上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司:沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心—— BIM助力下的集成化設(shè)計(jì)與管理

項(xiàng)目概況
沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心位于中國(guó)遼寧省沈陽(yáng)市，項(xiàng)目總建筑面積10萬(wàn)平方米，其中地下部分4萬(wàn)平米。主要功能區(qū)域有1800座綜合劇場(chǎng)，1200座音樂廳，500座多功能廳。建筑主體長(zhǎng)178米，寬120米，高度為54米。

圖1 沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心效果圖

項(xiàng)目難點(diǎn)：
1. 空間復(fù)雜：無樓層，全部按標(biāo)高表達(dá)平面 ；
2. 功能復(fù)雜：大型劇場(chǎng)、音樂廳及多功能廳，且呈豎向布置；
3. 結(jié)構(gòu)、機(jī)電復(fù)雜：結(jié)構(gòu)、機(jī)電復(fù)雜（超大體量的混凝土工程，機(jī)電工程的管線綜合）
4. 協(xié)調(diào)管理復(fù)雜：專業(yè)內(nèi)及專業(yè)間的協(xié)同工作；
5. 數(shù)據(jù)模型管理復(fù)雜：模型容量達(dá)5G，子模型數(shù)量達(dá)50多個(gè)。
解決方案：
鑒于建筑業(yè)的單件性、地域性、時(shí)間性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，BIM實(shí)踐不能生搬硬套傳統(tǒng)制造業(yè)的模式，另外由于后續(xù)需要與眾多項(xiàng)目協(xié)作單位進(jìn)行協(xié)作和數(shù)據(jù)交換，出于兼容性和擴(kuò)展性的考慮，項(xiàng)目選擇造型軟件在方案階段協(xié)助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來控制形體的變化，在擴(kuò)初階段，配合專業(yè)工程師深化構(gòu)造和優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，Autodesk Ecotect等分析工具非常好的扮演了建筑性能化分析論證的角色，為各種建筑形體的優(yōu)化和設(shè)計(jì)方案的比選提供了科學(xué)決策的依據(jù)。在施工圖深化設(shè)計(jì)階段使用與傳統(tǒng)AutoCAD平臺(tái)銜接更簡(jiǎn)便的Autodesk Revit系列軟件進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)更為深入的模型建立、BIM模型數(shù)據(jù)整合及施工圖出圖輔助。整個(gè)過程中，通過對(duì)Autodesk Vault等軟件的定制，做到全過程的文檔管理、流程控制。

圖2 復(fù)雜空間

基于BIM協(xié)同設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心造型復(fù)雜，團(tuán)隊(duì)從方案階段開始介入對(duì)幕墻進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了幕墻與土建的完美配合，幕墻精準(zhǔn)定位，減少了安裝成本。
團(tuán)隊(duì)伴隨著設(shè)計(jì)過程的深入完成建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電模型的搭建，由于沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目空間復(fù)雜，模型很好的充當(dāng)了建筑結(jié)構(gòu)及機(jī)電專業(yè)集成設(shè)計(jì)的平臺(tái)，同時(shí)模型的搭建過程實(shí)際就是對(duì)設(shè)計(jì)的一次三維校核過程，在此過程中發(fā)現(xiàn)了大量隱藏的設(shè)計(jì)問題，以更為科學(xué)準(zhǔn)確的可視化方式與各專業(yè)確認(rèn)修改，各專業(yè)的變更能迅速地反映到模型上以校核其變更帶來的影響，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程下，二維CAD設(shè)計(jì)是在建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣等專業(yè)完成平面圖設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)師以“拍圖”的方式，將各專業(yè)按照一定原則進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加得以確認(rèn)設(shè)計(jì)空間的可行性。由于沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，機(jī)電系統(tǒng)繁多，布局復(fù)雜，這種依靠經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)空間可行性的方式顯然無法勝任項(xiàng)目的挑戰(zhàn)；在BIM的協(xié)調(diào)模式下，各專業(yè)模型搭建完成后拼裝成一個(gè)整體作為各個(gè)專業(yè)提資、溝通的平臺(tái)，建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電專業(yè)以實(shí)體的形式平等的直觀呈現(xiàn)，為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，各個(gè)專業(yè)綜合考慮各自能做出的努力或妥協(xié)，保證了決策的科學(xué)性、合理性。
在沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目中，由業(yè)主方牽頭，設(shè)計(jì)和施工總包突破傳統(tǒng)的較為孤立的工作模式，建立新的協(xié)作機(jī)制：1、圍繞BIM模型開展協(xié)調(diào)和交底工作；2、施工總包通過BIM模型向設(shè)計(jì)反饋和說明現(xiàn)場(chǎng)情況；3、設(shè)計(jì)使用BIM模型為總包解決現(xiàn)場(chǎng)問題。在設(shè)計(jì)和施工方的積極合作下，幕墻定位、機(jī)電深化、支吊架優(yōu)化等問題得到了有效的解決。這一全新的設(shè)計(jì)——施工集成模式，為項(xiàng)目的開展提供了有力的保障。
管線綜合協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)于復(fù)雜的項(xiàng)目，各專業(yè)的協(xié)調(diào)在二維設(shè)計(jì)模式下都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)的“打架”現(xiàn)象在所難免，很多問題要到施工階段對(duì)施工造成重大影響時(shí)才被提出，而此時(shí)各專業(yè)的調(diào)整余地已經(jīng)很少，從而造成項(xiàng)目質(zhì)量的下降。BIM模型的管線綜合及碰撞檢測(cè)為此問題提供了全新的解決之道。
按照管線綜合的經(jīng)驗(yàn)將目標(biāo)進(jìn)行分解：
1、找出不滿足凈高要求的最不利位置；
2、分析和評(píng)估凈高過低的原因；
3、尋找合理有效的解決方案，提供決策支持。通過這種有效的工作方式，以BIM模型為橋梁迅速匯集各工種的專業(yè)意見，同時(shí)與施工總包通過視頻會(huì)議及郵件等方式溝通管線綜合的成果，吸取來自施工方的意見，圓滿解決傳統(tǒng)協(xié)同方式難以協(xié)調(diào)的問題，保證的項(xiàng)目的質(zhì)量。

圖3 機(jī)電綜合BIM模型

基于BIM的建筑環(huán)境模擬輔助可持續(xù)設(shè)計(jì)通過Autodesk Revit軟件構(gòu)件的基礎(chǔ)模型導(dǎo)出到以Autodesk Ecotect軟件為主的各類分析軟件中，進(jìn)行基于BIM的建筑環(huán)境模擬輔助可持續(xù)設(shè)計(jì)。

圖4 性能化分析

基于BIM的設(shè)計(jì)集成管理BIM模型的數(shù)據(jù)集成特點(diǎn)，在沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目中成為設(shè)計(jì)管理的有效工具。從技術(shù)層面來看，基于BIM的設(shè)計(jì)集成管理，可以及早發(fā)現(xiàn)并解決工程本身的復(fù)雜技術(shù)問題。從管理層面，基于BIM的設(shè)計(jì)集成管理，用準(zhǔn)確的信息和分析使利益相關(guān)者和不同專業(yè)的人士共同參與進(jìn)來，從而協(xié)調(diào)各方、各專業(yè)的利益訴求，做出能夠改善項(xiàng)目質(zhì)量的決策，實(shí)現(xiàn)全面高效的管理，以致最終實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的有效控制。
基于BIM的設(shè)計(jì)集成管理，從目前基于圖紙的管理方式升級(jí)為基于模型和信息的管理方式，從常規(guī)的“軸網(wǎng)驅(qū)動(dòng)”升級(jí)為模型化的“空間驅(qū)動(dòng)”，提高了設(shè)計(jì)對(duì)最終品質(zhì)的有效控制；BIM模型的可視化、集成化特點(diǎn)便于各方的理解，加速了各方的響應(yīng)速度，增強(qiáng)了項(xiàng)目的溝通質(zhì)量，提高了項(xiàng)目的管理水平；基于BIM的設(shè)計(jì)集成管理，項(xiàng)目設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)高效傳遞至業(yè)主方，BIM數(shù)據(jù)模型成為其合理決策的科學(xué)依據(jù)，使業(yè)主方化被動(dòng)為主動(dòng)。
BIM在本項(xiàng)目的創(chuàng)新模式創(chuàng)新：由業(yè)主方牽頭，設(shè)計(jì)和施工總包突破傳統(tǒng)的較為孤立的工作模式，建立新的協(xié)作機(jī)制：
1、圍繞BIM模型開展協(xié)調(diào)和交底工作；
2、施工總包通過BIM模型向設(shè)計(jì)反饋和說明現(xiàn)場(chǎng)情況；
3、設(shè)計(jì)使用BIM模型為總包解決現(xiàn)場(chǎng)問題。這一全新的設(shè)計(jì)-施工集成模式，為項(xiàng)目的開展提供了有力的保障。
流程創(chuàng)新：項(xiàng)目會(huì)審的BIM復(fù)核。現(xiàn)場(chǎng)工作創(chuàng)新：遠(yuǎn)程通訊技術(shù)+BIM+結(jié)構(gòu)檢測(cè)。探索了最新的Autodesk BIM 360輔助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的傳輸與共享。
管理創(chuàng)新：工作機(jī)制，基于GTD理念的BIM協(xié)作機(jī)制；全員參與；基于數(shù)據(jù)管理的協(xié)作平臺(tái)；Autodesk Vault平臺(tái)——數(shù)據(jù)版本管理；工作/任務(wù)聯(lián)系單，可以通過MS Office Notes平臺(tái)的定制部署與實(shí)施，設(shè)計(jì)過程的信息得以通過數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理；過程控制；設(shè)計(jì)過程的數(shù)字化記錄（可追溯），信息化的管理平臺(tái)的部署建立與定制是實(shí)現(xiàn)高效協(xié)作與過程控制的技術(shù)基礎(chǔ)，但更為重要的是通過近幾年實(shí)際BIM項(xiàng)目中的積極運(yùn)用與貫徹執(zhí)行，使得整個(gè)團(tuán)隊(duì)形成了新的工作習(xí)慣、協(xié)作機(jī)制，進(jìn)而逐漸影響和改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏的集成性。
結(jié)論在沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目中，通過BIM的融合，設(shè)計(jì)師從繁重機(jī)械的繪圖出圖工作中解放出來，有更多的時(shí)間和精力思考更高層次的設(shè)計(jì)問題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的高完成度的追求。
沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目是上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司在過往探索的BIM協(xié)作機(jī)制基礎(chǔ)上的又一次深入應(yīng)用，力求將全員參與、全過程控制、持續(xù)改進(jìn)的項(xiàng)目質(zhì)量管理理念在“BIM這一新流程、新方法、新模式”上進(jìn)一步貫徹執(zhí)行。而實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，施工現(xiàn)場(chǎng)是檢驗(yàn)BIM最好的試金石。行業(yè)內(nèi)一直高呼BIM應(yīng)用項(xiàng)目建設(shè)全生命周期，但是由于設(shè)計(jì)施工長(zhǎng)期分工明確，出于合同義務(wù)權(quán)限的限制，打破產(chǎn)業(yè)鏈間的壁壘并非易事。如何讓建造師沿用設(shè)計(jì)師的BIM呢？在沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心項(xiàng)目中則是采取業(yè)主提出需求，設(shè)計(jì)牽頭施工單位提資，BIM深化驗(yàn)證，這一流程不失為一種較為成功可行的嘗試和探索，因此，與其說BIM是一個(gè)匯集項(xiàng)目各方信息的數(shù)據(jù)池，不如說是一個(gè)數(shù)據(jù)交換的樞紐更為貼切。簡(jiǎn)單地說可以理解為不同裝配等級(jí)和不同應(yīng)用分析需求使用不同詳細(xì)程度和特征值的衍生模型，衍生模型繼承了核心BIM模型基因，他們之間是有維系的，可以做到一處修改處處更新，讓參數(shù)化聯(lián)動(dòng)不僅局限于單一軟件內(nèi)，這樣使業(yè)主得到的EPC、IPD等產(chǎn)品是設(shè)計(jì)、施工在BIM助力下高效集成的交付成果。

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