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

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，累計(jì)完成建筑設(shè)計(jì)面積已超過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31個(gè)省市自治區(qū)。案例：重慶國際馬戲城城相關(guān)軟件及解決決方案：AutodesskRevvitArrchiteectureeAutodesskRevvitSttructuureAutodesskRevvitMEEPAutodesskNavvisworrksAutoCADD客戶證言：對(duì)于形體復(fù)雜、空空間復(fù)雜、功功能和性能復(fù)復(fù)雜的建筑項(xiàng)項(xiàng)目來說，如如果沒有三維維造型和BIIM技術(shù)的出出現(xiàn)，基本上上將無法完成成?？梢哉f，BIM技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了建筑創(chuàng)作，同時(shí)也成為了藝術(shù)創(chuàng)作的原始驅(qū)動(dòng)?！本┦薪ㄖO(shè)設(shè)計(jì)研究院有有限公司總經(jīng)經(jīng)理徐全勝從最初的時(shí)尚標(biāo)標(biāo)簽到追逐技技術(shù)領(lǐng)先，BBIM應(yīng)用即即將走過炫耀耀的年代，返返璞歸真的蛻蛻變后，留給給我們的是它它強(qiáng)勁的革命命性和簡單的的實(shí)用性。─北京市建筑設(shè)設(shè)計(jì)研究院有有限公司第四四設(shè)計(jì)所4AA2工作室主主任張浩BIM所帶來的的不僅是技術(shù)術(shù)上的變革，而而且是設(shè)計(jì)方方法和項(xiàng)目控控制上的革新新，它帶來的的最直觀的利利益是提高了了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確確度和預(yù)見性性，從而提高高了業(yè)主對(duì)設(shè)設(shè)計(jì)單位的信信任度。北京市建筑設(shè)計(jì)計(jì)研究院有限限公司第四設(shè)設(shè)計(jì)所4A22工作室副室室主任陳文青青

案例正文：重慶國際馬戲城城——基于RRevit平平臺(tái)的復(fù)雜建建筑BIM應(yīng)應(yīng)用項(xiàng)目概況重慶國際馬戲城城位于重慶市市主城區(qū)彈子子石組團(tuán)A標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分區(qū)，總總用地面積33.333公公頃，總建筑筑面積3.772萬平方米米。建筑功能能包括主表演演館、配套服服務(wù)設(shè)施、動(dòng)動(dòng)物馴養(yǎng)用房房、辦公公寓寓等四個(gè)部分分，是重慶十十大文化建筑筑之一。方案設(shè)計(jì)理念來來源于馬戲表表演動(dòng)靜和諧諧、亦真亦幻幻的效果呈現(xiàn)現(xiàn)。造型中兩兩條扭動(dòng)流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的曲線契合合了重慶山環(huán)環(huán)水繞的城市市景觀與自然然肌理，隱喻喻連綿起伏的的群山與曲轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)流長的長江江，以其獨(dú)特特的外觀效果果成就了建筑筑自身的標(biāo)志志性。

圖1重慶國際際馬戲城沿江江效果圖主表演館建筑面面積為218847平方米米，建筑高度度49.788米，座位數(shù)數(shù)1489座座。主表演館館的建筑形態(tài)態(tài)通過兩組空空間曲線生成成兩片相互包包裹的曲面，圍圍合出馬戲劇劇場的主要空空間。內(nèi)側(cè)曲曲面圓潤、飽飽滿，外側(cè)曲曲面舒展平緩緩，自然延伸伸為屋面飄帶帶，與售票亭亭、餐飲、零零售等商業(yè)設(shè)設(shè)施有機(jī)的融融合在一起。圖2重慶國際際馬戲城主表表演館效果圖圖項(xiàng)目挑戰(zhàn)及解決決方案鑒于重慶國際馬馬戲城項(xiàng)目的的復(fù)雜性和重重要性，在設(shè)設(shè)計(jì)合同簽定定時(shí)業(yè)主明確確提出：要求求設(shè)計(jì)單位交交付BIM成成果模型，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是要求模模型能進(jìn)行施施工指導(dǎo)和定定位。北京市市建筑設(shè)計(jì)研研究院有限公公司（簡稱“北北京院”）在在該項(xiàng)目中實(shí)實(shí)現(xiàn)了由方案案設(shè)計(jì)到施工工圖全過程全全專業(yè)的BIIM技術(shù)應(yīng)用用，目前已完完成施工圖設(shè)設(shè)計(jì)。重慶國際馬戲城城項(xiàng)目的技術(shù)術(shù)挑戰(zhàn)包括：：以AutodeeskReevit軟件件為基礎(chǔ)，建建立建筑、結(jié)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電電氣全專業(yè)三三維模型；將CATIA軟軟件建立的參參數(shù)化外幕墻墻模型與AuutodesskRevvit軟件建建立的室內(nèi)模模型整合為一一體，形成完完整的建筑信信息模型；利用三維信息模模型輔助設(shè)計(jì)計(jì)，進(jìn)行各專專業(yè)定性分析析與定量計(jì)算算；利用三維信息模模型與相關(guān)分分包設(shè)計(jì)單位位進(jìn)行技術(shù)配配合?；谝陨咸魬?zhàn)，重重慶國際馬戲戲城項(xiàng)目組建建立了專門的的BIM設(shè)計(jì)計(jì)小組，在初初步設(shè)計(jì)和施施工圖設(shè)計(jì)階階段，完成了了模型建立、復(fù)復(fù)雜空間分析析、功能優(yōu)化化設(shè)計(jì)、幕墻墻優(yōu)化設(shè)計(jì)、管管線綜合設(shè)計(jì)計(jì)等一系列工工作。全專業(yè)BIM模模型在方案設(shè)計(jì)階段段，應(yīng)用Rhhinoceeros軟件件將手工工作作模型快速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)機(jī)模型，并借借助計(jì)算機(jī)模模型對(duì)方案進(jìn)進(jìn)行造型推敲敲、曲面優(yōu)化化、視線分析析、面積控制制，完成由感感性創(chuàng)意到理理性設(shè)計(jì)的回回歸。圖3方案階段段模型在初步設(shè)計(jì)和施施工圖階段，將將CAD圖紙紙導(dǎo)入AuttodeskkReviit軟件中，建建立重慶國際際馬戲城項(xiàng)目目的全專業(yè)模模型。整個(gè)項(xiàng)項(xiàng)目模型分為為建筑結(jié)構(gòu)模模型、設(shè)備模模型（暖通空空調(diào)、給排水水、消防系統(tǒng)統(tǒng)）、電氣模模型（強(qiáng)弱電電橋架）、場場地模型等44個(gè)模型文件件，通過AuutodesskRevvit軟件的的“復(fù)制、監(jiān)監(jiān)視”功能實(shí)實(shí)現(xiàn)各模型之之間的實(shí)時(shí)信信息更新。通通過三維模型型的建立，設(shè)設(shè)計(jì)師能夠直直觀準(zhǔn)確地理理解復(fù)雜的建建筑空間，最最大限度地彌彌補(bǔ)了二維設(shè)設(shè)計(jì)的缺陷和和不足，直接接指導(dǎo)施工，準(zhǔn)準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)計(jì)意圖。

圖4重慶國際際馬戲城主表表演館Revvit模型外幕墻的優(yōu)化與與表達(dá)馬戲城主表演館館外幕墻是復(fù)復(fù)雜的雙軌曲曲線曲面，在在方案深化設(shè)設(shè)計(jì)中，使用用CATIAA軟件建立外外幕墻模型，包包括幕墻金屬屬板、幕墻龍龍骨、結(jié)構(gòu)圈圈梁、弧形結(jié)結(jié)構(gòu)柱等與幕幕墻曲面相關(guān)關(guān)的各項(xiàng)內(nèi)容容，通過Rhhinoceeros軟件件將其導(dǎo)入AAutodeeskReevit模型型，整合為一一個(gè)整體。圖5主表演館館外幕墻模型型圖6-1主結(jié)結(jié)構(gòu)柱模型

圖圖6-2幕幕墻圈梁模型型圖6-3幕墻墻龍骨模型

圖圖6-4幕幕墻模型幕墻模型建立后后，對(duì)曲面平平滑度進(jìn)行分分析，通過不不斷優(yōu)化生成成曲線，最終終獲得無曲率率突變、光滑滑度較高的外外幕墻曲面，并并對(duì)曲面曲率率進(jìn)行分區(qū)間間統(tǒng)計(jì)，為幕幕墻深化提供供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖7曲面曲率率分析根據(jù)建筑外觀效效果，通過斜斜向菱形網(wǎng)格格對(duì)外幕墻曲曲面進(jìn)行劃分分，并通過控控制曲面面板板的最小尺寸寸和最大尺寸寸，由軟件自自動(dòng)完成曲面面劃分，建筑筑師對(duì)多次劃劃分后的外觀觀效果進(jìn)行比比選，確定最最終劃分方式式。圖8對(duì)外幕墻墻曲面進(jìn)行分分格

對(duì)幕墻曲面劃分分后獲得的每每一塊面板都都是雙曲板，并并且沒有兩塊塊面板是完全全一樣的曲面面，若按照劃劃分結(jié)果直接接進(jìn)行面板施施工，將會(huì)使使幕墻造價(jià)異異常高昂。建建筑師通過軟軟件統(tǒng)計(jì)每一一塊曲面板最最高點(diǎn)及角點(diǎn)點(diǎn)到平面的距距離，確定合合理的優(yōu)化程程度，將600%的雙曲板板優(yōu)化為平板板，其余全部部優(yōu)化為單曲曲板，在保證證建筑整體效效果的前提下下，大大降低低了工程造價(jià)價(jià)。圖9將滿足條條件的雙曲面面板優(yōu)化為平平板

利用強(qiáng)大的信息息統(tǒng)計(jì)功能，對(duì)對(duì)每一塊幕墻墻面板進(jìn)行編編號(hào)，并對(duì)其其定位坐標(biāo)、顏顏色、材質(zhì)、開開洞數(shù)量、開開洞尺寸和開開洞位置等信信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)梳理，為指指導(dǎo)施工提供供了可靠的數(shù)數(shù)據(jù)信息。圖10幕墻面面板信息統(tǒng)計(jì)計(jì)表BIM模型輔助助復(fù)雜空間設(shè)設(shè)計(jì)劇場類建筑在觀觀眾席下部、前前廳、舞臺(tái)等等部位會(huì)形成成一些復(fù)雜的的異型空間，此此類空間的合合理性和可利利用性需要借借助三維模型型分析得出結(jié)結(jié)論。馬戲城主表演館館的前廳與觀觀眾廳之間通通過一道弧形形墻進(jìn)行分隔隔，它既是結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件也是是造型元素，同同時(shí)還是主表表演館前廳的的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)。這這道弧形墻的的定位受到多多個(gè)條件的制制約：首先，弧弧形墻在一層層平面的位置置要保證售票票、存衣、零零售空間的合合理寬度；其其次，弧形墻墻在二層空間間的曲線要滿滿足觀眾走廊廊的有效通行行寬度與高度度，避免產(chǎn)生生壓抑感；再再次，弧形墻墻與外幕墻的的交點(diǎn)要位于于屋面結(jié)構(gòu)之之下。借助AAutodeeskReevit模型型能夠同時(shí)生生成多個(gè)平面面與剖面的特特點(diǎn)，建筑師師能夠快速準(zhǔn)準(zhǔn)確地獲得滿滿意的曲面定定位，保證前前廳最終的空空間效果。圖11主表演演館前廳弧墻墻模型圖12主表演演館前廳弧墻墻限制條件--1（弧形墻在一層層平面的位置置要保證售票票、存衣、零零售空間的合合理寬度）圖圖12主表表演館前廳弧弧墻限制條件件-2（弧形墻在二層層空間的曲線線要滿足觀眾眾走廊的有效效通行寬度與與高度）圖112主表演演館前廳弧墻墻限制條件--3（弧形墻墻與外幕墻的的交點(diǎn)要位于于屋面結(jié)構(gòu)之之下）在方案深化過程程中，結(jié)構(gòu)、設(shè)設(shè)備、電氣等等專業(yè)需要應(yīng)應(yīng)用各自專業(yè)業(yè)的分析軟件件對(duì)建筑方案案進(jìn)行定性分分析與定量計(jì)計(jì)算，BIMM模型能夠與與其他專業(yè)軟軟件進(jìn)行文件件格式轉(zhuǎn)換，模模型中所攜帶帶的大量信息息數(shù)據(jù)也能夠夠與其他軟件件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共共享，避免了了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過過程中各專業(yè)業(yè)要多次建立立各種文件格格式建筑模型型的重復(fù)性工工作，提高了了設(shè)計(jì)師的工工作效率。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中借助助AutoCCAD將AuutodesskRevvit模型導(dǎo)導(dǎo)入Flueent軟件，對(duì)對(duì)建筑進(jìn)行風(fēng)風(fēng)荷載數(shù)值模模擬，確定實(shí)實(shí)際風(fēng)壓分布布，為結(jié)構(gòu)和和幕墻設(shè)計(jì)提提供準(zhǔn)確依據(jù)據(jù)。同時(shí)應(yīng)用用SAP20000、Miidas等結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件件，對(duì)建筑主主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行行結(jié)構(gòu)變形分分析，根據(jù)計(jì)計(jì)算結(jié)果修正正AutoddeskRRevit模模型，為建筑筑和機(jī)電專業(yè)業(yè)的深化設(shè)計(jì)計(jì)提供條件。復(fù)雜結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)采采用CATIIA建模，將將CATIAA模型導(dǎo)入AANSYSWorkbbench14進(jìn)行節(jié)節(jié)點(diǎn)分析，根根據(jù)計(jì)算結(jié)果果進(jìn)行節(jié)點(diǎn)三三維放樣，對(duì)對(duì)二維設(shè)計(jì)進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化。以以屋架鋼架節(jié)節(jié)點(diǎn)為例，在在三維放樣模模型中進(jìn)行了了五項(xiàng)內(nèi)容的的優(yōu)化：一是是將原設(shè)計(jì)的的一個(gè)支座修修改為兩個(gè)支支座，方便鋼鋼結(jié)構(gòu)加工，同同時(shí)傳力更清清晰；二是優(yōu)優(yōu)化灌漿孔位位置和尺寸；；三是修改埋埋件角鋼形狀狀和數(shù)量以利利穿筋；四是是修改穿筋形形式，將整段段箍筋分成22段，方便施施工；五是優(yōu)優(yōu)化鋼筋彎折折形式并調(diào)整整鋼筋排布和和規(guī)格。圖13屋面鋼鋼架節(jié)點(diǎn)三維維放樣模型消防設(shè)計(jì)中利用用AutoddeskRRevit模模型模擬多個(gè)個(gè)標(biāo)高的消防防水炮保護(hù)范范圍，校核水水炮放置位置置，利用最少少數(shù)量的消防防水炮實(shí)現(xiàn)最最大范圍的保保護(hù)。圖14消防水水炮保護(hù)范圍圍模擬主表演館觀眾廳廳與舞臺(tái)之間間無物理分隔隔，需要借助助舞臺(tái)馬道的的構(gòu)造布置照照明燈具。借借助AutoodeskRevitt模型準(zhǔn)確的的空間數(shù)據(jù)信信息，采用CCalcuLLuxArrea照明設(shè)設(shè)計(jì)軟件對(duì)觀觀眾廳進(jìn)行分分析，得出合合理的燈具布布置及燈具設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)。管線綜合設(shè)計(jì)與與碰撞檢查管管線綜合設(shè)計(jì)計(jì)與碰撞檢查查的目的是避避免碰撞，解解決各專業(yè)間間的沖突，明明確管線標(biāo)高高以及輔助確確定施工順序序等。傳統(tǒng)二二維設(shè)計(jì)中的的管線綜合設(shè)設(shè)計(jì)是通過繪繪制關(guān)鍵點(diǎn)剖剖面圖進(jìn)行各各專業(yè)間的協(xié)協(xié)調(diào)，而在三三維設(shè)計(jì)中則則可以利用BBIM模型直直接反映各專專業(yè)條件，利利用AutoodeskNavissworkss軟件進(jìn)行碰碰撞檢查，使使得進(jìn)行管線線綜合設(shè)計(jì)的的效率大大提提升。馬戲城主表演館館的機(jī)電用房房主要集中在在地下一層與與地下二層，涉涉及到的機(jī)電電管線包括通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)、空調(diào)水系系統(tǒng)、給排水水系統(tǒng)、消防防水系統(tǒng)、強(qiáng)強(qiáng)弱電系統(tǒng)等等。利用三維維模型進(jìn)行碰碰撞檢查時(shí)會(huì)會(huì)產(chǎn)生大量碰碰撞錯(cuò)誤，為為使碰撞檢查查結(jié)果清晰明明確，對(duì)土建建結(jié)構(gòu)與機(jī)電電系統(tǒng)、機(jī)電電系統(tǒng)之間分分別進(jìn)行碰撞撞檢查?！坝灿才鲎病奔磿r(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整和和修改，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)管道所進(jìn)進(jìn)行的列表說說明無需在圖圖紙中表示出出來，便于下下一步指導(dǎo)施施工。圖15-1地地下一層結(jié)構(gòu)構(gòu)梁與空調(diào)風(fēng)風(fēng)管碰撞

圖15--2地下一一層空調(diào)風(fēng)管管與電氣橋架架碰撞應(yīng)用BIM模型型進(jìn)行外部配配合作為大型型綜合性劇場場項(xiàng)目，重慶慶國際馬戲城城在施工圖完完成過程中需需要進(jìn)行消防防性能化設(shè)計(jì)計(jì)、節(jié)能審查查、舞臺(tái)機(jī)械械設(shè)計(jì)、園林林設(shè)計(jì)、內(nèi)部部精裝修設(shè)計(jì)計(jì)等專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)，這些專項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)由專業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)公司配配合完成，而而設(shè)計(jì)單位提提供的BIMM模型能夠?yàn)闉閷ｍ?xiàng)深化設(shè)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確確的數(shù)據(jù)條件件，使專項(xiàng)設(shè)設(shè)計(jì)能夠快速速展開，并與與設(shè)計(jì)單位密密切配合。由于主表演館的的觀眾區(qū)與舞舞臺(tái)區(qū)無法進(jìn)進(jìn)行分隔，設(shè)設(shè)計(jì)單位委托托公安部四川川消防研究所所（“川消所所”）進(jìn)行消消防性能化設(shè)設(shè)計(jì)。川消所所使用火災(zāi)情情況模擬軟件件DFS和疏疏散模擬軟件件STEPSS對(duì)主表演館館進(jìn)行火災(zāi)模模擬和疏散分分析，需要設(shè)設(shè)計(jì)方提供準(zhǔn)準(zhǔn)確的建筑三三維模型。設(shè)設(shè)計(jì)方將AuutodesskRevvit模型導(dǎo)導(dǎo)出為.dxxf文件，利利用Pyroosim軟件件與DFS軟軟件實(shí)現(xiàn)無縫縫對(duì)接，配合合川消所完成成了消防性能能化設(shè)計(jì)。圖16-1..dxf文件件直接導(dǎo)入PPyrosiim工具圖16-2添添加火災(zāi)參數(shù)數(shù)條件生成..fds文件件進(jìn)行模擬計(jì)計(jì)算圖16-3火火災(zāi)模擬及煙煙氣分析成果果馬戲劇場中舞臺(tái)臺(tái)機(jī)械較普通通劇場更為復(fù)復(fù)雜，舞臺(tái)區(qū)區(qū)上方除常規(guī)規(guī)馬道外還需需要設(shè)置與表表演區(qū)和觀眾眾區(qū)大小相同同的多層?xùn)彭旐?，以及表演演需要的多處處飛行器設(shè)施施。這些舞臺(tái)臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)與與建筑主體結(jié)結(jié)構(gòu)聯(lián)系緊密密，而馬戲城城主表演館內(nèi)內(nèi)部空間和屋屋頂鋼結(jié)構(gòu)體體又較為復(fù)雜雜，舞臺(tái)機(jī)械械設(shè)計(jì)方需要要多個(gè)非樓層層標(biāo)高平面和和多個(gè)位置的的剖面才能將將舞臺(tái)機(jī)械的的設(shè)計(jì)內(nèi)容表表達(dá)清楚。設(shè)設(shè)計(jì)單位利用用AutoddeskRRevit模模型可以隨時(shí)時(shí)剖切出不同同標(biāo)高的平面面和不同位置置的剖面，滿滿足舞臺(tái)機(jī)械械設(shè)計(jì)需求，并并提供相應(yīng)角角度的剖透視視幫助舞臺(tái)機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)方理理解空間關(guān)系系。圖17-1提提供給舞臺(tái)機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)方的的剖