三維協(xié)同技術(shù)在泉州晉江機場改建工程新建航站樓設(shè)計中的應(yīng)用.

1、以參與方較多的實際項目為例，詳細介紹三維協(xié)同技術(shù)在項目的不同階段及不同參與對象中的應(yīng)用，有效解決了因溝通障礙、文件交付不及時、圖紙信息表達不到位或?qū)D紙信息理解不到位而導(dǎo)致的設(shè) 計失誤、施工走樣問題，并將設(shè)計院各工種及配套設(shè)計單位共同完成的BIM模型應(yīng)用在建筑生命全周 期，產(chǎn)生了極大的社會經(jīng)濟效益。1 三維協(xié)同技術(shù)簡介三維協(xié)同技術(shù)分為協(xié)同設(shè)計和協(xié)同作業(yè)。協(xié)同設(shè)計是針對設(shè)計院專業(yè)內(nèi)、專業(yè)間進行數(shù)據(jù)和文件交互、溝通交流等的協(xié)同工作，此為狹義的“協(xié)同技術(shù)”。協(xié)同作業(yè)是針對項目業(yè)主、設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、材料供應(yīng)商、運營商等與項目相關(guān)各方，進行文件交付、溝通交流等的協(xié)同工作，此為廣義的“協(xié)同技術(shù)”。

2、協(xié)同設(shè)計是基于建筑專業(yè)的BIM模型，在建筑專業(yè)建立初步 BIM模型后，就能得到工程的真實尺寸及相應(yīng)的空間、功能關(guān)系。 設(shè)計院各工種基于建筑模型建立本專業(yè)的相關(guān)模型，即可通過鏈 接Revit模型的方式（類似于CAD的外部參照方式），在專業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進行協(xié)同設(shè)計。這個工作可以在設(shè)計過程中的每個關(guān) 鍵時間點進行，因此專業(yè)間三維協(xié)同設(shè)計和二維協(xié)同設(shè)計相似，都 是文件級的階段性協(xié)同設(shè)計模式。除上述兩種模式外，不同BIM設(shè) 計軟件間的數(shù)據(jù)交互也屬于協(xié)同設(shè)計的范疇。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3ds max、SketchUp、Rhino、Catia、Ecotect、IE

3、S、PKPM等工具間的數(shù)據(jù)交互，都可以通過專用的導(dǎo) 入/導(dǎo)出工具，以dwg、dxf、fbx、sat、ifc等中間標準數(shù)據(jù)格式進 行交互。在設(shè)計院形成完備的設(shè)計模型后，各參與方進行協(xié)同作業(yè)。三維協(xié)同技術(shù)的工作流程如圖1所示。圖1 三維協(xié)同技術(shù)的工作流程2 協(xié)同設(shè)計實施2.1 工程簡介工程位于福建省晉江市，是原晉江機場改建項目，分原來航站 樓改建工程和新建航站樓工程。改造原有航站樓面積為15000m2， 并向空側(cè)外擴788m2，作 為 國 內(nèi) 航 站 樓 使 用 ， 新 建 航 站 樓 面 積37713m2， 擴 建 后 總 面 積 約 為53501m2。 本工程為福建省重 點工程（大型復(fù)雜公共建

4、筑），包含玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕 墻、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)墻板、登機廊橋、金屬屋面、 復(fù)雜的設(shè)備工藝等。我院為本工程設(shè)計總包單位，含總體設(shè)計、土 建設(shè)計、內(nèi)裝設(shè)計、景觀設(shè)計等。本工程施工隊伍及配套設(shè)計單位較多（共8家），為避免各設(shè)計單位因溝通反饋不及時，施工人員對二維圖紙信息理解不到位， 導(dǎo)致竣工結(jié)果與設(shè)計初衷相違背，本工程應(yīng)用三維協(xié)同技術(shù)，以信 息化模型為主導(dǎo)，應(yīng)用于協(xié)作設(shè)計及施工的全過程，起到主導(dǎo)設(shè) 計、精確施工、無縫銜接的作用。2.2 協(xié)同設(shè)計的建筑模型應(yīng)用新建航站樓在施工圖階段使用BIM技術(shù)進行三維協(xié)同設(shè)計，因 BIM的使用，得以在施工圖階段能對航站樓內(nèi)大量的大空間配合室

5、內(nèi)裝修專業(yè)進行優(yōu)化設(shè)計，并在配合設(shè)計單位多、工期較緊的情況 下，最大限度地減少錯誤漏缺，控制施工圖質(zhì)量，保證精準施工。 圖2是整體建筑BIM模型鳥瞰圖，以此BIM模型為母版，各參與設(shè) 計單位及各設(shè)計工種進行三維協(xié)同設(shè)計。圖2 項目效果圖（1）利用建筑BIM模型進行專業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計。本工程較為 復(fù)雜，剖面變化較大，需推敲的剖面節(jié)點較多，通過Revit軟件的 “剖面”命令任意剖切BIM模型，方便、快捷、精準，結(jié)合三維可 視化視圖，檢測設(shè)計錯誤，快速、直觀地發(fā)現(xiàn)并解決問題。如圖3、4，此手扶梯跨越防火分區(qū)。（2）利用建筑BIM模型進行專業(yè)間協(xié)同設(shè)計。本工程建筑空間大而多，通過Revit軟件的“相機”命

6、令，為室內(nèi)設(shè)計提供任意角度透視，通過多角度真實尺度模型，更易于理解空間與功能等， 有利于方案確定及優(yōu)化設(shè)計，并大大減少工作量。圖5為國際售票 大廳透視圖，圖6為其對應(yīng)的室內(nèi)設(shè)計效果圖。（3）利用建筑BIM模型與幕墻設(shè)計單位協(xié)同設(shè)計，確定幕 墻、采光頂形式等，直觀表達設(shè)計效果，如圖7入口三維視圖。 借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，BIM能實現(xiàn)跨地區(qū)的協(xié)同設(shè)計，BIM模型中信息量全面、精確，避免因文件交付不到位、圖紙信息表達不全面、遠程溝通不明確而導(dǎo)致的設(shè)計失誤，有效降低設(shè)計成本。2.3 協(xié)同設(shè)計的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用通過結(jié)構(gòu)BIM模型，同時利用BIM可視化設(shè)計，代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維 結(jié)構(gòu)施工圖上的線條、數(shù)值信息，便于結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計師直觀地觀察結(jié)構(gòu) 空間形式、結(jié)構(gòu)布置的合理性及結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造特征，很好地檢測設(shè) 計的準確性，避免施工時發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤再返工。結(jié)構(gòu)BIM模型為施 工單位提供鋼結(jié)構(gòu)加工下料的精確尺寸，提供鋼結(jié)構(gòu)坐標應(yīng)用于現(xiàn) 場安裝，極大地節(jié)約成本并縮短工期。圖8、9為工程的整體結(jié)構(gòu) 模型和局部結(jié)構(gòu)模型。2.4 協(xié)同設(shè)計的機電模型應(yīng)用建筑層高、空間功能確定后，結(jié)構(gòu)BIM模型為機電設(shè)計師提供 了精準、真實的結(jié)構(gòu)梁柱、結(jié)構(gòu)降板等信息，使得機電設(shè)計完全顛 覆了傳統(tǒng)的概念性、模糊性的設(shè)計模式，為精細化、確定化的設(shè)計 模式奠定了扎實的基礎(chǔ)。為增強模型的可讀性，我們采用不同的顏 色顯示來區(qū)分不同的系統(tǒng)，如圖10為局部暖通BIM

8、模型，青色風(fēng)管 表示送風(fēng)管；圖11、12分別為局部給排水BIM模型、局部電氣BIM 模型。機電設(shè)計師在建模過程中，使用Revit軟件自帶的“碰撞檢 查”命令，實時進行碰撞檢查并實時調(diào)整模型，解決絕大多數(shù)機電 專業(yè)的管線碰撞問題。協(xié)同設(shè)計的“碰撞檢查”基本解決了機電專業(yè)與土建專業(yè)之間的管線硬碰撞問題以及絕大多數(shù)解決了管線之間的軟碰撞問題，如圖13、14所示，排煙風(fēng)管與消防水管碰撞。將綜合的BIM模型提供給業(yè)主及施工單位審閱，如圖15管線綜合模型所示，在業(yè)主確認管線布置美觀、施工單位確認管線布局便于施工的前提下，施工方嚴格按照施工圖結(jié)合模型進行施工，有效降低了施工方二次深化施工設(shè)計的工作量，避免了

9、因“誰先進場，誰先施工”而導(dǎo)致的施工錯誤，大幅度減少了材料浪費，降低了施工成本。3 協(xié)同作業(yè)實施三維協(xié)同作業(yè)技術(shù)可實現(xiàn)建筑項目全生命周期的信息構(gòu)建， 增強項目相關(guān)方的信息共享。基于協(xié)同設(shè)計的成果，項目建設(shè)方、 設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、使用方等都能比較直觀地掌握項目的全 貌，降低了非專業(yè)人士對項目的理解難度，提升了不同專業(yè)間、不 同參與方對項目的協(xié)同能力。本項目全程使用Revit軟件進行設(shè)計，完成后的信息化模型能 提供幕墻分隔及節(jié)點大樣圖（應(yīng)用于幕墻專項設(shè)計）、結(jié)構(gòu)體系三 維圖（應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)專項設(shè)計）、節(jié)能計算模型（與PKPM節(jié)能計 算軟件接口）、整體漫游動畫（應(yīng)用于工程方案匯報、圖紙交底 等）

10、，應(yīng)用三維模型通過設(shè)定不同顏色的區(qū)域來表示階段工程進度（以顏色在實體模型上體現(xiàn)工程各階段進度），同時提供整體建設(shè) 過程的模擬漫游。3.1 可視化設(shè)計與3D漫游利用三維協(xié)同作業(yè)的可視化技術(shù)，對復(fù)雜節(jié)點設(shè)計一目了然。 根據(jù)設(shè)計深度及施工要求對細部構(gòu)造進行三維化大樣設(shè)計，按照出 圖要求出1:20、1:10、1:5比例的大樣圖。對不同材料交接處、不同 構(gòu)造銜接進行深化設(shè)計，滿足各深化設(shè)計單位及施工單位的要求。 許多甲方未定的問題，我們可以通過BIM模型以直觀的方式，現(xiàn)場幫助甲方確定得到滿意的解決方案，例如使用BIM模型在項目匯報現(xiàn)場確定機場名稱標志的大小、高度位置，如圖16所示。 應(yīng)用3D漫游技術(shù)，在

11、不同的設(shè)計階段設(shè)置不同的3D漫游路徑，解決不同的協(xié)同作業(yè)問題。圖17顯示的是在管線復(fù)雜空間設(shè) 置3D漫游，向業(yè)主及施工方演示管線布局走向，提出修改方案， 優(yōu)化設(shè)計。圖18顯示的是在成果匯報會上，向業(yè)主及各參與方展 示建筑室內(nèi)外空間概況及功能的3D漫游。3.2 工程量統(tǒng)計與運營管理應(yīng)用信息化模型的各種統(tǒng)計表格，如門窗明細表（圖19）、 幕墻面積、工程量統(tǒng)計等可用于成本估算、工程量預(yù)算及工程量決 算，合理控制造價，避免人工計算的潛在失誤。BIM模型信息中還包含各種設(shè)備的安裝位置、型號、廠家等信息，用于后期運營管理系統(tǒng)中，結(jié)合智能化樓宇自控系統(tǒng)，便于設(shè)備維護。圖19 門窗明細4 應(yīng)用總結(jié)該項目是我院繼晉江戲劇中心后再一次使用Revit軟件進行三 維施工圖設(shè)計，我們在模