企业级BIM应用实施步骤(二)——中建西南设计院BIM应用实施案例介绍

黄亚斌

(柏慕中国(北京柏慕进业工程咨询有限公司)，北京 100101)

1 项目介绍

天府国际金融中心11号楼项目位于四川省成都市金融商务区核心区内西侧，距市中心天府广场约7.8公里，西面紧邻地铁1号线新益州站，交通便捷。区域位置、商业价值与发展视野等均是其核心地位的重要体现。

本项目总建筑面积167 895.00m2，其中地上建筑面积 141 103.90m2，地下建筑面积 26 791.10m2。本项目为设计总承包(包含内容:建筑、结构、给排水、电气、暖通、节能、幕墙设计、绿色建筑二星标准设计、基坑支护、景观设计、综合概算)。项目投资约11亿元人民币。

本项目1～9号楼为园区内原有办公及配套建筑;11号楼为新建超高层双塔，其中北塔为公寓楼，包含酒店式公寓、服务式公寓、商业及公寓配套会所，地上58层，为一类超高层综合楼;南塔为办公楼，包含商务办公、会议及商务洽谈功能，地上48层，为一类超高层办公楼;两栋塔楼建筑高度均为202.325m，建筑最高点标高为黄海海拔高层714.00m(含所有建筑构件高度);地下3层，为商业服务设施、地下车库及设备用房，地下建筑面积为26 791.10m2。

该项目的设计单位为中国建筑西南设计研究院有限公司(英文缩写CSWADI)，由北京柏慕进业工程咨询有限公司(以下简称柏慕中国)承担BIM应用咨询工作。本文主要介绍柏慕中国BIM技术团队在该项目上的实施步骤和工作流程以及在项目执行过程中的遇到问题和解决方法。图1为项目效果图。

图1 效果图

2 BIM应用准备

项目开始阶段，首先由中建西南设计院的主创设计师和柏慕中国的BIM技术团队对项目的重点和难点进行分析与探讨，并研究解决方案。本项目共有以下几个难点:

(1)时间紧，出图量大

项目周期为1个半月，需要从建筑初步设计深化到建筑施工图，以及其他BIM相关应用，具体包括:

a)施工图范围为:全部平面图(该项目为异型项目，每层平面图均不相同，均需要出图)、办公楼天花平面图、剖面图、立面图及筒体、卫生间放大平面图、门窗表、房间装修表、楼梯及所有节点大样的基础图。

b)项目管线综合碰撞检查及优化:对表1中的建筑部位进行管线综合碰撞检查，以Navisworks文件的形式作为成果。

表1 项目建筑部位

c)四维施工模拟:制作四维施工模拟动画文件。

d)绿色建筑分析:项目绿色分析(噪声、光环境、热工)的相关报告，并提供可执行的优化意见。

(2)造型复杂

本项目为异型超高层建筑，主要的造型以及平面定位通过Grasshopper(Rhinoceros)模型来控制。难点是如何将现有的定位模型无损失的导入到Revit中进行深化，特别是遮阳减噪的金属外网，需要对金属外网板块及主要结构构件(环管、牛腿和爪件)，玻璃幕墙嵌板、框架和龙骨的细致创建，精确定位，如图2所示。

针对以上项目难点，我们提出了一系列解决方案:

a.选择适当BIM应用方法——合理分配任务，拆分项目，选定合理的工作集划分方式:

· 工作集——分为三个中心文件(地下室，办公楼，公寓楼)，按楼层划分工作集。

· 链接——以地下室为主体，将办公楼与公寓楼链接进来。

· 组——每个中心文件中的标准层可以通过组的方式来完成。

b.制定合理的项目计划——细分任务，控制项目质量和进度

· 5天项目准备:与甲方沟通，完成符合中建西南设计院出图标准及要求的revit样板文件、甲方设计师revit应用基础培训、中心文件及工作集划分、硬件及软件准备等各项工作，由1名BIM经理和5名BIM工程师参与配合完成。

图2 Grasshopper(Rhinoceros)模型及金属外网板块

· 10天完成翻图工作及第一轮修改(初模)，由1名BIM经理和9名BIM工程师参与完成。结构:创建柱、梁(仅创建主梁)、板，只需要准确定位不需要设置构造层。建筑:创建墙体、门窗、定制房间，创建墙体时准备绘制出墙体定位线及墙体厚度，不需要详细设置。原则:搭建已经基本确定不会修改的构件。

· 15天模型修改，模型细化，由1名BIM经理和9名BIM工程师配合甲方设计师共同完成。结构:创建次梁、环板、变截面梁，结合剖面视图来检查结构模型的准确性。建筑:创建楼梯、电梯、幕墙及其构件，对墙体进行构造设置，使其显示符合出图要求。

· 15天施工图优化及出图，管线综合，由1名BIM经理和15名BIM工程师配合甲方设计师共同完成。(其中，9名继续深化建筑，6名完成管线综合内容)。此过程中主要通过尺寸标注、文字标注对模型中的各视图进行深化;机电团队同步开始搭建机电模型，进行碰撞检查与优化工作。

(3)为了保证企业BIM应用的可持续性，必须建立统一BIM制图及建模的标准和流程以及二维，三维协同设计的应用标准和流程。

内容包括:

· 建立满足基于局域网服务器工作的文件夹结构及工作模式

· 项目样板文件定制(结合企业标准，符合设计院制图规范的符号，构件，构件规范命名，导出图层设置，图签等)，创建该项目统一标高、轴网作为基础文件。

· 项目实施标准的制定

大项目协同的工作模式，需要多人配合来完成工作，这个时候“定好规矩”就显得尤为重要。以本项目为例，主要通过以下几点来说明:

a.项目文件夹(文件存放规则)

在项目准备阶段，创建好项目文件夹，并制定文件存放规则，在项目实施阶段按照规定来放置文件。例如:甲方提供的CAD图纸按照日期存放在文件夹_“甲方资料提供”;定期保存项目备份文件，如图3所示。养成在服务器上规范工作的好习惯。

图3 项目工作文件夹

b.建模规则

在项目实施阶段，应尽量避免更换BIM工程师，但是很多时候是不可以避免的。那么当需要进行项目交接的时候经常会遇到的问题就是更换后的工程师很难快速的修改前一位工程师的图纸，其实原因很简单，就是大家建模或者作图的习惯不一样。

针对这个问题，柏慕中国在员工以及学员培训阶段就是严格按照经验得出的建模规则来教学与实践，并在实践过程中不断改进，所以拥有一套较为实用的建模规则和工作方法，在一定程度上解决了项目人员更替的问题。

c.族制作规则

族的制作方式、族参数的设置、族的使用方法等都应该遵循一个相对固定的标准，才能保证族的通用性，实现人员及项目间的相互调用。对此，柏慕中国在实践以及培训教学中根据各种类型的族文件制作规则和设计师的使用习惯，都有统一的族制作规范和规定。

d.构件命名规则

构件命名标准非常关键，主要体现在两个当面:第一，工程量的统计;第二，协同工作及工作交接，只有项目每个成员都使用一个标准才可能在工作中实现真正的协同，如图4所示。

划分工作集(人员分工安排、出图要求等)，以专业(建筑、结构)及标准层来细分工作集。

项目准备是在做任何项目开始前非常重要的一个步骤，只要将准备工作做到位了，才能使后面的实施阶段工作顺利。在项目准备阶段除了把标准、规则定好还需要提前预知项目中的可能遇到的问题，做好应对措施，以保证项目最终能够顺利完成。综上所述，将BIM项目准备需要考虑的步骤见表2。

图4 构件命名标准

表2 BIM项目准备步骤

3 BIM实施

项目实施阶段就是按照项目工作计划来组织协调工作安排并实施BIM应用标准。本项目实施主要包含以下几个阶段:

(1)幕墙外网的创建与内幕墙的搭建(Grasshopper模型的导入及处理)，这是本项目实施的重点及难点，见图5，图6。

幕墙外网及内幕墙的网格划分是通过Grasshopper来完成，我们可以直接通过将其模型导入到Revit Architecture中来直接使用。导入时是需要一点技巧，即通过将Grasshopper模型导出.sat文件后，导入到Revit中的体量族内，再载入到项目中，使用此方面主要有两个原因:其一直接导入的.sat文件较大，电脑会很卡，以族的方式导入能适当的减小文件量;其二直接使用.sat文件的面生成幕墙系统时，有的面生不成幕墙。

附:外网及内幕墙具体实施步骤

a)Grasshopper导成.sat文件

b)Revit中新建公制体量，以原点对原点的方式导入.sat文件

c)选择导入文件的模型的面＞创建形状

d)将创建好的族文件载入到项目中，使用幕墙系统命令生成幕墙系统

e)创建外网嵌板族规则公制幕墙嵌板族的方法和步骤:

· 导入CAD绘制好的外网嵌板图案

· 将公制幕墙嵌板族中立面显示的四条参照平面形成的矩形与CAD图外网图案的外框对齐

· 利用拉伸命名参照CAD图创建图案

· 载入到项目中替换嵌板

注意:内幕墙创建方法与外网相似，但是不需要再拾取.sat的每个分割面在体量族中创建形状，只需要通过将其导入到体量族中，然后载入到项目中＞利用幕墙系统命令拾取面来创建幕墙＞替换幕墙嵌板(开启扇或者固定玻璃或者铝板)。

(2)外网及内幕墙的细节创建(环管、牛腿、爪件和检修道)，幕墙设计及BIM产业化应用(将Revit模型导入Inventer，优化嵌板规格、实现机械制造加工)，见图7。

图7 金属外网板块及统计

(3)结构模型的搭建(斜柱、环板、变截面梁)，并实现主要建筑材料的工程量统计(见图8)。

本项目在结构方面非常复杂，地上基本上所有柱子均是斜柱，难点在于柱子的定位，由于项目在设计时，结构的定位均是通过Grasshopper模型定位，我们的方法是通过将Grasshopper模型中柱子的定位线导入到Revit Architecture中来定位创建结构柱(见图9)。

环板与变截面梁的创建，主要是通过族来实现(见图10)。

(4)配合CAD出图与导图

本项目建筑施工图平、立面、楼梯大样、卫生间大样图都是通过Revit Architecture直接出图的，方式是直接1:1打印成PDF，见图11。而剖面与详图是通过Revit Architecture导出基础图纸，再在CAD上进行深化。

(5)管线综合

本项目是在项目后期进入设备管线建模及碰撞检查，查错优化阶段，采取的方式是双方配合，搭建机电模型后直接在软件中进行碰撞检查，再由甲方设计人员指导BIM工程师在模型上进行修改，优化设计(见图12)。

(6)绿色建筑分析

本项目共做了风环境(图13)、采光分析(图14)、热环境分析、太阳辐射分析、办公建筑生命周期碳排放(图15)分析等五项分析。

经过计算，南塔生命周期的二氧化碳排放强度 LCCO2 为 117.43kg－ CO2/m2·a，低于参照建筑6%。南塔生命周期工排放490 000吨二氧化碳，可减少(与参照建筑相比)排放29 000吨二氧化碳。

综上所述，BIM项目实施阶段需要考虑的步骤见表3。

图14 全自然采光百分比全年(99%以上的时间可以自然采光)

图15 南塔生命周期各阶段二氧化碳排放比例

表3 BIM项目实施阶段步骤

4 总结

每个项目完成后都需要组织项目团队成员发现不足，做好技术总结，在本项目完成后我们总结了以下经验教训:

1)需要继续完善细化建模方法和流程。例如:当需要在楼板上开洞口，是用编辑楼板边界的方式开洞口，还是用竖井洞口，需要规范方法，统一标准，以方便项目后期的模型修改。

2)Revit图纸导出到CAD后，做细部施工图深化设计时，建筑师CAD应用水平不足，图层管理命令不熟悉，模型空间和图纸空间概念不清晰，Xref外部参照的编辑修改也不了解等。所以以后的BIM应用实施前，需加强二维协同设计的理念宣传和CAD二维协同命令应用和工作流程的培训工作。

3)在项目进行过程中需要加强设计人员与BIM工程师之间的沟通交流，改善设计流程，使BIM应用逐步实现和设计流程的完美结合。

[1]柏慕中国BIM应用体系资料.

[2]柏慕中国项目总结文档资料.

[3]广联达公司项目演示资料.

[4]www.51bim.com 网站资料.