本文通过泰山医学院大学生活动服务中心项目,对BIM在设计阶段应用进行深入研究探讨,使设计师以及建筑设计企业正确的理解BIM应用,加快BIM的应用推广工作,从而为我国工程建设行业的信息化做出贡献。此项目获得2018年度山东省建筑信息模型(BIM)技术应用大赛设计组二等奖。
BIM技术主要应用于初步设计阶段和深化设计阶段并进行施工模拟。通过Revit创建各专业BIM模型,对设计图纸和方案进行三维方式审查,对各专业模型进行碰撞检查,优化工程设计,优化净空,优化管线排布方案。通过漫游、动画和VR等的形式提供身临其境的视觉和空间感受。
BIM是一个概念,是一个过程,同时又是一种理念,是一个可以提升工程建设工程各个环节质量和效率的系统工程。BIM的英文全称是BuildingInformationModeling,翻译成中文为“建筑信息模型化”,是在建筑全生命周期内生产和管理工程数据的过程。BIM的载体是以三维数字模型,在模型的基础上集成了建筑工程项目各种相关信息,该三维模型可以为设计和施工提供相关信息。该模型及其集成的信息随着项目的进程不断丰富和完善,项目相关各方可以从该模型中提取需要的信息。
一、项目概况及技术难点
大学生活动服务中心是集办公、剧场、体育馆多重功能为一体的综合馆,其中剧场建筑面积3000㎡,体育馆建筑面积2900㎡,办公区建筑面积6500㎡。大学生活动服务中心多重功能于一体,对于建筑净高要求高。由于各种管线极其复杂,使得该楼层的管线排布非常密集,施工空间异常拥挤。
二、BIM技术应用要点
BIM技术主要应用于初步设计阶段和深化设计阶段并进行施工模拟。通过REVIT创建各专业BIM模型,对设计图纸和方案进行三维方式审查,对各专业模型进行碰撞检查,优化工程设计,优化净空,优化管线排布方案。
在建模过程中提前发现图纸中的错、漏、碰、缺等问题,形成问题报告,及时对施工图进行修改,避免了因图纸问题造成的工期延误。通过完成碰撞优化后的模型进行施工阶段的深化设计、施工分析、施工模拟等BIM工作,直观、清晰的发现施工中可能产生的问题,并给予提前解决,从而大量减少施工过程中的误会和纠纷,提高施工效率。
通过BIM+VR,提供身临其境的视觉和空间感受,让决策者更容易理解设计师的意图,更高效的与甲方非专业人员进行沟通交流。帮助设计人员检查建筑结构布置的匹配性、可行性、美观性以及设备主干管排布的合理性,进一步分析优化空间等。
三、BIM协同
本项目是采用Revit工作集的方式,通过链接各专业模型进行协同工作。通过制定统一的建模标准,所有专业的模型文件采取统一的坐标和高程体系。BIM模型精度控制标准LOD300。各专业工程师分别创建项目的各专业模型,把最新的模型文件都统一存放到中心服务器中,所有设计人员使用同一个BIM模型数据源,按日期命名,各专业之间形成了以共享的BIM模型为纽带的协同工作机制,其他专业设计人员通过“原点到原点”的方式链接其他专业模型,保证各专业模型之间定位的一致性。
传统施工模式对管线与管线的碰撞,管线与主体结构的冲突,大多数是要在施工过程中才被发现,导致不必要的返工,影响后续工作的衔接,造成经济上的损失。在设计阶段利用BIM三维可视化技术,进行各专业之间的协同,可以减少图纸中的错、漏、碰、缺等设计问题,提高设计图纸的质量,减少施工现场的管线碰撞及返工,降低工程成本。
1、建筑专业、结构专业协同分三个阶段进行,(1)、前期:方案、扩初图纸与BIM粗模对接。(2)、中期:建筑施工图图纸与BIM模型对接。(3)、后期:建筑与结构模型碰撞检查。
2、管线综合
通过建立各专业模型,导入Navisworks里进行碰撞检查,并写出碰撞优化报告。制定管线综合调整原则,将以前施工过程中才能发现的问题在施工准备阶段就提前曝光,同时提出专业可行修改方案并进行验证。碰撞优化后的三维管线模型可以生成二维图纸,并进行注释标注,符合设计单位的出图要求,提高了施工图纸的质量。
四、技术拓展
虚拟仿真漫游的主要目的是利用BIM软件对建筑物进行虚拟建造,通过计算机模拟建筑物的三维空间关系和场景,通过动画漫游和虚拟现实(VR)等的形式提供身临其境的视觉和空间感受。
在设计阶段利用虚拟仿真漫游可以让决策者更容易理解设计师的意图,让设计师更高效的与甲方非专业人员进行沟通交流。让相关各方更直观的了解设计方案并及时发现设计缺陷,减少由于事先考虑不周全而造成的损失。
动画视频和虚拟现实技术能清晰的表达建筑物的设计效果,并反映主要空间布置。通过三维的视角,精确的将复杂的结构展现在设计和施工人员面前。体现BIM模型“所见即所得”的意义,让业主更直观的见到建筑物的未来设计成果。
五、心得体会
1、构建统一平台,提高信息时效性及准确性
通过泰山医学院大学生活动中心项目的BIM实践,提升了多团队协同工作的能力。BIM将原本分散的工作团体整合到一个平台上,让信息传达更具时效性及准确性。
2、解决技术难点,展现科技含量
BIM的三维协同功能,在本设计的剧场、风雨操场设计等技术难点上起到关键性作用。
3、改变设计手段,提升设计质量
通过虚拟现实,电脑三维演示验证进而提高设计合理性,具有更直观感受,同时节省工程造价。
六、经验总结
1、BIM应用何时介入项目:本项目BIM是在施工图阶段正式介入,应用BIM技术进行碰撞检查、管线综合,优化设计成果。
由于前期方案与甲方沟通不完善,施工图完成以后对方案进行了调整,导致重复劳动。BIM应该尽可能早的介入项目,在概念方案设计阶段,通过对每个方案三维模型的展示,直观、有效的让相关决策者方对设计方案进行选定、优化。
2、设计--施工的协同:BIM信息化技术有利于项目集成,便于各方实现资源共享,打通设计和施工的壁垒,有利于指导施工,能有效地提高工作效率。
施工单位在施工图设计阶段就可以介入项目,根据自己以往的施工经验,与设计单位商讨施工图是否符合施工工艺和施工流程的要求等问题,提出变更建议,然后设计方出变更,由甲方确定最终设计方案。
3、BIM设计师的专业水平需继续加强。
BIM设计师一般仅对自己专业较熟悉,对其他专业和施工理解有限,导致与其他专业配合时工作效率较低,需继续提高专业水平,达到一专多能。