基于BIM的设计总控实践与探索——以后世博央企总部基地项目群为例

王 凯 张晓菲 李奇彦 程王众为

(华东建筑设计研究院有限公司，上海 200041)

基于BIM的设计总控实践与探索
——以后世博央企总部基地项目群为例

王 凯 张晓菲 李奇彦 程王众为

(华东建筑设计研究院有限公司，上海 200041)

研究以上海世博央企总部基地项目为背景，结合项目特点，实践基于BIM的设计总控在后世博央企总部基地设计中的应用，并列举应用策略作了说明，为完成高品质的后世博央企总部基地建设打下坚实的墓础。该项目作为后世博开发建设的示范项目，为上海市的城市建设工作带来很多有意义的经验。

世博；设计总控；BIM；协调

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.20

1 项目简介

后世博央企总部基地是上海市的第一个“集地块出让、各央企分属、规划设计统一、建设管理统一”等特点于一身的片区。基地位于世博轴西侧，西至长清路，东邻世博馆路，南抵国展路，北至世博大道，规划总用地18.72公顷，地上地下总建筑面积约100万。地下空间建筑面积约45万，地上总建筑面积60万。总部基地共有28栋建筑，分属13家央企和本地3家国有企业。世博央企总部基地项目的主要特点有如下几条：

(1)超限设计多

后世博央企总部基地街区作为28栋央企楼宇的建设场地，具有小街坊、高密度、立体集约等特点，导致项目空间十分紧凑。提供了必要的公共服务空间之后，建筑如何满足消防、流线、绿化等规范要求是一个难题。

(2)超级地下工程

地下部分由世博发展集团统一实施开发，被称为距离黄浦江最近的“超级地下工程”，这里开挖边界距离已建成的地铁13号线仅10m，开挖深度则达到11至20m，最深处比地铁车站还要深，最终把28栋大厦的地下空间相互连通，并通过联络通道与周边地铁车站、世博轴、世博展览馆、世博酒店及中国馆等工程地下空间连成一片。

(3)全绿色园区

世博地区将全部按照绿色二星及以上标准设计和建设。央企总部基地内已经有70%的建筑按照三星标准设计，其中4幢建筑按照LEED标准设计。为实现“四统一”及绿色低碳的目标。

(4)工程周期短

大型项目群项目普遍遇到的问题就是时间紧，建设周期短。因此设计必须少走弯路，尽快落实，尽量不要出现“错、漏、碰、缺”等设计失误，尽量减少后期设计过程中的设计变更。

(5)协同要求高

因为整个后世博央企总部基地共有近20个设计团队共同参与各方面的设计，任何总控设计修改都有可能牵涉到几个设计团队的设计内容，团队间的相互协同工作难度大。

(6)协调工作重

后世博央企总部基地由分属13家央企的28栋建筑构成，在实际工作过程中经常遇到公共区域的权属分割和成本分摊问题，各建设方意见不统一的情况。

2 设计总控工作

正是由于上面的这些特点，基于BIM的设计总控在整个央企总部基地中发挥的作用就至关重要。在本项目的实践过程中，总控设计需要把影响社区的各个元素一一“串”起来，串联的途径就是总体设计思维和BIM技术。城市后世博央企总部基地设计总控工作主要包含以下几方面：

(1)确定各设计团队工作界面

后世博央企总部基地的设计就像拼合积木，多个设计院分工设计好各自的区域，不能出现空白区，也不能重叠，最后再将设计成果BIM模型整合起来。

(2)制定总体设计导则和BIM设计指南

在子项进行具体设计之前，后世博央企总部基地的设计总控团队为业主制定了一个设计导则和BIM设计指南。导则中为单体设计提供了一个大致的框架。设计指南对BIM的建模规则、流程、应用等做了详细定义，确保28栋建筑BIM模型基于同一个标准下进行设计[1]。

(3)设计协调与配合

设计总控一方面对于一些突破设计规范或现实情况下操作性较差的修改意见，总控会及时地提醒，并要求案例设计方进行调整。另一方面对于案例设计中遇到的困难，设计总控则以专业意见进行引导，并帮助协调提供便利条件。

3 设计总控BIM策略

3.1 BIM整合策略

通过GIS平台进行BIM模型整合——也就是在每个阶段的方案制定过程中，以BIM为载体，充分协调各方利益、各方规范，由政府或建设开发主要部门组建开放性的总体设计与协调过程，提出将各种最不利因素降至最低、公共利益最大化的优化方案，并随着工作阶段的推进而灵活推进。

本项目中，总控作为汇总各单项业主方、设计方、顾问方乃至各级政府主管部门的信息中枢，建立基于BIM的信息渠道和高效平台。在平行层面牵线搭桥，建立通讯录，组织各相关单位间点对点沟通磋商，互提资料；在垂直层面汇总、整理各种信息，寻找“结构性要素”——以在矛盾和复杂中维持大局秩序。

3.2 总体规划策略

通过GIS开展总体设计规划工作，在GIS平台上绘制出6个街坊的外围建筑主体严格遵循建筑控制线。在通过GIS对周边环境和城市肌理研究的基础上，确定方正连续的街区建筑立面，设计12m高的建筑底层控制线，塑造人性化界面。临街的建筑入口的标志性，控制在6.5m，产生近人尺度。

3.3 功能混合策略

项目的功能混合紧紧围绕办公主线，辅助配套的商务洽谈、商业服务、文化休闲等相关设施。在混合方式上，强调时间和垂直混合。时间混合是指，办公人群集中在9：00～17：00，商业人群集中在10：00～23:00之间。垂直混合是通过“共享枢纽大厅”实现垂直混合的竖向渗透，人流首先进入这些共享空间，进而根据需要到达不同的功能区域。通过BIM结合时间和垂直混合因素，进行人流仿真模拟，实现流线设计优化。

3.4 交通组织策略

地下车库整体大环通为设计原则，不同央企通过区域停车平衡，停车场、车道出入口高效集约[2]。通过BIM进行全盘统筹，智能管理规划，对车行交通和停车进行模拟。此外，基于BIM开发地下车库系统，实现地下车库智能化管理，单体建筑的停车场管理系统与综合管理指挥平台进行数据交换，实现实时车位显示和区域引导、移动收费，提高地下车库使用效率，在高峰期减少无效交通，迅速疏散车辆。

3.5 能源中心策略

采用能源中心集中供能，将本来分布于各地块的冷热源设备用房集中起来。能源中心的设置节省了地下空间，减低原本重复设置的建设成本，取消各单项建筑屋顶设备空间。能源中心管线密集，系统复杂，通过BIM进行设备专业碰撞检查、管线综合和大型设备的安装模拟，并对设备信息进行跟踪，为后期实现信息化运维做好准备工作。

3.6 消防空间共享策略

基地建筑密度高，空地少，与消防规范存在冲突：消防规范要求各高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度设置消防车施救面，相应施救面设计消防登高场地；围绕各单体建筑需确保消防车畅通，同时消防否认单体紧邻的市政道路兼用作消防登高场的可能。在详细分析消防扑救的技术要求后，在BIM技术验证的基础上，提出相邻建筑共用消防应急环路、共用消防登高场地的策略，将地面消防应急设施整合，减少建设成本，集约建设用地。设计方案经各方研究讨论，得到了项目业主的支持和相关政府主管部门的认可。

3.7 集中绿化策略

世博央企总部基地项目绿化设计策略以化零为整为原则，整个地块设计六个街坊内小型集中绿地和两个较大城市公园型绿地。由于本项目高密度的现状，难以实现绿化规范要求各独立项的地块绿地率大于20%。经过总体平衡计算，明确各地块的绿地率指标，为弥补总体绿地率的不足，单体建筑确保不小于30%的屋顶绿化作为绿化补充。此外，通过BIM进行植物配置分析与优化，提高树苗栽植的存活率，同时将苗木与小市政进行协调。

3.8 风环境模拟策略

群体建筑形式通过建筑风环境，从而对建筑通风方式、室内能耗、材料利用、建筑外风环境舒适度、风害预防等方面产生重要影响[3]。本项目在控规基础上利用BIM模拟的方法对建筑群体风环境进行分析，根据分析结果提出建筑形态调整建议，并对调整方案模拟验证，以获得较好的室内外风环境效果。

3.9 绿色采光策略

通过中庭顶层玻璃自然采光对自然光的直接引入，降低室内照明使用率，节约空调能耗。通过BIM模拟中庭的自然采光和热舒适度，在设计早期从光线效果、照度和能耗三个参数上进行平衡设计。

3.10 太阳能应用策略

通过BIM对上海地区气候进行系统地分析，并对太阳能的朝向进行了深度分析结果的基础上，研究选用太阳集热系统。水平铺设的太阳能集热系统，实现完美的建筑一体化要求，保证建筑的外形美观，同时达到节能环保的目的。

3.11 管线协调策略

通过BIM来实现各单体自身的管线设计合理性，并最终实现总体管线和小市政接口衔接。项目通过将管线设计成果整合到GIS平台，进行广范围的管线协调策略。

4 结语

世博央企总部基地项目从规划到单体设计，依托GIS和BIM为代表的一系列新技术，自始至终贯彻低碳社区、节能建筑的理念。总控设计策略在设计阶段实现了小地块、高密度街坊的统一设计，达到集约用地、节能减排的设计理念，还将进一步指导统一绿色建设施工，并对未来运营管理产生有利影响。世博央企总部基地项目虽然只是一个个例，但它对国内大规模重要建筑群建设起到示范作用。

[1]王凯.国外BIM标准研究[J].土木建筑工程信息技术,2013,5(1):6-16.

[2]Paulo Sergio Custodio. 绿色交通相关问题概述[J]. 北京:城市交通,2007(7):17.

[3]陈飞 等. 风环境理念下建筑形式的生成及意义[J]. 建筑节能,2007(7):21.

An Exploration of General Design Control with BIM——in Post Expo B Zone Central Enterprise Headquarters Project

Wang Kai， Zhang Xiaofei， Li Qiyan， Chengwang Zhongwei

The Study based on the background of Shanghai Expo central enterprises headquarters base project, In this project, we use BIM through all general design control process，which make high quality result in Shanghai Expo central enterprises headquarters base project. The project as a standard case, hope to bring useful experience for the city future development.

Expo; General Design Control; BIM; Coordinate

上海市课题“后世博大型建筑群体数字化协同管理关键技术课题研究”第四子课题“超大项目群多元设计的协调体系研究与应用(编号：12dz1203504)”

王凯(1982-)，男，硕士，集团数字化技术研究咨询部设计总监、BIM技术总监。主要研究方向：数字化建筑设计及理论、绿色建筑设计、装配式建筑设计。

TU17

A

1674-7461(2015)05-0113-03