浅谈超高层办公楼建筑中BIM正向设计应用

杨倩 张帅

摘 要：BIM正向设计在目前复杂建筑的设计和施工中，较以往传统制图有着明显的优势，以世茂悦海项目不规则超高层建筑群组为例，着重通俗的介绍BIM的应用模式、特点，并阐述在项目实践中的应用和利弊，分析BIM正向设计的意义。

关键词：BIM正向设计;运用模式;悦海项目

1、BIM介绍及特点

BIM就是建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。

各利益相关方（业主、建设、监理、成本、设计、施工、运维等）在同一且唯一的BIM平台中各司其职，输入、更新、修改和提取数据，为工程建设全过程提供可靠的信息数据支撑、决策管理依据及智能化运维方案，实现全寿命周期的BIM闭环应用体系。

BIM技术的以下特性保证了其在使用过程中巨大的便利性：

可视化：模型真实的反映了工程三维图形，设计师可以从复杂的二维图形中解脱出来，更为直接的进行设计工作。

协调性：各专业之间，更为有效、及时的碰撞检查，软件可以自动完成该项工作。

模拟性：三维建模过程，类似模拟施工，可以发现后续存在的一些问题。

优化性：建模完成后可对整个建筑进行各种性能分析，从而进一步优化建筑形体。

出图性：模型完成之后，可随意生成各种二维工程图纸。

2、BIM运用模式

BIM多种的运用模式能保证不同项目在运用时最大程度的集合成本、效果多方面最大化。

2.1、设计先行，BIM管线碰撞

设计传统CAD出图后，BIM人员依图翻模管线内容，对土建模型精度要求较低，针对性较强，主要进行设备建模和管综碰撞调整，优化净空、管线排布方案，模型成果建立较快。由于其设计CAD前于BIM，模型无法全面检测设计的其他问题，留存一定盲区，甚至部分不可逆的错误无法解决。

2.2、设计先行、翻模滞后

设计传统CAD出图后，BIM人员依图翻模，最终共实现全面BIM。在确定设计后进行建模，减少了模型的不确定性，提高建模速度。但缺点是设计CAD前于BIM翻模，无法实现模型与CAD图纸实时校对，建模成本增加，提交模型时间晚。

2.3、设计与翻模同步

设计人员出图，BIM人员同步翻模。设计人员不建模，由BIM 建模人员代笔建模，设计人员需要和BIM 团队协作进行设计。设计人员和BIM人员为两组人员，设计效率相比我们接下来讲到的正向模式有所降低。

2.4、正向设计建模

这种模式BIM模型达到的各自相应设计深度需继续向下传递，下游单位各自完成深化工作。利用BIM指导、优化设计，实时进行设计，边设计边调整。BIM模型达到的各自相应设计深度需继续向下传递，下游单位各自完成深化工作。

这种模式也是最有利于发回BIM优势，且对于项目运营起到节省时间、正向指导意义更大的一种模式。

3、BIM正向设计工作特点以及应用

3.1、BIM正向设计工作特点

BIM相对常规工作流程最大的特点为绝大多数工作前置，并且在信息关联的前提下减少人工与反复，同时提高工作效率与精确度。

较之于传统流程，BIM模型大多数工作量前置，工作量将会是传统的1.2倍左右，一旦形成标准化，后期工作量锐减，BIM模型工作量将是传统的0.5～0.8倍范围内。

3.2、BIM正向设计具体项目中的应用

世茂悦海项目坐落于青岛黄岛西海岸新区城市阳台景区，近海仅400米距离，项目规划总用地面积为8.7万m²，容积率2.0。主要包括三栋主体塔楼以及配套的地下室及商业。三栋主体建筑分别高度80m、97m、180m，均采用仿生贝壳般的特征，或弯或曲，或鼓或凹，通过竖向杆件强调建筑纯净的结构美感，演化出贝壳纹理般的视觉符号，成为海边独特的地标风景。三栋主体塔楼因为造型奇特，尤其超高层180m的塔楼，得益于BIM正向设计，以最完美姿态的呈现建筑之美。

3.2.1、方案可行性探究

悦海主楼均为曲面建筑，流畅造型曲率，通过BIM插件，可精准定位和绘制，确保方案的可行化。

多维曲面建筑外轮廓形成不断变化的平面，通過BIM可将方案效果准确传递给施工图BIM，并实现二维CAD图纸和BIM模型的相互转换，保方案效果的落地性，在施工图图纸阶段无折损。

3.2.2、多方协同出图

悦海项目通过BIM平台，实现多专业多软件协同制图，方案院、施工图院及各专业内部、幕墙、保温涂料交界非常规节点众多，一方细小变动导致多专业调整，基于BIM软件，可以平台共享模型，直观看到改动带来的多方影响，并进行修正，避免二维图纸多专业图纸传达信息不全面或数据误差。BIM技术在悦海项目在多个复杂节点设计中有效的解决了难题。

3.2.3、图纸可视化

BIM模型真实的反映了工程三维图形，交接、变化、碰撞三维图纸直观可视，在绘制过程中，模型与图纸同步进行，再在同一个模型基础上实现各种图纸输出。在平面图中通过控制各个族元（模型族和注释族）的显示即可实现图中的效果，BIM的优势在于有了模型就可自动生成平立剖面图。

门窗详图和门窗表在目前阶段仍有格式要求的前提下，还不适合直接在BIM中制取，但BIM作为开放的数据平台，可以针对格式要求开发对应的插件来解决这一问题。在格式满足的前提下，数据提取效率肯定人工绘制来得快和准确。

3.2.4、碰撞分析

借助BIM三维图示，可一目了然施工难点部位，精细排布，直观指导现场施工和再次优化。我们还可以系统整理碰撞分析和施工难点，形成优化分析报告，指导招标和施工。

3.2.5、材料统计可视化

BIM模型构建后，包含丰富的数学及几何信息，可通过明细表功能直接导出分类材料表面积、装饰类构件长度及数量、分类门窗数量及面积等数据，对成本招标估算带来极大便利和算量衡量标准。BIM模型能直观看到材料区分，三维效果对于现场施工更利于理解。

4.全项目BIM正向设计

在世茂悦海项目中，BIM应用于主体建筑，后续也将继续进行BIM技术深层次的探究。

在精装方向，三维模型可视化在各个视图中，都能充分的显示设计信息，赋予其特定的颜色和材质，可以生成直观的渲染图甚至漫游动画。

景观方向，BIM强调以3D的概念做为创作的主轴，透过模型的空间呈现及拟真的彩现能力，透过路径的设定形成仿真动画，可让所有参与者对设计者所欲表达的设计思维做清楚的传递。

5.总结

BIM通过在建筑行业从上游到下游的各个系统之间不断完善，从而实现建筑全过程的规范管理，BIM技术的提出和发展，不仅仅是现有技术的进步和更新迭代它也是在生产组织模式和管理方式的转换，其普及应用对整个建筑设计行业，都必将产生深远的影响。