BIM 技术在杭州奥体中心主体育场项目设计中的应用

张学斌

（中建国际设计顾问（CCDI）有限公司，北京 100013）

BIM 技术在杭州奥体中心主体育场项目设计中的应用

张学斌

（中建国际设计顾问（CCDI）有限公司，北京 100013）

随着对综合解决能力要求的提升，以BIM（建筑信息模型）为核心的建筑设计、施工管理、运营维护等综合应用，正在促进建筑行业的根本变革。近几年来，CCDI（中建国际）在一批重大的设计项目中均应用了BIM技术，并取得了良好的效果，其中“杭州奥体中心主体育场”、“天津团泊新城综合体育馆”、“天津团泊湖网球中心”等项目，都是由CCDI体育事业部和CCDI的BIM团队共同完成的设计。

BIM；Revit；IES

1 引言

“杭州奥体中心主体育场”位于钱塘江与七甲河交汇处南侧，规划建筑面积22.9万平方米，可举办洲际性、全国性综合运动会及国际田径、足球比赛，拥有观众固定坐席80 000个。以优雅又富有张力的花瓣外形为表现形式，正是建筑师将活力动感与华贵美丽完美结合的创意，它似花非花、如梦如幻，却又卓尔不群、傲然挺立在钱塘江畔（图1）。

这个项目的特殊之处不在于精致、宏伟的建筑造型，而是在于设计过程的变化，是BIM技术改变了我们多年的设计模式。

2 BIM技术让这个项目的设计工作发生了怎样的变化？

2.1 模型设计发生的变化

在使用BIM之前，建筑师们是通过泡沫、纸盒做的手工模型展示创意，相应调整方案的工作也是在这样的情况下进行的。引入了基于BIM技术的软件介入设计后，从建筑师构思的草图到参数化设计荷花瓣外形，再到花瓣数量的对比调整，直至最终方案的确定，都是在造型软件环境中完成，方案调整的过程实现了快速、直观、精准的高度同步（图2）。

图1 杭州奥体中心体育场婉若钱塘江畔的一朵白莲

图2 杭州奥体中心主体育场——BIM软件介入建筑外观设计

图3 杭州奥体中心主体育场——建筑、结构、设备BIM模型

图5 杭州奥体中心主体育场——各专业BIM模型的合并与碰撞检测

2.2 专业设计发生的变化

“杭州奥体中心主体育场”项目，由于其兼具体育场和外观复杂的双重特性，所以只有采用三维建模方式进行设计，才能避免许多二维设计后期才会发现的问题。因此，CCDI设计团队采用了基于BIM技术的Revit系列软件做支撑，以预先导入的三维外观造型做定位参考，在Revit中建立体育场内部建筑功能模型、结构网架模型、机电设备管线模型。

由于这是一个三维模型，在Revit中可以很容易地生成剖面图，既快速又精准。“杭州奥体中心主体育场”项目，外观的结构网架设计与内部功能设计结合，剖面图是通过对BIM模型的实剖获取，真实地反映了建筑结构的关系（图3、4）。

2.3 专业纠错的变化

“杭州奥体中心主体育场”项目建立了BIM模型，由于其真实的三维特性，它的可视化纠错能力直观、实际，对设计师很有帮助，这使施工过程中可能发生的问题，提前到设计阶段来处理，减少了施工阶段的反复，不仅节约了成本，更节省了建设周期（图5）。

2.4 模型后续利用的变化

体育场馆的设计对防火、疏散、声音、温度等要求较高，这些都有非常专业的分析模拟软件，而BIM模型的建立有助于相关的分析研究。

“杭州奥体中心主体育场”项目利用完整的BIM模型信息，对体育场模型进行了声环境模拟分析，通过模拟预测体育场内的声环境，证明体育场坐席区域的声压级分布均匀，通过模拟体育场在83Hz、 125Hz、250Hz各个频带观众坐席区声压级差分布分析，证明项目的设计无声场缺陷（图6）。

该项目还对体育场的温度环境做了分析，直接将BIM模型导入到IES软件，分析无孔隙结构与孔隙结构外壳两种方式的温度分布变化，以确定外壳是否开孔以及开孔率（图7）。

该项目对体育场的风环境也做了分析，对平台行人活动区进行分析，结果是无严重的空气旋涡和流动死角；对主体育场与网球场之间区域进行分析，结果是两个建筑之间没有形成隧道风（图8）。

3 BIM在CCDI的应用现状

CCDI应用BIM技术，从草图到BIM模型，再到各专业分析，全过程设计以BIM模型为核心，实现了BIM模型信息在设计流程中的有效传递，使设计者的灵感在BIM技术的辅助下发挥得淋漓尽致，CCDI还有很多这方面的成功案例。

图6 杭州奥体中心主体育场——声环境模拟分析

图7 杭州奥体中心主体育场——温度环境模拟分析

3.1 BIM模型在体育场馆设计中的应用

“天津团泊湖网球中心”项目作为现代化的专用网球中心，工程总用地20 5430.7平方米，总建筑面积（含地下）82 576.5平方米，用于举办国际、国内网球单项赛事，以及东亚运动会的备选场地。建筑师以极富动感的斜圆柱式样的网架钢结构创意，来表现东方古国的张扬与含蓄，而这样一个飘逸的意像正是借助BIM技术得以化为现实（图9、10）。

“天津团泊新城综合体育馆”项目，定位于建设天津市十一个新城中独具魅力和特色的典范卫星城，重点服务于天津市中心城区及京津冀地区，辐射环渤海地区。新城的产业定位为：体育产业为主，发展创意产业、生态旅游、休闲度假、房地产开发、职业培训基地，最终发展成具有鲜明特色的体育生态魅力之城。体育馆有一个巨型的环带，而游泳馆的顶部选用采光的屋顶，同时它们又形成统一的整体构筑物，设计师极力营造一个朴实且与环境紧密结合的建筑，就是这样一个巨型环带的场馆也是借助BIM技术得以实现的（图11、12）。得遇到许多的BIM问题都在这种方式下得到解决。由此，引发了CCDI人的思考：希望有这样一支团队，一是对BIM的相关技术软件有所研究，二是具有培训能力，三是可以根据自己的能力分担。因此，CCDI组建了自己的BIM团队。

图8 杭州奥体中心体育场——风环境模拟分析

图9 天津团泊湖网球中心——斜圆柱式的网架结构

图10 天津团泊湖网球中心——BIM模型图

图11 天津团泊新城综合体育馆——一条巨型的环带将体育馆与游泳馆连为一体

图12 天津团泊新城综合体育馆——BIM模型图

CCDI人经过几年的学习和实践，成功地摸索出一条属于自己的路，即设计师与BIM团队配合。这种工作方式让设计师腾出了更多的精力去思考，而不是纠缠在对软件的操作上。目前这个阶段BIM表现出的是非常重要的补充作用，一个是对工作的补充，另一个是对整个设计质量提升的表现。

4 BIM在CCDI的应用未来

3.2 “魅力之城”引发了CCDI的BIM应用模式

2007年以前，CCDI也在做将BIM技术用于设计的工作，但并不长久、或者推进困难。2007年，在进行青岛万科的“魅力之城”项目时，引入了BIM软件的培训师，由此得到了BIM建模工作的指导，使

BIM技术应用提高的不仅是效率，还有品质。BIM技术促进各专业从工程设计提升到品质设计。BIM技术的应用也要向上下游拓展，从项目咨询、建造过程、运营过程等各个阶段介入，提升质量、缩短工期，让它更可控，可能是未来的一个趋势。BIM是CCDI未来的战略之一，CCDI的未来计划之一就是在建造全过程生命周期使用BIM。

Application of BIM Technology in the Project Design of CCDI

Zhang Xuebin
（China Construction Design（CCDI）International 100013）

With the increasing requirements of the comprehensive solution，the building design，construction management and operation based on BIM technology are promoting fundamental changes in the construction industry.In recent years，CCDI（China Construction Design International）used BIM technology in a number of major design projects and obtained excellent effects，such as“Olympic Stadium in Hangzhou”，“Tianjin Tuanbo New City gymnasium”，“Tianjin Tuanbo Lake Tennis Center”and so on.All the projects above were designed by Sports Division and BIM research team of CCDI.

BIM；Revit；IES

TU201.4

A

1674－7461（2010）04－0050－05

张学斌（1980－），男，结构工程师，北京区域公司建筑数字化业务部BIM主管。主要从事以BIM为核心的建筑设计、施工管理、运营维护工作。