02地块裙房为商业中心，并包含一座358m高的办公楼。建设单位：深圳市福田福华建设开发有限公司代建单位：华润（深圳）有限公司方案团队：深圳市建筑设计研究总院有限公司设计团队：深圳市建筑设计研究总院有限公司BIM团队：深圳市建筑设计研究总院有限公司

院士团队深圳市建筑设计研究总院有限公司孟建民院士带领国际智慧美国OT建筑设计事务所法国234建筑设计事务所CALLISORTKLanySCALE等事务所塔楼Tower住宅区Residence中心公园CentralPark公交站BusStation地铁Subway04-公园旁的多彩街铺小店02-主力商业中心区域发展内核01-生态休闲的商业内街05-中心公园与城市的连接体8一个有公园体验的城市综合体在规划上，采用化零为整的布局，把公共空间集中在用地的南侧，商业体量由主塔向公园逐级叠落，形成一个引导性极强的向中心公园打开的空间轴线，强化与公园的整体连接深度体验式连接两大公共资源，打破了传统社区与公园的分割，公园+枢纽，打造公园零距离与地铁零距离，激活、释放片区活动力。BIM主要目标：

查找设计问题提升图纸质量控制区域净高保证设计效果促进专业协作提高设计效率深化管线综合创造施工条件BIM与施工图配合模式台式机产品规格具体说明数量品牌机Dell12处理器英特尔）Intel(R)Core(TM)i7-7700K12主板Dell0HHV7N12内存24GB金士顿12硬盘1TBSATA东芝DT01ACA100（7200RPM）12显卡丽台RTX2080丽台12光驱日立LG-DVD+-RWGTA0NDVD12用途选用软件版本土建建模Revit2019模型浏览Navisworks2019可视化Navisworks2019Lumion8.0Enscape3.3设计管理广联达5D

3.5BIM软硬件配置BIM建模参考标准分析模拟Analysisandsimulation“三轴交汇”形成六边形平面及360度城市展示面01

基本平面设置六边形关键变化层平面，并交错连接各顶点，形成挺拔的形体和稳定的结构03

形体生成通过十二根巨柱形成稳定的结构体系，使得所有办公区均为无柱空间04

巨柱结构通过对幕墙的优化处理，使得所有幕墙玻璃均为平板玻璃，降低造价的同时不影响立面造型的效果05高性能表皮一次收缩——底部退让城市广场，上举的形态体现向上的力量感；二次向上——体量向上收分，体现无限向上的精神性02

体量生成UP建筑形体生成动态参数化塔楼设计系统平面效率分析利用BIM模型房间统计功能，计算各区域面积指标及使用率，为建筑平面布置提供实时数据参考。实用率79.1%办公四区实用率70.7%办公三区办公二区实用率68.4%办公一区实用率66.1%平面效率计算规则走廊计入公摊基本结构体系俯视图低区典型平面高区典型平面钢筋混凝土核心筒

外框斜柱（钢管混凝土）整体结构第一阶屈曲模态屈曲特征值14.58第二阶屈曲模态屈曲特征值14.90第三阶屈曲模态屈曲特征值17.23第四阶屈曲模态屈曲特征值21.63三角斜柱稳定性分析利用结构模型，对项目外框斜柱进行结构稳定性模拟分析。本工程结构整体稳定能够满足规范刚重比的要求，荷载取1.0D+1.0L，对整体结构进行整体屈曲分析得到前4阶段屈曲特征值14.58、14.90、17.23、21.63，屈曲特征值均大于10，结构整体稳定较好。PKPM模型

MIDAS模型地震及风荷载分析

通过结构PKPM模型，模拟楼板在地震作用参与荷载组合下的板面和板底受力情况，在考虑楼板面外面内刚度的情况下，计算多遇地震作用时的楼板表层应力。风荷载下楼板最大主应力分布规律基本类似于多遇地震作用下的，其中除与剪力墙柱节点相连区域楼板和环桁架上下弦区域楼板以外，其余区域楼板的最大主应力基本小于2.2MPa（C35混凝土抗拉强度标准值），楼板满足预定的抗震性能目标要求。标准层结构示意图外围斜柱伸臂桁架外围斜柱加强层结构示意图结构设计深化与补充为让现场施工时更便于理解结构设计细节，通过BIM精细建模，直观体现斜墙过渡做法（包含结构轮廓变化及过渡区钢筋的构造做法）风洞试验采光模拟分析场地声环境针对交通噪声影响，建议沿北侧建筑外窗或幕墙采用隔声性能好的中空玻璃；01-01地块屋顶平台处北侧设置声屏障，以减少交通噪声的不利影响，进一步改善屋顶人员活动区域的噪声环境。设计辅助Designassistance02-1B座人才公寓01-1A座人才房01-1B座人才房01-1C座人才房02-1A座超高层办公楼商业裙楼模型拆分超塔大堂标准层避难层下层塔冠超塔专项核查分析结合超塔平面纵向布局及各区域功能不同，针对超塔重点核查区域主要为：超塔大堂、标准层、避难层下层及塔冠部分。超塔大堂核查内容为复核吊顶高度、吊顶内管线排布情况及检修马道碰撞核查。标准层及避难层下层主要核查内容为办公区及环形走道吊顶复核、吊顶内管线排布及管线密集处排布情况。同时应关注管井内管线纵向布置以及管线转换层排布情况。

塔冠部分应注意空中水箱布置情况，各类设施设备安装空间及检修空间等。

此外，超塔幕墙应作单列专项分析。6070mm12500mm4500mm室内设计效果还原通过高精度BIM模型，还原室内设计效果，复核室内设计可行性及室内高净空数据。风管与马道存在碰撞马道检修高度不足大堂天花马道大堂上空管线核查

平面定位马道优化前送风管上移马道左移马道马道优化后检修马道净高优化

该位置因大堂上空排烟管及空调送风管叠加影响，马道与风管碰撞，经BIM专业协调讨论，马道位置向左偏移，同时修改空调送风管路由，避免风管在马道位置直接叠加，保证了马道的使用空间。加压机房走道夹层风道加压机房走道夹层风道优化前优化后三层夹层风道风机房净高优化

该位置受夹层风道影响，加压机房板下仅剩3060mm，满足加压风机安装后，加压风管底仅剩2450mm，不满足走道2800mm净高要求。解决方案：该位置建筑外墙改成（虚线框造型），风管下翻位置改至加压机房内，优化后走道满足2800mm净高要求。3000mm3550mm室内设计效果还原通过高精度BIM模型，还原室内设计效果，复核室内设计可行性及室内高净空数据。超塔标准层层高4500mm，办公区设计净高3000mm，环形走道设计净高2800mm，电梯厅设计净高3000mm。主要设备管线有：办公区送风管、走道及办公区排烟管、空调回风管、消防水及电气桥架，部分楼层重力雨水管等主要关注点：办公区及走道管线排布、电梯厅管线排布与吊顶造型、卫生间管线排布、管线出核心筒区域管线排布另外，管线排布时充分考虑施工可行性和维修空间，管与管、管与墙等距离控制在5~10公分，并在后期深化过程中添加支吊架加以复核验证。超塔标准层净高分析详图定位剖面1-1大堂区域，吊顶下3600，本层其他位置净高与标准层相同。11超塔大堂层净高分析剖面1-1剖面2-2局部三维详图定位复杂区域管线深化设计走道进核心筒区域管线较为密集，受限于梁高、走道宽度等，此处较容易出现净高问题。局部风管过高，下喷安装空间紧张等位置，协调室内区域微调喷头点位。BIM实施过程中对此区域进行重点分析和深化，并提交各专业复核确认。1122剖面1-1剖面2-2局部三维详图定位标准层电梯厅分析标准层电梯厅吊顶设计高度为3000mm，吊顶内主要管道为暖通排烟、消防管及其他管道。BIM团队对吊顶内管线进行深化和定位，并复核了管道与风口的冲突情况。走道走道大堂7300mm7660mm室内设计效果还原通过高精度BIM模型，还原室内设计效果，复核室内设计可行性及室内高净空数据。优化前优化后超塔管线优化原有管线拥挤，净高不足甚至考虑管线穿梁。经过BIM协调优化，修改管线路由及风管截面，避免管线穿梁且满足净高及安装要求。优化前优化后卫生间专项优化通过对卫生间管线深化，发现污水及废水主管均与梁碰撞，与设计人员核对后管道调整为从梁下通过。管井专项核查针对塔楼各专业竖向管井做逐一核查，校对竖向管线与建筑结构的位置关系。剖面1-1局部三维剖面2-2管道转换层专项分析管道转换层各专业设备管线相比标准层复杂，BIM团队同样对此区域进行梳理，确保转换层吊顶净高不受影响。管线叠加区域提前布置支吊架，预估施工安装空间。详图定位剖面1-1剖面2-2穿梁位置深化设计超塔6层到35层，核心筒处因管道集中且走道狭长，暖通排烟管占据大部分空间导致水专业管道无法通过。此区域由BIM专业先行调整模型，在不改变吊顶高度的前提下，考虑通过风管穿配电间，水管部分翻弯、部分穿梁解决。经各专业确认优化方案可行后，BIM专业提资由各专业设计跟进修改图纸。塔冠专项核查结合幕墙图纸及模型，结合BIM土建和机电模型，重点梳理了外围竖向管线，核查了幕墙与机电管线、幕墙与建筑结构间的碰撞问题，并出具了幕墙专项核查报告，提交幕墙设计单位及相关专业复核修改。位置示意主入口幕墙及雨棚立柱跨度：15米玻璃板块尺寸：1800x5400mm幕墙玻璃选用：10+2.28pvb+10+12A+10+2.28pvb+10双夹胶中空钢化(LOW-E)超白玻璃幕墙厚度410mm雨棚玻璃：10+2.28SGP+10mm夹胶玻璃幕墙玻璃面板镀锌钢板立柱外包铝皮铝合金扣盖铝合金横梁雨棚玻璃面板铝合金装饰条内藏镀锌钢板龙骨镀锌钢转接件铝型材玻璃托条幕墙三维模型雨棚三维模型410mm主入口雨棚及幕墙设计。巨柱横剖图巨柱幕墙层间竖剖巨柱幕墙中竖剖节点波纹铝型材穿孔铝板穿孔铝板位置示意三维效果图标准层巨柱包封幕墙深化设计通过建立局部幕墙模型，确认幕墙设计的合理性，核查与建筑主体的碰撞与冲突等，对幕墙图纸进行深化设计，并通过BIM动画模拟幕墙构件的吊装方案与安装方案。标准层单元幕墙深化设计通过建立局部幕墙模型，确认幕墙设计的合理性，核查与建筑主体的碰撞与冲突等，对幕墙图纸进行深化设计，并通过BIM动画模拟幕墙构件的吊装方案与安装方案。第二支点转接件及防坠链示意11F63F超塔幕墙专项核查根据超塔主体模型与超塔幕墙模型合并对比，逐层复核巨柱外包裹与巨柱间最小间距，验证幕墙设计得出的最不利间距。12F裙房土建与机电模型裙房层高对比与控制裙房首层层高5700，公区吊顶下3800，二到四层层高5400，吊顶下3500。对比深圳区域类似项目层高及净高数据，本项目设计标准不低于同类项目.梁高-400梁底净高:4930梁高-500梁底净高:4830梁高-600梁底净高:4730梁高-700梁底净高:4630梁高-800梁底净高:4530梁高-900梁底净高:4430梁高-1000梁底净高:4330梁高-1100梁底净高:4230梁高-1200梁底净高:4130梁高-1300梁底净高:4030梁高-1400梁底净高:3900梁高-1500梁底净高:3830梁高-2200梁底净高:5000梁高-2500梁底净高:4330商场梁高分析前室后勤走道商业楼梯电梯设备井设备机房商业走道卫生间影院后勤办公商场净高分析商业中庭管线与净高分析本层商业走道吊顶设计高度为3500，吊顶内管线主要有暖通送风管、排烟管、电气桥架等。为保证吊顶高度，裙房喷淋均统一穿梁布置，其他专业管线梁下安装。商铺内净高不低于公区吊顶。设备走道净高不低于2600。不利点分析：层高（5400）-梁底（1320）-风管高度（700）-保温（80）=3300mm最不利点分析中庭管线分析与优化原设计因防火卷帘盒到梁下间距过小，导致暖通排烟管无法通过。优化方案：梁上反300mm，同时修改风管路由，避开空间紧张区域。优化前优化后优化前优化后最不利点分析与优化（图中虚线为剖切位置）因商铺在坡道下方，导致商铺局部净高较低，坡道梁700，左边商铺局部净高2650，右边商铺局部净高1750.优化建议：与结构协调坡道梁上反，尽可能提升空间。走廊中庭商业3500mm3800mm3670mm3950mm室内设计效果还原通过高精度BIM模型，还原室内设计效果，复核室内设计可行性及室内高净空数据。裙房幕墙专项核查结合幕墙图纸及模型，结合BIM土建和机电模型，重点梳理了外围竖向管线，核查了幕墙与机电管线、幕墙与建筑结构间的碰撞问题，并出具了幕墙专项核查报告，提交幕墙设计单位及相关专业复核修改。裙房风管系统梳理通过梳理排烟管、油烟管等管道竖向走向，复核可能存在的风管影响净高区域并跟进优化，同时核查竖向管井内是否满足风管安装空间要求等。排烟系统油烟系统屋面设备专项核查塔楼外立面核查人才房设计深化

对户内重点区域进行管线深化及设备定位，例如厨房、卫生间等位置，重点核查各专业管线交叉碰撞问题、卫生间降板问题、设备管线间距问题等，并由模型导出可供施工参考的三维轴测图及平剖面图纸等。公寓客厅剖面

2350mm2460mm人才房设计深化

对户内重点区域进行管线深化及设备定位，例如厨房、卫生间等位置，重点核查各专业管线交叉碰撞问题、卫生间降板问题、设备管线间距问题等，并由模型导出可供施工参考的三维轴测图及平剖面图纸等。01-01地块地下室剖面01-02地块地下室剖面车库管线排布方案车库管线排布原则喷淋贴梁安装，风管依次往下，桥架及水管与风管同层布置，遇风管时上翻避让，风管底预留保温及支吊架空间，得出管底净高。极限状况下风管贴梁安装，喷淋避让。根据地下室层高及梁高分析，控制车道不低于2400，车位不低于2400，吊顶下净高2600。吊顶区域车道及车位管线分析裸顶区域车道及车位管线分析车库净高分析根据精装与非精装区域管线情况，提前考虑管线避让，严格控制净高。800梁高600梁高700梁高车库梁高分析净高风险分析各专业设备管线中，排烟管横穿车道时对净空影响最大，通过梳理管线走向，预判净高风险区域，并逐一调整优化，提升净高。根据地下室层高及梁高分析，控制车道不低于2400，车位不低于2400，吊顶下净高2600。净高风险区域400高排烟管吊顶区域车库净高分析按区域排查车道和车位净高情况，针对净高不足的位置，协调各专业优化解决。优化前平面定位优化后最不利点分析结构板高差（3500）-梁高（800）-面层（80）-风管高度（400）=2260优化建议：风管靠地下室外墙偏移，最低点区域即可远离主车道。车库设计深化根据车库车行指引标识位置，叠合现有净高分析图，梳理可能存在的净高问题，并优化吊牌位置，避开净高紧张区域。2211剖面1-1剖面2-2局部三维平面定位层高：4150梁高：700面层：80管线高度：喷淋150+风管550管底净高：2400复杂节点深化本项目范围内主要含四条规划道路，其中：华富南一路：道路基本呈南北走向，北起笋岗西路，南至华富路，全长209.869m，道路红线宽度15m，采用双向2车道。华富南三路：道路基本呈南北走向，北起笋岗西路，南至华富路，全场395.269m，道路红线宽15m，