BIM技术在安徽建筑检测大厦的应用研究

樊 敏 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

BIM技术在安徽建筑检测大厦的应用研究

樊 敏 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

安徽建筑检测大厦项目是安徽省建筑科学研究设计院在BIM应用方面的一次成功的探索和尝试，即从二维设计向三维BIM设计转型阶段。通过BIM各类工具的应用提高了设计的质量、完善不同专业之间的协同、辅助绿建设计及现场施工，对项目整体质量的把控起到了一定的作用。

三维可视化；碰撞检测；4D模拟和动漫

我国各地正开展大量的各类世界级建筑工程，并且越来越多的借助建筑信息模型（BIM）来优化设计和创新流程。住房和城乡建设部2015年6月《关于推进建筑信息模型应用指导意见》，明确指出了BIM在建筑业的发展目标和各参与方的重要工作，更是把推动建筑信息化建设作为行业发展总目标之一。本文通过建筑检测大厦BIM的运用，介绍了BIM在绿色分析应用、深化设计、协同应用的设计过程及经验。通过这次实践，我院建立了BIM设计团队，初步建立了本企业的BIM的应用标准及技术框架，为下一步BIM技术的深入推广和团队壮大积累了宝贵的经验，同时提升了企业形象，缩短客户审批周期，增强了企业的竞争力。

安徽建筑检测大厦，位于合肥市蜀山产业园山湖路567号安徽省建筑科学研究设计院科技研发基地内，地上23层，地下2层，建筑高度为88.35m，总建筑面积为27859m2；其中，地上建筑面积22265m2；地下建筑面积5594m2。本项目绿色建筑级别为三星级；2014年安徽省绿色建筑示范项目；2015年合肥市绿色建筑设计二等奖。建设单位及设计单位均为安徽省建筑科学研究设计院，本项目采用BIM技术不仅深化了设计、提高了设计质量，同时也降低了项目成本、缩短了设计及施工周期。其各专业的模型见图1。

图1 各专业的模型图

在概念设计阶段及方案设计阶段，可利用BIM数据模型进行光热分析，为建筑的位置、形状提供可靠的技术分析及支持，帮助设计师和业主进行直观的方案比较及建筑造型的确定，节省了时间，提高了沟通效率。在方案策划阶段，景观规划、环境现状、施工配套及交通流量的预测等方面，与场地的地貌、植被、气候条件等因素关系较大。传统的场地分析存在定量分析不足、主观因素占主导、无法处理和利用大量复杂的数量信息等缺点。通过BIM结合GIS进行场地分析模拟，得出比较真实的分析数据，有助于设计单位提供最理想的场地规划、交通流线组织、建筑布局等关键因素。

建筑检测大厦的方案初步确定后，BIM小组根据方案建立了模型，然后接口专业日照软件计算，通过BIM方案模型直观演示日照情况，借助日照分析使建筑取得有利朝向、充分利用光照，见图2图3所示。然后再将本方案模型接口采光分析软件，模拟出当地的室外照度下室内的自然采光系数。经过分析，办公区域75%以上空间的采光系数大于2%，满足建筑采光标准要求，并有利于优化家具摆放朝向。BIM模型接口风环境计算软件进行风环境分析，经过分析，结果表明，本项目在当地风场的影响下，建筑周边人行区域风速<5m/s，风速放大系数小于2，建筑两侧风压可促进自然通风，满足绿色建筑的评价标准。建筑检测大厦利用BIM技术将绿色建筑理念落实到设计之中，Revit模型及数据导 入 Autodesk Ecotect、PHOENICS等绿色分析软件，进行日照分析、室外风环境及室外噪音模拟，达到一模多用，避免重复性劳动，节省了建模时间。

图2 夏至日累计日照时数（向阳侧）

图3 夏至日累计日照时数（背阴侧）

安徽建筑检测大厦采用BIM技术，应用到建筑的方案优化、施工图深化设计，起到减少设计误差指导施工及监理的作用，希望探索一种合适的模式及工作流程，使BIM能运用全生命周期，以期达到优化设计质量、节约成本、提高施工效率、缩短施工时间等效果，同时考虑运营维护阶段的BIM应用的可能，预留数据接口以便传递有用的信息。

传统的建筑设计，是各专业根据设计深度及最新修改不停的交流沟通，然后根据其它专业最新的条件图来调整设计图纸，专业间的协调不足及沟通不及时造成了后期大量的图纸矛盾及修改工作。而采用BIM技术则可在设计的过程中通过及时的、有效的专业协同工作避免了很多冲突，三维的立体模型可实时进行冲突的检查、校对及管线碰撞的问题，让很多问题在设计阶段就得到充分的解决。同时，利用BIM可视化特性，与业主的沟通更直观有效；有助各专业图纸交流和对接，能帮助设计人员直观快速找出图纸问题，节省了时间，减少了设计变更通知单，也大大提高了图纸校对及审核的效率。通过链接建筑检测大厦的建筑和结构的Revit模型，可直观看到专业间的冲突，迅速找出问题点进行修改，见图4。

图4

建筑检测大厦的模型精细度达到LOD300，部分节点达到LOD400。LOD是BIM模型的发展程度或细致程度（Level of detail）,描述了一个BIM模型构件单元从最低级的近似概念化的程度发展到最高级的演示级精度的步骤，建筑工程各阶段的模型的精细度一般分为5个等级（LOD100-500）。建筑检测大厦前期模型的建立包括轴网、标高、构件的确定和布置，各类墙体门窗、不同管道及不同材料必须准确设置和采用颜色标识，如平面布置可采用不同颜色和区域划分，便于房间类型的统计，各类管道亦采用规定的颜色，便于区分和修改。Revit模型具有准确的统计功能，可以统计数量、体积、面积和周长等，误差为1%。此外，链接后的Revit三维模型，建筑模型与结构模型可进行比较，可以更加精确的找出问题点，达到深化设计的目的；从而优化空间设计，使布局更合理化。此外，BIM把平面的钢筋展现成三维模型，设计及施工人员可直观看到钢筋的型号和施工下料的形状，见图5。

图5

建筑中设备用房管线往往复杂，平面图必须结合系统图来看，且需要和设计师反复沟通确认，增加了不必要的工作时间，在BIM中，设备用房的管线高低排列、走向布置等可直观地展示出来，便于与其他专业配合设计，便于非给排水专业人员的理解。图6为建筑检测大厦消防水泵房的管道布置，平面布置错综复杂，各类管道及其标高难以区分，建成后的Revit模型则简单清晰，一目了然，不同管道用规定的颜色加以区分，其高度也直接呈现，从图6中可直接发现管道穿梁，便于设计人员及时修改。

图6

基于BIM技术的协同设计是指建立统一的设计标准，包括图层、颜色、线型，打印样式等。在此基础上，设计人员在一个统一的平台进行设计，从而减少各专业因沟通不畅或不及时而引起的错误，实现一处修改其他自动修改，提升设计效率和设计质量。设计人员首先建立各专业模型，然后链接整合各专业的模型，根据链接后的模型将各专业矛盾冲突的问题降到最低，然后进行各专业之间的碰撞检测，BIM模型会根据碰撞搜索生成一个碰撞检测报告。然后在设计界面显示碰撞位置和原因，设计人员可根据结果显示进行协同修正设计，见图7。经过设备碰撞的搜索与修正，避免了设计过程中的错误，提高了设计精准度，为施工过程的顺利开展及建筑质量提供了有力的保障。

图7

综合管线优化设计应遵循以下四个原则：①有压管让无压管，小管线让大管线，施工简单让施工复杂的，附件少让附件多的，临时避让永久管道；②调整安装方向即可避免的软碰撞，可不修改；③无碰撞但不满足净高要求的空间，也必须优化设计；④兼顾整体布局合理性，应预留安装、检修空间。

此外，建筑模型与结构模型的合并，也便于后期漫游检查建筑与结构的冲突。将合并的模型与进度计划关联，配合场景与相机，进行4D进度模拟，可视化指导施工。Revit模型与Navisworks软件结合来进行施工模拟，从而更好的实现进度优化、工期优化的效果。同时利用专业软件读取已做好的Revit模型，可直接制作动画漫游和渲染室内外效果图，利用Revit模型渲染的效果图见图8。

图8

BIM三维可视化设计，使建筑师和业主沟通更便利有效，各专业工程师从三维的角度去沟通，会更宏观、更深刻的掌控建筑的信息，提高了工作效率及制图准确度；管线综合及碰撞检测，及时排除各种管线问题，减少图纸错误及修改通知单，有利于控制及保证施工进度，节约工期，减少成本。

BIM技术的应用和推广，首先应建立企业BIM发展长远战略规划、人才培养计划，搭建企业BIM应用组织架构，成立涉及各专业、多层次的BIM团队，包括企业级BIM工程应用人才、项目级工程应用人才、专业级BIM工程应用人才。其次，在推广阶段，企业应制定一些鼓励、引导政策，将BIM技术的应用常态化，促进基层单位的应用覆盖面与熟练度。最后，企业要逐步建立BIM技术应用标准体系、工作流程、构件库、模板、指导手册等规范性文件等。

[1]中国BIM应用价值研究报告[R].

[2]张正.BIM应用案列分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[3]中国建设教育协会.BIM应用与项目管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[4]BIM工程技术人员专业技能培训用书编委会.BIM技术概论[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

TU17

A

1007-7359（2016）05-0028-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.006

樊敏（1982-），女，安徽萧县人，毕业合肥学院，学士，高级工程师，国家注册二级建筑师。