宝苑住宅小区二期工程项目中的BIM应用及突破

项目概况

宝苑住宅小区项目为长江实业(集团)有限公司全力策划的花园大宅项目。该项目位于北京顺义中央别墅区，坐拥得天独厚的环境优势，毗邻四季不结冰的温榆河北岸，风景秀丽，整区的绿化率达50%以上，以高档低密度建筑为主，无论景观及配套设施均达国际级别墅区水准。

宝苑住宅小区二期工程的总建筑面积236405.16平方米，建设用地面积23.482公顷；地上建筑面积139669.44平方米，地下建筑面积96735.72平方米，容积率：0.59。其主要功能为住宅和配套公建，住宅共563户，包含独立别墅和连城别墅两种户型大宅，其中独立别墅面积约为560平方米，连城别墅的面积约为360平方米。

本项目的一期工程已竣工，经与业主商量后，在二期工程中中航工业规划建设使用了BIM技术，解决了本项目规模大、场地复杂、管线密度高、工期紧、业主要求严格等诸多难题，提升了设计院的整体实力和客户满意度。

项目挑战及解决方案

本项目的技术难点可以用四个方面来概括：一是项目规模庞大，其中建筑单体563栋，且单体户外平台样式繁多，模型的信息量远远超过了软件本身的承载能力；二是项目面积大，且场地高差变化多，地形复杂，用于排布外线的空间紧张；三是需要在紧张的空间中，布置高密度的给排水各专业管道和强弱电线槽；四是需要用BIM实施的项目多，但实施周期短。

针对以上项目难点，中航工业规划建设组建了一支与设计团队并行的BIM实施团队，协助设计师解决BIM实施过程中的技术难点。实现的突破有：

一、在项目之初，中航工业规划建设就拟定了详细的计划模型类型，分为：用精密展示建筑物本身构造并指导施工的建筑单体模型，用于结构分析的结构模型，用于冲突碰撞分析的各专业机电模型，用于施工模拟的体量模型，用于材料算量的分析模型，用于绿色评估和节能分析的分析模型等；

二、本项目直接用于指导施工，为了真实模拟地形环境并与Autodesk Revit MEP外线模型有较好的接口，中航工业规划建设用Autodesk Revit地形工具建场地模型。先建粗模，再用等高线工具模仿真实场地的等高线，逐步深化；

三、室外管线工程密度高且复杂，先用Autodesk Revit MEP分专业建管线模型，然后采用文件链接的方式进行碰撞检测。通过导入Autodesk Navisworks进行硬碰撞、软碰撞检测，生成详细的碰撞报告和碰撞点，及时调整碰撞，将管线碰撞问题解决在图纸阶段，大大节省了施工成本；

四、指派专门的BIM项目协调员，并明确其职责。项目过程中记录项目策略文档，为以后的BIM项目实施提供参考和依据。针对本项目BIM实施多且周期短的问题，中航工业规划建设制定了详细的BIM项目实施计划，并严格按照计划执行，保证了各类BIM成果如期完成。

单体建筑模型

本项目利用Autodesk Revit建模，单体建筑模型的最大特征真实建筑的完全再现。

图1 实拍一期工程现场

图2 Autodesk Revit精细化单体建筑模型

单体建筑建模的最大特征是精细化，表现在以下几个方面：一是墙体、楼层分层建模，并且模型的创建方法与AutoCAD做法表完全一致；二是二维图例与三维族统一命名；三是工程量统计表一键生成，工程量清单与说明编号完全一致。

图3 墙体、楼层分层创建 图4 模型创建方法与CAD做法完全一致

本项目在精细化建模方面的另外一个表现是族的完全定制。建筑族定制100多个，门、窗、栏杆、轮廓、雨水斗等。这些族实现了完全参数化，且外观表现力求真实，在其他项目中也有很强的通用性。

图5 建筑族–门窗栏杆雨水斗的无失真建模

市政工程方面，包括污水井、雨水井、排水井、电井等，根据项目需要定制，且平面表示方法与二维图例完全一致。

图6 机电外线管井族的定制 图7 三维模型与二维图例表示匹配

场地模型

根据项目需要，中航工业规划建设对场地进行推敲，最终舍弃了专门的地形工具AutoCAD Civil 3D，而是使用Autodesk Revit自身的场地功能，保证了场地模型后期与机电模型的无损链接，对实际施工有较好的参考价值。而本场地面积大，且高差变化多，建模有较大的困难。中航工业规划建设则采用分区建模的方式，先建粗模，再添加等高线，逐步细化。后期又根据现场施工的实际需要，创建了十几种不同的户型外部平台，对实际施工有很好的指导意义。

图8 场地模型粗模 图9 室外平台族的定制

图10 精细化场地模型

机电外线模型

采用Autodesk Revit MEP分专业创建，然后采用链接的方式导出DXF模型（带颜色通道信息），导入Autodesk Navisworks后进行碰撞检测，在二维管线综合排布已完成的前提下，三维碰撞检测查处几百处碰撞，有效地将施工过程中可能出现的碰撞解决在图纸阶段。

图11 碰撞检测报告

图12 管线综合碰撞点 图13 碰撞调整

体量模型

本项目规模大，模型信息量庞大，用于施工模拟的模型如果采用精密的单体建筑模型，就会远远超出软件本身的信息承载量。所以用于施工模拟的单体模型，中航工业规划建设采用Autodesk Revit自身的体量工具创建，信息量小，可视化好。

图14 Revit体量模型用于施工模拟

性能分析模型

在方案初期，中航工业规划建设使用Autodesk Project Vasari进行模拟能耗分析。Autodesk Project Vasari是一款简单易用、专注于概念设计的应用程序，可以自由创建和编辑形体，并快速获得分析数据，从而得到最优、最有效的方案设计。Vasari采用和Autodesk Revit相同的BIM引擎及工作界面，创建的体量模型可无损的导入Autodesk Revit进行深化设计，同时集成了基于云计算的分析工具，无须打断工作流即可在云端进行绿色设计分析，查看丰富的、可视化的能耗分析。在方案设计之初，利用该软件可以快速创建多个不同思路的参考模型，以便进行深入比对。

图15 用于性能分析的分析模型 图16 Vasari在方案初期进行模拟能耗分析

接着，中航工业规划建设使用Autodesk Ecotect对Vasari中的BIM模型进行绿色计算，对建筑所在地的气象数据、太阳辐射、干湿球温度、建筑舒适度、被动技术应用、采光、能耗、声环境及热环境等进行分析。分析结果可以为绿色节能设计提供有力的支持和参考依据，并根据分析结果对BIM模型进行进一步修改整理，实时调整设计方案，使得方案的设计过程相较过去更加理性科学。

图17 使用Ecotect确定住宅的最佳朝向和布局

BIM项目协调员及项目策略文档、项目实施计划

为了保证本项目中BIM项目的及时实施，中航工业规划建设指定了专门的BIM项目协调员，其职责包括：1）制定并实施“项目BIM策略”文档，其中应记录有关如何在项目中实施和使用BIM的关键信息；2）在整个项目期内及时更新“项目BIM策略”文档；3）确保所有相关方（内部和外部）的工作都符合“项目BIM策略”； 4）参与BIM模型规划、设置，过程模型维护。