让BIM融入建筑，让绿色深入生活

◎ 本刊编辑部

筑博公司应用BIM为南宁规划展览馆注入绿色创意

图1 南宁规划展览馆

筑博工程设计（集团）股份有限公司（简称“筑博公司”）旗下的新技术研发中心以传统的“筑博设计”为基础，大力发展“筑博科技”，从事与建筑设计相关的建筑技术研究工作。“筑博科技”重点围绕绿色建筑设计咨询、BIM技术应用与研究以及建筑工厂化建造技术三方面。凭借高素质人才技术队伍、良好的市场信誉以及出色的设计水平，筑博公司赢得了很多客户的青睐与合作机会；凭借创新的设计理念、独特的设计构思，筑博公司在多次公共建筑及政府投标中取得优异的成绩；凭借规模优势和品牌优势，筑博在竞争日益激烈的建筑设计市场屹立不倒。

以南宁规划展览馆为例，南宁规划展览馆位于南宁市桂花路东侧，南邻凤岭南路，交通便利；总用地面积为24853.44平方米。基地内主要为山体坡地，基地西低东高，最大高差20米，室内建筑±0.00标高定为123.30米。设计师想尽量保存原始山体地形，延续山体以占满基地。整体造型上，屋顶的形式如同山体蔓延衍生，平缓的舒展起伏，原有的优良山体资源在建筑上得以延伸，仿佛从环境中自发生长出来，与自然和谐共生，建筑的雍容大度与环境相得益彰。然而这样的设计理念，想要很兴奋的向业主叙述很容易，想要潇洒的画几根线来表达意向也不难，但是要在有限的时间内把这一理念准确地落实为可操作的设计方案和图纸，却是个巨大的挑战。如果不能实现，这个项目的所有设计构思将变成一纸空谈。所以从设计之初，设计师便有了这样的想法：利用直观、易用的BIM三维工具来完成这个艰巨的任务。

将完美设想转化为三维整体模型

整个建筑屋顶似山，屋底似雨林，拓扑变形生成的树干状空间作为支撑结构，项目组试图将丰富的城市生活融入展览馆空间。底层最大限度的让出给城市，布置临时展厅及有趣的城市事件，将城市的活力事件注入原本严肃的展览馆内。利用山体自有的缓慢上升的坡度，制造连续上升的环形流线，将人流自然导入二层展览空间，环绕参观之后，又从屋顶钻出，行至半山腰，继续向上到达屋顶绿化花园，游园式的路线消解展览馆和市民生活之间的距离，将山、建筑、室外场地无缝连接。巨大的建筑体量经过轻巧的建筑策略，消隐在自然环境之中，项目组运用造型软件来实现这种完美的融合。

项目组先对展览馆的平面进行了深入的设计，结合参观的人行流线、办公后勤流线等划定各种使用空间的合理关系布局。各部分空间所需要的高度是不一样的，展览空间需要较高的使用层高，以便进行各种类型的展示，项目组设计为12～18m，而办公、会议等管理用房及辅助用房则控制在6m以下。根据这个原则，设计师在造型软件中大致定了平面布局，然后通过垂直方向上的功能需求将这些控制线上升到一定高度，在需要出现形体三维起伏变化的地方进行调整，形成高低错落的屋顶。最后项目组会采用NURBS曲面，对屋顶的形态进行拟合，形成一个三阶的自由曲面模型，其流动性的特点将形成各种使用空间之间光滑的过渡，从而形成最初的形式模型。

图2 BIM模型

企业简介

深圳市筑博工程设计有限公司

深圳市筑博工程设计有限公司（简称“筑博设计”），成立于1996年3月，是一家具有建筑设计甲级资质和城市规划乙级资质的综合设计机构。公司现为深圳市勘察设计行业协会、深圳市绿色建筑协会理事单位；自2006年以来连续三年被深圳市福田区人民政府评为“福田区年度纳税百佳民营企业”； 2005年被评为深圳市优秀勘察设计企业；2009年被深圳市发展和改革委员会认定为深圳市第一批总部企业；自2004年以来，连续四年在年度全国民营设计机构排行榜中名列前三。

深圳市筑博建筑技术系统研究有限公司

深圳市筑博建筑技术系统研究有限公司（简称“筑博科技”）重点围绕绿色建筑设计咨询、BIM技术应用与研究以及建筑工厂化建造技术三方面。建筑工厂化建造技术是环保低碳的建造模式，是实现绿色建筑的一条关键的技术路线；BIM技术的应用为绿色建筑设计提供了重要的技术支撑，BIM的模型信息与其他计算分析软件相结合，可实现建筑日照、通风、采光、能耗、噪声等多方面的性能分析；BIM的三维设计技术又可为工厂化建造技术提供更加直观和更加丰富的建筑信息，有效发现和解决项目在设计、生产、运输及现场安装等各环节所遇到的技术问题。

形式确定下来后，如何将理念准确的变成施工图纸就是最棘手的挑战。项目组运用造型软件完成屋顶的曲线造型后，即将之导入Autodesk Revit Architecture中形成BIM模型。

确定好壳体的模型后，使用基于BIM技术的Revit系列软件（Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP）进行BIM模型的搭建，室内的墙体，门窗，楼板，结构的梁，柱子，机电的风管、水管、电缆桥架等等，最终建立三维模型。

图3 建筑模型

图4 结构模型

图5 机电模型

图6 综合管线

在建立以上各专业的三维模型后，就可以对南宁规划展览馆的整体模型进行连接与合并，从而辅助建筑师观察建筑内部空间关系并及时调整各专业之间的碰撞。

图7 Revit各专业合并的整体模型

可视化助设计师预知未来建筑的样子

通过完整的南宁规划展览馆三维模型，设计师可以进行全方位的三维漫游展示（将Revit模型导入Autodesk Showcase进行漫游和分析）。

接着，在BIM模型基础上，借助Autodesk 3ds Max 进行建筑表现，通过实时的，可以实现照片级的渲染效果，帮助建筑师对建筑的最终形态和外观有更加感性和直观的认识。

图8 透视图1

图9 透视图2

图10 建筑剖面

图11 建筑室内空间

此外，运用Revit发布的3D打印插件，设计师还可以方便地将数字模型转化为真实物件，用于客户沟通或预营销。

图12 Autodesk 3ds Max渲染日景效果图

图13 Autodesk 3ds Max渲染夜景效果图

图14 基于BIM建筑信息模型的3D打印技术

基于BIM模型的拓展应用让建筑既实用又绿色

基于BIM模型，设计师和工程师可以进行诸多拓展应用，使建筑既拥有众多实用功能，同时又满足绿色节能的环保理念。

1.运用Autodesk Navisworks进行碰撞检测与管线综合

机电管线种类比较多，设计专业多，施工工种多。一般包含通风空调系统、空调水系统，给排水系统，消防水系统，动力系统，供配电系统，弱电系统等。BIM模型可以反映所有管线和设备在建筑内信息的情况。例如：在关键的大厅、路口，利用BIM不仅仅可以进行碰撞检测，还可以进行空间优化。

碰撞检测与管线综合的目的是避免碰撞，解决各专业冲突，明确管线位置标高以及辅助确定施工顺序等等。从传统意义上讲，现场出现问题最多的地方，也是拆改比较多得地方，会给业主造成额外的拆改成本，包括工期延误所带来的经济损失等。以前管线综合的过程往往是在头脑中想象，再通过画图表示，现在利用BIM模型能够直接反映这些问题，提高此过程的效率。

图15 管线碰撞检测设计流程

图16 送风管与排烟管碰撞

在进行管线碰撞前，可以设置碰撞规则以规避软碰撞，及早发现硬碰装点。如图16所示，送风管与排烟管碰撞，可以在满足高度要求的情况下考虑放置两根风管的位置；风管与水管的碰撞，一般遵从“大管让小管，有压管让无压管”的原则，调整水管位置解决此处的碰撞问题。利用模型做管线综合时会遇到大量的碰撞，这需要对碰撞进行分析，按照设计规范、施工验收规范等来调整管线。最终做到依照规范，满足施工空间，使得做出的综合管线真正成为施工依据，达到美观、节约的效果。在设计阶段时，建立模型综合时可以让二维图纸上存在的问题明显的表现出来，这样在施工之前也可为设计师在设计优化阶段提供优化方案，提高施工图的出图质量。

图17 Civil3D进行坡度分析

2.运用Civil 3D进行坡度分析

通过Civil 3D进行坡度分析，考虑什么地方放置雨水管，做虹吸设计。

为了体现低碳绿色环保的理念，筑博坚持使用3R原则（REDUCE、REUSE、 RECYCLE）。在 BIM 模 型 基 础 上，将模型导入Ecotect软件中进行采光分析、场地热环境模拟，导入CADNA软件进行噪声分析，导入PHOENICS软件进行风环境模拟等等，通过这些步骤构建绿色建筑。而BIM技术的应用，也使得上述各种绿色技术手段得以在项目中更高效、顺畅的实施，真正将BIM所代表的可持续设计理念发挥到淋漓尽致。

A:模型导入到Ecotect软件中进行采光分析

图18 采光分析

B:模型导入到Ecotect软件中进行室内典型房间采光分析

图19 室内典型房间采光分析

C:模型导入到Ecotect软件中进行场地热环境模拟

图20 维护结构的热分析

图21 直接太阳辐射的热分析

图22 间接太阳辐射的热分析

图23 通风的热分析

D:模型导入到Ecotect软件中进行场地热环境模拟

图24 逐月能耗分析

图25 逐月度日数分析

图26 被动组的热分析

图27 室外温度的热散点分析

E:利用CADNA软件进行噪声分析

图28 噪声分析1

F:利用PHOENICS软件进行风环境模拟

图29 噪声分析2

图30 建筑表面压力

图31 人行高度1.5米处建筑周围风速云图

BIM技术的应用使得上述各种绿色技术手段得以在项目中更高效，顺畅的实施。南宁规划展览馆项目使用Autodesk Ecotect软件进行日照分析，采光分析，热环境模拟等分析。

图32 人行高度1.5米处建筑周围风速矢量图

图30 基于BIM建筑信息模型的可持续设计

BIM的未来与展望

近年来，由于建筑业存在的问题越来越突出，三维设计技术BIM的运用已引起了建筑业界及学术界人士的关注。特别是中国建筑业正处在高速发展阶段，国家对建筑业信息化的问题十分关注，2011年5月18日，住房和城乡建设部发布《2011-2015年建筑信息化发展纲要》，在纲要中明确提出。尽管BIM技术的应用还不广泛，但其潜力和效用已初步显示，特别是在设计优化、施工过程优化和施工管理优化等方面，已得到了验证。通过BIM技术的应用，施工时间和成本可以有效地降低。但是，BIM技术的应用不仅仅局限于设计和施工两个阶段，其适用于建筑项目的整个生命周期，包括规划和物业管理等。

随着研究和应用的深入，BIM技术可以产生更大效用，从而真正提高整个建筑业的生产力水平。

受访感言

BIM为筑博设计提供了强有力的技术支持与保障，从而全面提高我们在建筑设计行业的整体竞争能力，并让我们为客户提供更有价值的深层次设计延展服务！

——筑博工程设计（集团）股份有限公司 集团董事长兼总裁 徐先林

我们在项目设计中应用了BIM技术，设计的各参与方在三维模型上协同工作，沟通更顺畅，更高效，设计产品质量更高。同时，BIM的信息模型为“筑博科技”的绿色建筑分析提供了精准的分析结果，为设计提供了强有力的支撑！

—— 深圳市筑博工程设计有限公司执行副总裁 深圳市筑博建筑技术系统研究有限公司总经理 赵宝森

Revit软件的兼容性超出我们的想象，它能轻松导出各类文件格式，使BIM模型可以多次重用，应用在各类建筑分析软件以及虚拟现实软件都得心应手。Revit为未来的建筑设计软件提供了指引，是一款革新建筑行业及工程行业的前瞻性软件。

——深圳市筑博建筑技术系统研究有限公司BIM事业部经理 赵伟玉