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1、实例解读BIM如何应用于大楼项目目 录一、项目概述二、BIM的实施过程 1、三维模型搭建、修改及可视化表达 2、三维协同工作 3、三维碰撞检测及管线综合 4、三维出图 5、气流组织(CFD)分析 6、施工模拟一、项目概述拟建的中交南方集团总部项目位于广州市海珠区；地上43层， 地下3层；地上部分由一栋高层办公楼和附楼组成。主楼为高层 办公楼，建筑面积约95385，建筑物总高度198.9m，属超B级 高度高层，平面尺寸为47.5x47.5m，采用钢筋混凝土框架-核心 筒结构（框架柱采用钢管混凝土叠合柱），核心筒平面尺寸为 22.422.6m。该建筑的沿江透视图如图1所示。返回一、项目概述图1 建
2、筑沿江透视图返回二、BIM的实施过程团队结合“中交集团南方总部项目”的施工图设计，运用 Bentley系列软件，开展信息化建模及多专业三维协同，利用信 息化模型在实际项目施工前期检查、排除以往难以解决的各类 问题，并在此模型平台上尝试进行施工图生成、CFD模拟分析、 施工模拟等工作。返回二、BIM的实施过程随着城市建设的迅猛发展，以及日益丰富的建筑功能、造型等 需求，出现了越来越多的新、奇、特、异建筑。这些建筑往往 在造型、构件甚至建造工艺上突破常规，仅通过传统的平面手 段及二维图纸通常难以表现。BIM模型所能提供的三维可视化特 性，意义显得越来越重大。三维可视化作为工程沟通的有效媒介，可使业
3、主、设计、监 理、施工等各参与方，都能在同一模型环境下，进行正确地理 解、沟通、协调，可有效提高工作效率，避免不必要的返工与 浪费。同时，三维模型可随时虚拟现实空间，动态的观察推敲 空间结构，展示各商业业态的要求，满足业主对施工图高标准 设计要求。1、三维模型搭建、修改及可视化表达返回二、BIM的实施过程设计团队结合项目施工图及后续 修改方案，搭建并实时更新了中 交南方总部大楼的三维模型，如 图2所示。1、三维模型搭建、修改及可视化表达图2 中交南方总部大楼三维总装模型返回二、BIM的实施过程在设计阶段，过去通过二维CAD电子图纸采集信息来单向解决 “信息孤岛”，无法实现设计信息的双向联动；而
4、BIM技术的 应用真正意义上实现了这一点，它将各种分散的二维CAD图纸 和数据表格统一到信息化建筑模型中。为此，我们BIM团队在工作初期便开始尝试进行多专业的三维 协同工作。基于同样来自于Bentley公司的ProjectWise程序（ 以下简称PW），我们对项目标准空间配置进行了定制，建立了 该项目在PW系统下的三维协同管理组织架构，如图3所示。通 过参数化的变更引擎自动维持各种信息模型、文档之间的关联 ，保证参与BIM工作的各专业人员使用实时统一的项目环境， 参考实时更新的各专业三维模型，甚至各专业的切图都是随模 型同步更新过的，减少了来回检查、重复作业以及过程协调中 的各种浪费，提高了设
5、计过程的效率和设计质量。2、三维协同工作返回二、BIM的实施过程2、三维协同工作图3 ProjectWise平台下的三维协同管理目录返回二、BIM的实施过程3、三维碰撞检测及管线综合在大型复杂的建筑工程项目设计中，设备管线的布置由于系统繁多、 布局复杂，常常出现管线之间或管线与结构构件之间发生碰撞的情况 ，这不仅给施工带来麻烦，更影响建筑室内净高，造成返工或浪费， 甚至存在安全隐患。为了避免上述情况的发生，传统的设计流程中通过二维管线综合设计 来协调各专业的管线布置，但它只是将各专业的平面管线布置图进行 简单的叠加，按照一定的原则确定各种系统管线的相对位置，进而确 定各管线的原则性标高，再针对
6、关键部位绘制局部的剖面图。而对于 大型复杂的工程项目，采用BIM技术进行三维管线综合设计有着明显 的优势及意义。BIM模型是对整个建筑设计的一次“预演”，建模的 过程同时也是一次全面的“三维校审”过程。在此过程中可发现大量 隐藏在设计中的问题，这些问题往往不涉及规范，但跟专业配合紧密 相关，或者属于空间高度上的冲突，在传统的单专业校审过程中很难 被发现。 返回二、BIM的实施过程3、三维碰撞检测及管线综合表1 二维与三维管线综合的比较返回二、BIM的实施过程3、三维碰撞检测及管线综合作为BIM应用初步阶段的主要成果，三维管线综合为该项目的设 计及后期施工、安装提供了重要帮助。通过Bentley
7、软件各模块 的自检功能及Navigator的碰撞检测工具，发现并检测出各专业 间的设计冲突，并及时反馈给各专业设计人员进行调整、修改 模型，然后重新复核检测后将新的问题再次反馈给设计人员。 如此往复几次，最终逐层完成各层的碰撞检测及管线综合工 作。 返回二、BIM的实施过程4、三维出图在设计过程中，由于二维图形能反应的空间信息比较有限，设 计人员的空间信息只能通过大脑模糊的形成。三维模型在这一 点上的优势不言而喻。然而，目前行业内最惯常的设计图纸仍 是以二维形式呈现，所有的制图标准及出图规则也均是针对二 维图纸。因而在现阶段，采用BIM进行三维设计的成果，仍需要 转化为二维图纸。返回二、BIM
8、的实施过程4、三维出图图4 暖通风管总装图返回二、BIM的实施过程4、三维出图图5 电缆桥架总装图返回二、BIM的实施过程4、三维出图图6 给排水专业总装图返回二、BIM的实施过程4、三维出图图7 综合管线碰撞检查结果返回二、BIM的实施过程4、三维出图图8 碰撞点三维浏览返回二、BIM的实施过程4、三维出图图9 设计校审文件返回二、BIM的实施过程4、三维出图然而，在完成设计后重新绘制二维施工图不仅费时费力，也是对 已有三维模型的浪费。因此，最简便、最有效的方法无疑是直接 由三维模型抽取二维图纸。通过一系列的前期定制，并采用 Bentley软件最新的DynamicView功能，我们成功从已有
9、的三维模 型中抽取了二维管线综合剖面图，如图10所示。同时，在第一次 标注时，通过关联设置将所做的标注与三维模型设定关联。这样 一来，当我们的三维模型发生变化时，二维图纸将自动与三维模 型同步，使设计人员能从繁琐的绘图操作中解脱出来，把精力关 注于设计。返回二、BIM的实施过程4、三维出图图10 由三维模型切图生成的二维管线综合剖面图返回二、BIM的实施过程5、气流组织(CFD)分析随着能源的日益紧张和人类活动对自然界的负面影响，如温室气 体排放、环境污染等，严峻的现实促使人们对人与自然间的关系 进行一次次的反思。其中，绿色建筑的设计正是其在建筑行业中 的体现。绿色建筑强调建筑在全生命周期对于
10、自然界的影响，包 括节水、节电、降低建材消耗和碳足迹等，归纳来说即是尽可能 减少建筑营造及运营过程中对自然界造成的负面影响。 通常对绿色建筑的检测、评估需要借助专业仪器以及缩尺甚至足 尺模型，往往耗费大量的人力、物力，费时费材。而BIM技术的引 入为绿色建筑设计提供了新的可能。通过包含真实尺寸、材料、 空间及设备风口等信息的BIM模型，结合相应的专业软件进行模拟 ，可以以很小的代价实时的分析、评估各项指标，并便于设计师 作出判断和调整。 返回二、BIM的实施过程5、气流组织(CFD)分析基于已建立的BIM模型，我们将中交主楼门厅及风口位置导入专业 网格划分工具进行网格划分，再导入CFD分析软件
11、AnsysFluent， 如图11、12所示。再对暖通设备的喷口、回风口以及门厅幕墙、 内墙设定相应的边界条件，对主楼门厅进行了气流组织分析（横 向、竖向温度分布，人体高度温度、速度切面等），其中横向温 度分布如图13所示。 采用类似的方法，还可以利用BIM模型进行室内热舒适环境评估（ 温湿度、风速等）、污染物扩散和换气效率、高大空间及分层空 调环境预测、建筑物外风场模拟（包括区域风场模拟和计算风工 程）、火灾场景气流模拟等分析。返回二、BIM的实施过程5、气流组织(CFD)分析图11 门厅BIM模型返回二、BIM的实施过程5、气流组织(CFD)分析图12 AnsysFluent模型返回二、B
12、IM的实施过程5、气流组织(CFD)分析图13 横向温度分布结果返回二、BIM的实施过程6、施工模拟建筑施工过程是一项十分复杂的活动，尤其是近年来各类异型的 现代建筑应运而生，在增加视觉美感的同时，也给项目施工带来 了新的挑战。可以说，传统的建筑施工技术已越来越无法满足当 代建筑的施工需求。 作为BIM的一项重要应用，虚拟施工（VirtualConstruction，简 称VC）技术可谓生逢其时。简而言之，虚拟施工是实际施工过程 在计算机上的虚拟实现。它采用参数化设计、虚拟现实、结构仿 真以及计算机辅助设计等技术，在三维仿真软件及高性能计算机 等设备的支持下协同工作，对施工活动中的人、财、物、
13、信息流 动过程进行全真环境的三维模拟，为施工的各个参与方提供一种 易控制、无破坏、低耗费、无风险且能反复多次的实践方法，能 有效提高施工水平，消除施工隐患，防止施工事故，减少施工成 本及工期，增强施工过程中的决策、优化与控制能力，从而增强 项目总承包及施工企业的核心竞争力。返回二、BIM的实施过程6、施工模拟同时，施工方通过建立BIM模型，可使现场技术人员全面熟悉图纸 ，提前发现可能出现的施工问题，有针对性选择和优化施工方案 ；并且准确可靠的BIM模型数据，可为施工生产、准备提供可靠数 据支撑；同时，凭借激光扫描、GPS、移动通讯、RFID和互联网等 技术，还可实现对施工现场的实时跟踪。 目前，我们团队正尝试将已完成的三维BIM模型与施工进度相链接 ，形成4D施工资源信息模型，如图14所示。在下一阶段，还计划 将其与施工资源及成本信息集成一体，将BIM从4D施工模拟延伸到 5D成本控制系统，将BIM应用在三维协同设计的全过程（设计分 析审核出图），并为业主及施工单位提供施工模拟及运营管 理，真正的拓展其全生命周期服务的价值。返回二、BIM的实施过程6、施工模拟图14 中交地下三层施工模拟过程返回
