基于Revit平臺(tái)的復(fù)雜建筑BIM應(yīng)用–重慶國(guó)際馬戲城

1、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（BIAD）業(yè)務(wù)范圍包括：城市規(guī)劃、投資策劃、大型公共建筑設(shè)計(jì)、民用建筑設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)、園林景觀設(shè)計(jì)、建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、工程概預(yù)算編制、工程監(jiān)理、工程總承包等領(lǐng)域。自1949年成立以來(lái)，累計(jì)完成建筑設(shè)計(jì)面積已超過(guò)1.5億平方米，從1977年至今，設(shè)計(jì)作品獲得各類獎(jiǎng)項(xiàng)總計(jì)1166項(xiàng)，曾被北京市政府授予“首都建筑設(shè)計(jì)突出貢獻(xiàn)設(shè)計(jì)研究單位”榮譽(yù)稱號(hào)。在全國(guó)各地設(shè)有12個(gè)分支機(jī)構(gòu)，建筑設(shè)計(jì)作品遍及全國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)。案例：重慶國(guó)際馬戲城相關(guān)軟件及及解決方方案：Autoddeskk Reevitt ArrchiiteccturreAutoddeskk Reevit

2、t SttruccturreAutoddeskk Reevitt MEEPAutoddeskk NaavissworrksAutoCCAD客戶證言：對(duì)于形體復(fù)復(fù)雜、空空間復(fù)雜雜、功能能和性能能復(fù)雜的的建筑項(xiàng)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)說(shuō)，如果果沒(méi)有三三維造型型和 HYPERLINK / BIIM技術(shù)術(shù)的出現(xiàn)現(xiàn)，基本本上將無(wú)無(wú)法完成成。可以以說(shuō)， HYPERLINK / BBIM技技術(shù)的出出現(xiàn)推動(dòng)動(dòng)了建筑筑創(chuàng)作，同同時(shí)也成成為了藝藝術(shù)創(chuàng)作作的原始始驅(qū)動(dòng)。北京市建建筑設(shè)計(jì)計(jì)研究院院有限公公司總經(jīng)經(jīng)理徐全全勝?gòu)淖畛醯臅r(shí)時(shí)尚標(biāo)簽簽到追逐逐技術(shù)領(lǐng)領(lǐng)先，BBIM應(yīng)應(yīng)用即將將走過(guò)炫炫耀的年年代，返返璞歸真真的蛻變變后，留留給我

3、們們的是它它強(qiáng)勁的的革命性性和簡(jiǎn)單單的實(shí)用用性。北京市建建筑設(shè)計(jì)計(jì)研究院院有限公公司第四四設(shè)計(jì)所所4A22工作室室主任張張浩BIM所帶帶來(lái)的不不僅是技技術(shù)上的的變革，而而且是設(shè)設(shè)計(jì)方法法和項(xiàng)目目控制上上的革新新，它帶帶來(lái)的最最直觀的的利益是是提高了了設(shè)計(jì)的的準(zhǔn)確度度和預(yù)見(jiàn)見(jiàn)性，從從而提高高了業(yè)主主對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)單位的的信任度度。北京市建筑筑設(shè)計(jì)研研究院有有限公司司第四設(shè)設(shè)計(jì)所44A2工工作室副副室主任任陳文青青案例正文：重慶國(guó)際馬馬戲城基于于Revvit平平臺(tái)的復(fù)復(fù)雜建筑筑BIMM應(yīng)用項(xiàng)目概況重慶國(guó)際馬馬戲城位位于重慶慶市主城城區(qū)彈子子石組團(tuán)團(tuán)A標(biāo)準(zhǔn)分分區(qū)，總總用地面面積3.3333公頃，總總建筑面

4、面積3.72萬(wàn)萬(wàn)平方米米。建筑筑功能包包括主表表演館、配配套服務(wù)務(wù)設(shè)施、動(dòng)動(dòng)物馴養(yǎng)養(yǎng)用房、辦辦公公寓寓等四個(gè)個(gè)部分，是是重慶十十大文化化建筑之之一。方案設(shè)計(jì)理理念來(lái)源源于馬戲戲表演動(dòng)動(dòng)靜和諧諧、亦真真亦幻的的效果呈呈現(xiàn)。造造型中兩兩條扭動(dòng)動(dòng)流轉(zhuǎn)的的曲線契契合了重重慶山環(huán)環(huán)水繞的的城市景景觀與自自然肌理理，隱喻喻連綿起起伏的群群山與曲曲轉(zhuǎn)流長(zhǎng)長(zhǎng)的長(zhǎng)江江，以其其獨(dú)特的的外觀效效果成就就了建筑筑自身的的標(biāo)志性性。圖1 重慶慶國(guó)際馬馬戲城沿沿江效果果圖主表演館建建筑面積積為2118477平方米米，建筑筑高度449.778米，座座位數(shù)114899座。主表表演館的的建筑形形態(tài)通過(guò)過(guò)兩組空空間曲線線生成兩兩

5、片相互互包裹的的曲面，圍圍合出馬馬戲劇場(chǎng)場(chǎng)的主要要空間。內(nèi)內(nèi)側(cè)曲面面圓潤(rùn)、飽飽滿，外外側(cè)曲面面舒展平平緩，自自然延伸伸為屋面面飄帶，與與售票亭亭、餐飲飲、零售售等商業(yè)業(yè)設(shè)施有有機(jī)的融融合在一一起。圖2 重慶慶國(guó)際馬馬戲城主主表演館館效果圖圖項(xiàng)目挑戰(zhàn)及及解決方方案鑒于重慶國(guó)國(guó)際馬戲戲城項(xiàng)目目的復(fù)雜雜性和重重要性，在在設(shè)計(jì)合合同簽定定時(shí)業(yè)主主明確提提出：要要求設(shè)計(jì)計(jì)單位交交付BIIM成果果模型，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是要要求模型型能進(jìn)行行施工指指導(dǎo)和定定位。北北京市建建筑設(shè)計(jì)計(jì)研究院院有限公公司（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱“北京院院”）在該該項(xiàng)目中中實(shí)現(xiàn)了了由方案案設(shè)計(jì)到到施工圖圖全過(guò)程程全專業(yè)業(yè)的 HYPERLINK / BIIM

6、技術(shù)術(shù)應(yīng)用，目目前已完完成施工工圖設(shè)計(jì)計(jì)。重慶國(guó)際馬馬戲城項(xiàng)項(xiàng)目的技技術(shù)挑戰(zhàn)戰(zhàn)包括：以Autoodessk RReviit軟件件為基礎(chǔ)礎(chǔ)，建立立建筑、結(jié)結(jié)構(gòu)、設(shè)設(shè)備、電電氣全專專業(yè)三維維模型；將CATIIA軟件件建立的的參數(shù)化化外幕墻墻模型與與Auttodeesk Revvit軟軟件建立立的室內(nèi)內(nèi)模型整整合為一一體，形形成完整整的建筑筑信息模模型；利用三維信信息模型型輔助設(shè)設(shè)計(jì)，進(jìn)進(jìn)行各專專業(yè)定性性分析與與定量計(jì)計(jì)算；利用三維信信息模型型與相關(guān)關(guān)分包設(shè)設(shè)計(jì)單位位進(jìn)行技技術(shù)配合合?；谝陨咸籼魬?zhàn)，重重慶國(guó)際際馬戲城城項(xiàng)目組組建立了了專門的的BIMM設(shè)計(jì)小小組，在在初步設(shè)設(shè)計(jì)和施施工圖設(shè)設(shè)計(jì)階段段

7、，完成成了模型型建立、復(fù)復(fù)雜空間間分析、功功能優(yōu)化化設(shè)計(jì)、幕幕墻優(yōu)化化設(shè)計(jì)、管管線綜合合設(shè)計(jì)等等一系列列工作。全專業(yè)BIIM模型型在方案設(shè)計(jì)計(jì)階段，應(yīng)應(yīng)用Rhhinoocerros軟軟件將手手工工作作模型快快速轉(zhuǎn)化化為計(jì)算算機(jī)模型型，并借借助計(jì)算算機(jī)模型型對(duì)方案案進(jìn)行造造型推敲敲、曲面面優(yōu)化、視視線分析析、面積積控制，完完成由感感性創(chuàng)意意到理性性設(shè)計(jì)的的回歸。圖3 方案案階段模模型在初步設(shè)計(jì)計(jì)和施工工圖階段段，將CCAD圖圖紙導(dǎo)入入Auttodeesk Revvit軟軟件中，建建立重慶慶國(guó)際馬馬戲城項(xiàng)項(xiàng)目的全全專業(yè)模模型。整整個(gè)項(xiàng)目目模型分分為建筑筑結(jié)構(gòu)模模型、設(shè)設(shè)備模型型（暖通通空調(diào)、給給排

8、水、消消防系統(tǒng)統(tǒng)）、電電氣模型型（強(qiáng)弱弱電橋架架）、場(chǎng)場(chǎng)地模型型等4個(gè)模型型文件，通通過(guò)Auutoddeskk Reevitt軟件的的“復(fù)制、監(jiān)監(jiān)視”功能實(shí)實(shí)現(xiàn)各模模型之間間的實(shí)時(shí)時(shí)信息更更新。通通過(guò)三維維模型的的建立，設(shè)設(shè)計(jì)師能能夠直觀觀準(zhǔn)確地地理解復(fù)復(fù)雜的建建筑空間間，最大大限度地地彌補(bǔ)了了二維設(shè)設(shè)計(jì)的缺缺陷和不不足，直直接指導(dǎo)導(dǎo)施工，準(zhǔn)準(zhǔn)確表達(dá)達(dá)設(shè)計(jì)意意圖。圖4 重慶慶國(guó)際馬馬戲城主主表演館館Revvit模模型外幕墻的優(yōu)優(yōu)化與表表達(dá)馬戲城主表表演館外外幕墻是是復(fù)雜的的雙軌曲曲線曲面面，在方方案深化化設(shè)計(jì)中中，使用用CATTIA軟軟件建立立外幕墻墻模型，包包括幕墻墻金屬板板、幕墻墻龍骨、結(jié)

9、結(jié)構(gòu)圈梁梁、弧形形結(jié)構(gòu)柱柱等與幕幕墻曲面面相關(guān)的的各項(xiàng)內(nèi)內(nèi)容，通通過(guò)Rhhinoocerros軟軟件將其其導(dǎo)入AAutoodessk RReviit模型型，整合合為一個(gè)個(gè)整體。圖5 主表表演館外外幕墻模模型圖6-1 主結(jié)構(gòu)構(gòu)柱模型型 圖圖6-22 幕墻墻圈梁模模型圖6-3 幕墻龍龍骨模型型 圖6-44 幕墻墻模型幕墻模型建建立后，對(duì)對(duì)曲面平平滑度進(jìn)進(jìn)行分析析，通過(guò)過(guò)不斷優(yōu)優(yōu)化生成成曲線，最最終獲得得無(wú)曲率率突變、光光滑度較較高的外外幕墻曲曲面，并并對(duì)曲面面曲率進(jìn)進(jìn)行分區(qū)區(qū)間統(tǒng)計(jì)計(jì)，為幕幕墻深化化提供基基礎(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)。圖7 曲面面曲率分分析根據(jù)建筑外外觀效果果，通過(guò)過(guò)斜向菱菱形網(wǎng)格格對(duì)外幕幕墻曲面面

10、進(jìn)行劃劃分，并并通過(guò)控控制曲面面面板的的最小尺尺寸和最最大尺寸寸，由軟軟件自動(dòng)動(dòng)完成曲曲面劃分分，建筑筑師對(duì)多多次劃分分后的外外觀效果果進(jìn)行比比選，確確定最終終劃分方方式。圖8 對(duì)外外幕墻曲曲面進(jìn)行行分格對(duì)幕墻曲面面劃分后后獲得的的每一塊塊面板都都是雙曲曲板，并并且沒(méi)有有兩塊面面板是完完全一樣樣的曲面面，若按按照劃分分結(jié)果直直接進(jìn)行行面板施施工，將將會(huì)使幕幕墻造價(jià)價(jià)異常高高昂。建建筑師通通過(guò)軟件件統(tǒng)計(jì)每每一塊曲曲面板最最高點(diǎn)及及角點(diǎn)到到平面的的距離，確確定合理理的優(yōu)化化程度，將將60%的雙曲曲板優(yōu)化化為平板板，其余余全部?jī)?yōu)優(yōu)化為單單曲板，在在保證建建筑整體體效果的的前提下下，大大大降低了了工程

11、造造價(jià)。圖9 將滿滿足條件件的雙曲曲面板優(yōu)優(yōu)化為平平板利用強(qiáng)大的的信息統(tǒng)統(tǒng)計(jì)功能能，對(duì)每每一塊幕幕墻面板板進(jìn)行編編號(hào)，并并對(duì)其定定位坐標(biāo)標(biāo)、顏色色、材質(zhì)質(zhì)、開(kāi)洞洞數(shù)量、開(kāi)開(kāi)洞尺寸寸和開(kāi)洞洞位置等等信息進(jìn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)梳理，為為指導(dǎo)施施工提供供了可靠靠的數(shù)據(jù)據(jù)信息。圖10 幕幕墻面板板信息統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表BIM模型型輔助復(fù)復(fù)雜空間間設(shè)計(jì)劇場(chǎng)類建筑筑在觀眾眾席下部部、前廳廳、舞臺(tái)臺(tái)等部位位會(huì)形成成一些復(fù)復(fù)雜的異異型空間間，此類類空間的的合理性性和可利用性性需要借借助三維維模型分分析得出出結(jié)論。馬戲城主表表演館的的前廳與與觀眾廳廳之間通通過(guò)一道道弧形墻墻進(jìn)行分分隔，它它既是結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件也是造造型元素素，同時(shí)時(shí)還

12、是主主表演館館前廳的的設(shè)計(jì)亮亮點(diǎn)。這這道弧形形墻的定定位受到到多個(gè)條條件的制制約：首首先，弧弧形墻在在一層平平面的位位置要保保證售票票、存衣衣、零售售空間的的合理寬寬度；其其次，弧弧形墻在在二層空空間的曲曲線要滿滿足觀眾眾走廊的的有效通通行寬度度與高度度，避免免產(chǎn)生壓壓抑感；再次，弧弧形墻與與外幕墻墻的交點(diǎn)點(diǎn)要位于于屋面結(jié)結(jié)構(gòu)之下下。借助助Auttodeesk Revvit模模型能夠夠同時(shí)生生成多個(gè)個(gè)平面與與剖面的的特點(diǎn)，建建筑師能能夠快速速準(zhǔn)確地地獲得滿滿意的曲曲面定位位，保證證前廳最最終的空空間效果果。圖11 主主表演館館前廳弧弧墻模型型圖12 主主表演館館前廳弧弧墻限制制條件-11（弧形

13、墻在在一層平平面的位位置要保保證售票票、存衣衣、零售售空間的的合理寬寬度）圖圖12 主表演演館前廳弧弧墻限制制條件-22（弧形墻在在二層空空間的曲曲線要滿滿足觀眾眾走廊的的有效通通行寬度度與高度度）圖12 主表演演館前廳弧弧墻限制制條件-33（弧形形墻與外外幕墻的的交點(diǎn)要要位于屋屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)之下）在方案深化化過(guò)程中中，結(jié)構(gòu)構(gòu)、設(shè)備備、電氣氣等專業(yè)業(yè)需要應(yīng)應(yīng)用各自自專業(yè)的的分析軟軟件對(duì)建建筑方案案進(jìn)行定定性分析析與定量量計(jì)算，BIM模型能夠與其他專業(yè)軟件進(jìn)行文件格式轉(zhuǎn)換，模型中所攜帶的大量信息數(shù)據(jù)也能夠與其他軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中各專業(yè)要多次建立各種文件格式建筑模型的重復(fù)性工作，提

14、高了設(shè)計(jì)師的工作效率。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中借助AAutooCADD將Auttodeesk Revvit模模型導(dǎo)入入Fluuentt軟件，對(duì)對(duì)建筑進(jìn)進(jìn)行風(fēng)荷荷載數(shù)值值模擬，確確定實(shí)際際風(fēng)壓分分布，為為結(jié)構(gòu)和和幕墻設(shè)設(shè)計(jì)提供供準(zhǔn)確依依據(jù)。同同時(shí)應(yīng)用用SAPP20000、Middas等等結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算軟件件，對(duì)建建筑主體體結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)變形分分析，根根據(jù)計(jì)算算結(jié)果修修正Auutoddeskk Reevitt模型，為為建筑和和機(jī)電專專業(yè)的深深化設(shè)計(jì)計(jì)提供條條件。復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點(diǎn)采用用CATTIA建建模，將將CATTIA模模型導(dǎo)入入ANSSYS Worrkbeenchh 144進(jìn)行節(jié)節(jié)點(diǎn)分析析，根據(jù)據(jù)計(jì)算結(jié)結(jié)果進(jìn)行

15、行節(jié)點(diǎn)三三維放樣樣，對(duì)二二維設(shè)計(jì)計(jì)進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化。以以屋架鋼鋼架節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為例，在在三維放放樣模型型中進(jìn)行行了五項(xiàng)項(xiàng)內(nèi)容的的優(yōu)化：一是將將原設(shè)計(jì)計(jì)的一個(gè)個(gè)支座修修改為兩兩個(gè)支座座，方便便鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工，同時(shí)傳力更清晰；二是優(yōu)化灌漿孔位置和尺寸；三是修改埋件角鋼形狀和數(shù)量以利穿筋；四是修改穿筋形式，將整段箍筋分成2段，方便施工；五是優(yōu)化鋼筋彎折形式并調(diào)整鋼筋排布和規(guī)格。圖13 屋屋面鋼架架節(jié)點(diǎn)三三維放樣樣模型消防設(shè)計(jì)中中利用AAutoodessk RReviit模型型模擬多多個(gè)標(biāo)高高的消防防水炮保保護(hù)范圍圍，校核核水炮放放置位置置，利用用最少數(shù)數(shù)量的消消防水炮炮實(shí)現(xiàn)最最大范圍圍的保護(hù)護(hù)。圖14 消消防水炮

16、炮保護(hù)范范圍模擬擬主表演館觀觀眾廳與與舞臺(tái)之之間無(wú)物物理分隔隔，需要要借助舞舞臺(tái)馬道道的構(gòu)造造布置照照明燈具具。借助助Auttodeesk Revvit模模型準(zhǔn)確確的空間間數(shù)據(jù)信信息，采采用CaalcuuLuxx Arrea照照明設(shè)計(jì)計(jì)軟件對(duì)對(duì)觀眾廳廳進(jìn)行分分析，得得出合理理的燈具具布置及及燈具設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)。管線綜合設(shè)設(shè)計(jì)與碰碰撞檢查查管線綜綜合設(shè)計(jì)計(jì)與碰撞撞檢查的的目的是是避免碰碰撞，解解決各專專業(yè)間的的沖突，明明確管線線標(biāo)高以以及輔助助確定施施工順序序等。傳傳統(tǒng)二維維設(shè)計(jì)中中的管線線綜合設(shè)設(shè)計(jì)是通通過(guò)繪制制關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)剖面圖圖進(jìn)行各各專業(yè)間間的協(xié)調(diào)調(diào)，而在在三維設(shè)設(shè)計(jì)中則則可以利利用BIIM模

17、型型直接反反映各專專業(yè)條件件，利用用Auttodeesk Navviswworkks軟件件進(jìn)行碰碰撞檢查查，使得得進(jìn)行管管線綜合合設(shè)計(jì)的的效率大大大提升升。馬戲城主表表演館的的機(jī)電用用房主要要集中在在地下一一層與地地下二層層，涉及及到的機(jī)機(jī)電管線線包括通通風(fēng)空調(diào)調(diào)系統(tǒng)、空空調(diào)水系系統(tǒng)、給給排水系系統(tǒng)、消消防水系系統(tǒng)、強(qiáng)強(qiáng)弱電系系統(tǒng)等。利利用三維維模型進(jìn)進(jìn)行碰撞撞檢查時(shí)時(shí)會(huì)產(chǎn)生生大量碰碰撞錯(cuò)誤誤，為使使碰撞檢檢查結(jié)果果清晰明明確，對(duì)對(duì)土建結(jié)結(jié)構(gòu)與機(jī)機(jī)電系統(tǒng)統(tǒng)、機(jī)電電系統(tǒng)之之間分別別進(jìn)行碰碰撞檢查查?！坝才鲎沧病奔磿r(shí)進(jìn)進(jìn)行調(diào)整整和修改改，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)管道道所進(jìn)行行的列表表說(shuō)明無(wú)無(wú)需在圖圖紙中表表示出來(lái)

18、來(lái)，便于于下一步步指導(dǎo)施施工。圖15-11 地下下一層結(jié)結(jié)構(gòu)梁與與空調(diào)風(fēng)風(fēng)管碰撞撞 圖15-2 地地下一層層空調(diào)風(fēng)風(fēng)管與電電氣橋架架碰撞應(yīng)用BIMM模型進(jìn)進(jìn)行外部部配合作作為大型型綜合性性劇場(chǎng)項(xiàng)項(xiàng)目，重重慶國(guó)際際馬戲城城在施工工圖完成成過(guò)程中中需要進(jìn)進(jìn)行消防防性能化化設(shè)計(jì)、節(jié)節(jié)能審查查、舞臺(tái)臺(tái)機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)、園園林設(shè)計(jì)計(jì)、內(nèi)部部精裝修修設(shè)計(jì)等等專項(xiàng)設(shè)設(shè)計(jì)，這這些專項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)由由專業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)公司司配合完完成，而而設(shè)計(jì)單單位提供供的BIIM模型型能夠?yàn)闉閷ｍ?xiàng)深深化設(shè)計(jì)計(jì)提供準(zhǔn)準(zhǔn)確的數(shù)數(shù)據(jù)條件件，使專專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)能夠快快速展開(kāi)開(kāi)，并與與設(shè)計(jì)單單位密切切配合。由于主表演演館的觀觀眾區(qū)與與舞臺(tái)區(qū)區(qū)無(wú)法進(jìn)進(jìn)行分隔隔，設(shè)計(jì)計(jì)單位委委托公安安部四川川消防研研究所（“川消所”）進(jìn)行消防性能化設(shè)計(jì)。川消所使用火災(zāi)情況模擬軟件DFS和疏散模擬軟件STEPS對(duì)主表演館進(jìn)行火災(zāi)模擬和疏散分析，需要設(shè)計(jì)方提供準(zhǔn)確的建筑三維模型。設(shè)計(jì)方將Autodesk Revit模型導(dǎo)出為.dxf文件，利用Pyrosim軟件與DFS軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，配合川消所完成了消防性能化設(shè)計(jì)。圖16-11 .ddxf文文件直接接導(dǎo)入PPyroosimm工具圖16-22 添加加火災(zāi)參參數(shù)條件件生成.fdss文件進(jìn)進(jìn)行模擬擬計(jì)算圖16-33 火災(zāi)災(zāi)模擬及及煙氣分分析成果果馬戲劇場(chǎng)中中舞臺(tái)機(jī)機(jī)械較普普通劇場(chǎng)場(chǎng)更為復(fù)復(fù)雜