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杭州G20主会场精装修工程BIM应用介绍

发布于：2019-09-29 16:51:29 来自：装修设计/家装设计 [复制转发]

摘要：杭州G20主会场精装修工程，由浙江亚厦股份有限公司担纲核心区的施工重任。本工程核心区造型多变、工艺复杂、工期紧、交叉作业突出，总体设计及施工难度非常高，而G20主会场又是核心区的重难点。我司BIM团队利用3D激光扫描分析现场、参数化建模推敲形体、精细化设计对接加工等一系列的BIM技术手段，协助设计师与项目部完美完成此次任务，保证了G20主会场顺利完工。

项目BIM应用背景与目标

杭州国际博览中心作为浙江省重点项目与杭州地标性工程， 2016年G20会议在此召开，特殊的功能与紧张的工期导致项目施工难度非常大，而造型复杂工艺要求最高的G20主会场，就是其中最难的关键点。为了攻克这个难关，我司在项目尚未进场就开始筹备BIM技术的应用。公司给予充分的支持，由项目设计人员、施工人员与BIM中心人员成立了专门的小组，在项目设计深化与施工过程中深入应用BIM技术，提升项目的设计与施工水平，最终实现高质、高效、可控的整体目标。

BIM具体应用介绍

2.1 BIM与3D激光扫描技术的配合应用

装饰工程是建设项目的最后一道工序，土建、钢结构、机电等施工质量与误差会对装饰设计与施工造成极大影响。在本项目中为消除这类问题，采用了3D激光扫描技术，使用国际先进的激光扫描仪，将已竣工的土建、钢结构进行扫描采集现场数据，然后逆向建模还原现场，接着与BIM设计模型进行比对，快速、直观、准确的发现施工错误与误差。

2.1.1 现场数据采集与逆向建模

项目一进场，我司就首先安排对现场已竣工的土建钢结构进行校核，根据以往项目经验，竣工的现场数据与设计数据对比或多或少都会有偏差。因此项目的特殊性，我司直接安排最先进的3D激光扫描仪进行现场扫描测绘，采集土建钢结构完整的竣工数据，然后对采集的点云数据进行处理与逆向建模，完整的在电脑中还原竣工现场三维数据模型。

现场测绘作业

主会场现场扫描数据成像

现场钢结构点云数据

CATIA钢结构逆向建模

2.1.2 基于逆向模型的设计分析

有了现场数据后，本项目的装饰深化设计直接在与现场一致的逆向模型上展开。搭建完成的精装设计模型被安放到逆向现场模型中，发现了逆向的现场钢结构模型与施工图中的参照钢结构严重不符，导致设计的吊顶与现场钢结构模型冲突非常严重，整个吊顶几乎都嵌入了钢结构模型中，四个角的挑檐造型甚至超出了钢结构1米多，按照原设计的吊顶将完全无法施工安装。我方设计、施工人员经过紧急磋商寻找解决方案，由于项目工期太紧，已经无法再对钢结构进行调整，最终多方协商后确定依据现场钢结构去重新修改吊顶造型并适当降低高度。

CATIA逆向钢结构模型与吊顶冲突

依据现场钢结构调整设计模型

2.2 基于BIM的设计优化与深化

BIM被公认为建筑工程行业的一次新的变革，直接三维设计与出图是设计行业的发展趋势。这一变革不仅仅是从技术层面改变，更重要的是整个流程的革新。本工程在设计深化阶段搭建了土建、钢结构、内装全专业BIM模型，以直观的三维场景全方位推敲，真正实现可视化设计，如空间关系、透视效果、门窗等复杂造型优化等，所见即所得，让设计师做出最优的决策。

2.2.1可视化方案比选

由于影响最大的北面两个挑檐檐角高度必须降低一米多，项目主设非常担心影响整体效果。于是我方BIM团队利用参数化建模技术多次针对吊顶曲面形状进行调整，经过数轮方案对比，最终放弃北高南低的方案，确定四个檐角一起降低，然后通过增加吊顶曲度，在保证净空高度前提下，做到几乎不影响整体视觉效果，此方案得到了项目主设与业主的一致认可。

吊顶表皮曲线造型进行调整

不同弧度的吊顶造型对比选择

吊顶最终方案

吊顶现场实拍照片

2.2.2精细化深化与优化

BIM设计流程能够让多个设计师在同一个模型载体中工作，相关专业的信息也全部汇集进模型，多专业之间协调更直接更流畅，设计师之间沟通也更顺畅，少走了很多设计弯路，把工程设计人员从不断的改图中解放出来，能够把更多的时间和精力放在方案优化、改进和复核上，实现精细化设计。

原窗造型

优化后窗造型

现场实拍窗造型

主会场的中式挑檐设计共有四根大梁，原设计方案为600宽900高弧形梁，但项目主设在BIM深化模型中发现大梁过于凸显，于是我方在BIM整体模型中创建不同大小的角梁方案进行效果对比，最后经过几次讨论与调整，最终确定改为600宽600高的角梁，另外斗拱设计也有针对性的进行了调整。

原方案600x900角梁效果

最终方案600x600角梁效果

原角梁与斗拱方案

优化后角梁与斗拱方案

角梁与斗拱现场实拍照片

2.3 参数化应用于加工对接

BIM设计流程还是实现工业化设计的捷径，我们在设计过程中就把施工与加工的影响因素考虑进去，深化BIM模型直至加工精度，并提取加工数据信息，直接与加工对接。G20主会场项目，弧形吊顶的共有352根大小弧线不一的椽子，一旦吊顶曲面形状有点微调，所有椽子的数据也要跟着调整。由于现场钢结构与设计所参照钢结构不符，在施工深化阶段吊顶曲面的方案仍需找型调整对比，方案对比时需要多个不同的详细方案，而一旦确定了方案又要立刻提取出加工数据。传统设计方法根本无法满足这种精度与节奏，于是我们采用先进的参数化设计软件CATIA进行设计，主要步骤如下：

1) 制定吊顶上表面曲面方案

2) 确定椽子与角梁截面

3) 椽子与角梁通过参数与曲面进行约束

4) 椽子与角梁利用参数驱动随形变化自动排布生成吊顶

5) 每一根椽子与角梁的三维模型直接剖切出图

6) 到CAD中标注完毕提给加工厂商进行加工

用此参数化设计方法，只要吊顶曲面方案调整确定，椽子的加工数据就可以快速输出，大大提升设计与加工的衔接效率与准确性。在本项目工期如此短促方案又反复调整的情况下，不用参数化设计完全不可能实现的。