編輯推薦：2021BIM考試復習必備：精選50題

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1　工程概況

1.1　項目簡介

和美術館，位于廣東省佛山市順德區北滘鎮新城區，是國際建筑大師安藤忠雄在中國華南地區的首個項目，是國內一流的標志性文化設施，是順德重要的地標式建筑。項目總用地面積為8650.48㎡，總建筑面積為21263.83㎡。建筑高度為24.4m，地上5層，地下2層。結構類型是框架剪力墻結構。

1.2　項目難點分析

和美術館項目作為順德地區標志性的公共文化場館，用地狹小，且周邊高樓林立，設計采用層層出挑的圓形體量解決場地和標志性的矛盾，起到軟化周邊環境和營造第五立面的效果。項目本身具有以下難點：

(1)復雜的建筑功能和大跨度空間設計。

(2)結構復雜多變的異形旋轉樓梯和曲面結構構件。

(3)項目場地狹窄，施工困難。

(4)大型公建的綜合管線設計復雜異常。

(5)復雜的曲面幕墻設計、加工建造。

通過BIM設計，可以直觀有效地提前發現并解決各種設計和施工問題，大大提高該項目的完成度。

2　BIM設計流程

BIM設計流程：項目前期策劃階段、技術評審階段、方案設計階段、施工圖設計階段、校審出圖階段。

2.1　項目前期策劃階段

本項目成立之初便建立BIM工作小組，設置具有BIM設計和項目管理經驗的項目負責人，全面開展本項目的設計工作，制定BIM工作流程和工作進度計劃;根據項目情況制設定BIM應用目標和應用軟件，編寫項目各階段BIM建模及管理標準，設定模型組織原則。

2.1.1　BIM應用目標

(1)搭建BIM工作平臺，在方案優化、施工圖設計、工程算量、施工管理、運維、審計全過程中通過BIM平臺傳遞數據，為項目創造價值。

(2)通過BIM設計，改進BIM工作流程和BIM標準、提升設計管理水平。

2.1.2　BIM應用軟件

本項目采用的BIM技術應用相關軟件包括建模軟件，瀏覽審核軟件，算量軟件、綠色建筑分析軟件和可視化軟件

在方案階段創建BIM模型，進行多方案比較，一模多用進行綠色建筑分析，并通過軟件模擬分析優化設計方案。在施工圖設計階段創建BIM模型，實現各專業三維協同、可視化設計、碰撞檢查、施工出圖。完成的BIM模型可以一模多用，可以進行材料提取、同步算量等設計工作。

2.1.3　BIM建模及管理標準

BIM設計不同于CAD二維設計，需要做到事前策劃、明確合理的各專業內部協同范圍和方式，需要就BIM建模標準、各階段深度標準、核模標準、數據管理標準、成果交付標準進行前期制定。否則，將會對后期出圖產生很多不可預見的額外工作，甚至造成大量返工修改影響工期。

2.1.4　BIM模型組織

本項目采用鏈接與工作集并行的協同工作方式，機電設備的水、暖、電3個專業相互之間關系緊密且影響較大，采用工作集的協同方式，即3個專業在一個工作集文件內按各自專業建立子工作集，便于隨時查看模型更新情況，且便于修改。建筑、結構、機電之間則采用鏈接的工作方式，避免文件過大，運行緩慢，且同時能做到專業間隨時更新模型。鏈接與工作集并行的方式使各專業在唯一的模型基礎上相互提資，設計過程更加流暢、不易出錯、原位修改、實時更新替換，保證設計質量和工作效率。

2.2　技術評審階段

建筑設計技術評審階段在BIM設計流程中并不局限在某一個階段，而是貫穿方案設計到施工圖設計全過程。由項目負責人、各專業總工、專業負責人和主要設計人組成項目技術評審組，分別從建筑、結構、機電專業對項目進行技術評審。嚴格執行設計各階段的技術評審，使BIM設計順利推進，事半功倍，避免出現施工圖設計過程中因為設計疏忽而造成BIM模型返工重建，降低設計效率和設計質量。

2.2.1　方案設計技術評審

文化場館方案設計階段建筑專業評審內容包括：總平面設計需要注意建筑功能、日照、退距、建筑間距是否合理;明確項目的城市規劃技術指標、消防設計、場地豎向等。建筑單體設計需要注意平面、核心筒、功能房間是否滿足相關規范;管道井是否滿足設計要求;建筑地上和地下室層高設計是否合理;關注立面設計的可實施性，是否會影響面積計算。

文化場館方案設計階段結構專業技術評審內容包括：主要結構跨度、特殊結構及造型;建筑分類等級(安全等級、設防類別、抗震等級、防水等級、基礎設計等級);項目超限的可能性;項目不規則程度;地上建筑和地下建筑的結構方案(分縫設置、機構選型、結構分析軟件及版本號等)。

文化場館方案設計階段機電專業技術評審內容包括：水泵房及管井設置位置及面積;通風空調防排煙系統劃分及系統形式、主要功能房間管線安裝凈高、設備選型及機房位置;變、配、發電系統負荷級別及估算容量、數量及位置。

2.2.2　施工圖設計技術評審

文化場館施工圖設計階段建筑專業評審內容包括：甲方對項目提出的特殊技術要求對建筑方案的影響;項目采用新技術、新材料對建筑方案的影響;項目統一技術措施評審;文化場館的消防設計評審(包括總平面消防設計、防火分區、疏散距離、疏散寬度計算等);文化場館綜合評審(與項目相關的機電設備、系統選型、管井機房平米布置;地下室頂板排水、覆土厚度、管線走向等);復雜的強身構造節點;裝修配合階段對消防設計的影響。

文化場館施工圖設計階段結構專業評審內容包括：結構統一技術措施、基礎選型、地下室頂板結構體系及分縫設置;結構布置平面圖、結構重要節點、支座;結構超筋、超限加強措施、抗震設防專項審查和其他專項論證分析;項目經濟性評估和控制技術措施。

文化場館施工圖設計階段機電專業評審內容包括：機電統一技術措施、管線綜合設計;豎向標高(包含覆土厚度)、室外管線布置、化糞池布置，標準層消火栓布置、平面立管布置;設備選用和系統分區。通風空調房拍線系統方案、大型設備的運輸方案;消防電氣設計方案、各電氣系統設備選用。

2.3　方案設計階段

本項目方案設計是由日本安藤宗雄事務所負責，我院主要根據方案主創反饋的設計方案進行建筑性能化分析，為設計提供科學的分析數據，供甲方與方案方決策，提高溝通效率，進一步優化設計方案。　　

將BIM模型導入到綠色建筑分析軟件中，通過軟件模擬該建筑在真實環境中的建筑朝向、溫濕度、日照、遮陽、太陽輻射、全年的能量消耗、噪聲等。保證從方案階段開始，就始終將環保、綠色、低碳、節能的概念貫穿設計全過程。

2.3.1　日照分析

利用BIM模型進行日照分析，通過設置最熱月份以及最冷月份，計算機可以自動計算出建筑的最佳朝向。顏色越紅，朝向越差，顏色越黃，朝向越好。東南向是最佳朝向。

2.3.2　風環境分析

風環境CFD分析，迎風面由于建筑的遮擋，在兩翼的風速較大，入口位于背風面，風速較低。中庭的設置有明顯的“拔風”作用，可以加強“熱壓通風”的效果，也可以引導氣流，從而加速空氣流動。

2.3.3　遮陽分析

利用BIM模型分別進行無百葉遮陽、水平百葉遮陽和垂直百葉遮陽三種方式的室內自然采光分析，得出垂直百葉遮陽是最適合美術館的遮陽方式。

2.3.4　噪聲分析

通過場地聲環境分析得出，噪音主要來源于西側和北側的兩條道路，靠近道路一側日間最高分貝達到65～70dB。通過在道路沿線增設綠化帶，可以有效降低靠路邊一側的噪音，經過改造后，靠路邊一側的日間噪音分貝約為55dB，夜間噪音分貝約為48dB。

2.3.5　能耗分析

通過采光和能耗分析得出，方案一及方案二在采光、通風兩個方面基本上沒有區別，但能耗上方案二比方案一減少約7%，方案三在方案二的基礎上進一步降低了能耗。因此，方案三為能耗最低的最優方案。

2.4　施工圖設計階段

文化場館建筑復雜的建筑空間和建筑形體構件，傳統二維設計的技術表現方式無法準確表達三維的建筑信息，同時也給結構和機電管綜設計帶來很大的困難，因為各專業之間圖紙無法準確定位，經常會造成專業碰撞或空間浪費問題。例如復雜的空間曲面結構，設計圖紙表達的準確性不僅影響建筑建成后的美學效果，還會影響到建筑結構的安全性、經濟性和可靠性。又如，文化場館的機電管線需要隨著建筑的不規則形狀進行排布，機電專業工程師為了穩妥，往往會要求預留更大的設備空間，這種空間的浪費可能會影響整個建筑項目的完成效果。

2.4.1　三維協同設計

BIM設計可以使建筑、結構、水、電、暖等專業在施工圖設計過程可以在一個通用的BIM模型中協同工作。BIM實現了建筑項目中各個專業的無縫對接，提升整個建筑的設計質量和效率。經過三維協同設計完成的施工圖，可以有效地減少錯、碰等設計通病，提高出圖質量和效率。

BIM設計的工作前提，是各專業設計人員必須嚴格遵守項目前期策劃階段制定的一系列BIM建模和管理標準。BIM設計的工作重點，是審核人提前介入并參與協同設計，按階段執行技術評審和定案工作。而要保證BIM設計的工作效率，各專業設計人員必須堅持以模型為基礎開展三維協同設計。

在BIM協同設計平臺上，各專業設計人員以模型為提資條件，將各自建好的模型在合模過程中及時開展協同設計，在這個設計過程中，建筑墻體、樓板、門窗構件、結構梁、結構柱、設備管線之間都會相互影響，各專業設計師需要不要調整模型，從而達到一個理想的設計效果。

2.4.2　BIM可視化設計

BIM三維可視化設計，可以幫助設計師在在方案和施工圖設計階段對建筑模型的任意角度和空間進行設計推敲，對建筑內外立面材質、建筑構造做法、空間形態進行確認，對各專業碰撞進行檢查，從而進行更為細致的設計，確保設計質量。

此外，Revit建模軟件能直接與fuzor對接，且即時同步更新，實現設計與模型之間的互動性和反饋性。并能夠以人的視角進行體驗式設計，提高設計溝通和決策的效率。

2.4.3　BIM碰撞檢測與凈高優化

公共建筑的管線綜合錯綜復雜，很容易出現水管、電橋架、暖通風管之間相互碰撞的問題，也經常會發生機電管線直接穿結構梁、結構柱的問題。除了利用BIM可視化設計，還可以借助Navisworks的動畫漫游功能，直觀高效的進行各專業碰撞檢查、凈高、凈空核查與套管預留，提前發現管線之間沖突或不合理之處。提出碰撞檢測報告。各專業設計人員根據漫游視頻反饋信息和碰撞報告提出管綜優化方案和模型修改。

利用BIM參數化可變性的凈高色彩分類顯示功能，制作直觀的彩色凈高分析圖，結合凈高漫游動畫對凈高不足處進行局部三維和剖面的分析，提出凈高優化解決方案。

2.4.4　BIM曲面幕墻深化設計

傳統幕墻設計方式，無法預先分析，也無法預測幕墻安裝的完成效果，BIM的出現很好地解決了這個難題。BIM通過參數化建模，不僅可以精細化曲面幕墻表皮的分隔，還可以降低預制幕墻的出錯概率。　　

本項目采用BIM預制和預裝配，將準確的幕墻信息傳輸給工廠進行幕墻預制工作，然后用BIM模型模擬幕墻安裝，并指導模擬現場的實際預安裝。通過BIM設計完成的曲面建筑幕墻加工和模擬，既降低了返工成本和運輸成本，又提高了施工效率。

2.4.5　BIM工程量統計

完成BIM三維模型后可以快速準確的得出材料統計，運用門窗計算值功能，實現洞口面積、開啟扇面積與門窗族參數關聯。建筑構件參數跟明細表實時關聯，極大的減少人工統計時間和人為運算錯誤的發生機率。本項目運用新點BIM算量插件可直接在REVIT模型中導出工程算量和工程造價報告。

2.4.6　IM施工出圖

BIM技術通過對建筑的可視化展示、協調、模擬、優化后可以得出平面、立面、剖面高度一致的建筑施工圖、綜合管線圖。通過設置項目樣板、視圖樣板、線樣式表達等來提高出圖效率。制作參數化墻身族庫，快速準確的生成墻身大樣圖，提高出圖效率。

3　BIM設計應用效果

和美術館作為功能空間復雜的文化場館建筑，在設計之初就確定了運用BIM技術來輔助建筑設計。BIM在文化場館建筑設計中具有無可替代的技術優勢，能夠明顯提高建筑設計效率和設計質量，增加項目完成度，主要體現在以下幾個方面：

(1)BIM參數化創建的建筑模型具有三維可視化、精確、形體可控的優勢。

(2)BIM模型一模多用導入BIM性能化分析軟件中，進行科學的綠色建筑分析，優化建筑設計方案。

(3)在施工圖設計和建筑細部推敲時，BIM模型有利于復雜空間和構件的修改和管理。直觀、精確的三維空間模型，有利于各專業精細化設計協同和分析模擬。

(4)在可視化的三維環境下提高空間的利用率，通過信息互用完成復雜形體和結構的分析、計算和模擬工作，提高本項目的完成度。

(5)通過BIM信息互用，參數化建模結合數字化建造技術，輔助曲面幕墻和異形結構加工建造。

通過BIM信息表達(工程量統計、效果圖渲染、碰撞模擬動畫、色彩凈高分析等)，全面多樣的展示建筑，提高溝通效率和設計效果。

通過BIM設計，相較于傳統施工圖設計建筑項目，取得的BIM應用效益如下：

(1)綠建分析優化設計、節約能耗30%。

(2)三維模型參數化多方案比較提高設計效率35%。

(3)可視化三維協同設計節省設計溝通時間40%。

(4)凈高、凈空及碰撞檢查減少工程圖紙中錯、漏、碰、缺等問題137處，提高設計質量50%。

(5)材料統計和工程算量節約計算時間80%。

(6)BIM出圖提高出圖質量及變更質量60%。

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