月亮灣培訓(xùn)中心BIM設(shè)計與全生命周期

客戶成功案例第二炮兵工程設(shè)計研究院客戶成功案例第二炮兵工程設(shè)計研究院公司名稱第二炮兵工程設(shè)計研究院項目地址中國，大連應(yīng)用軟件AutodeskAutoCADAutodeskRevitArchitectureAutodeskRevitMEPAutodeskRevitStructureAutodeskNavisworksAutodeskCivil3DAutodeskInfraworksAutodeskEcotectAutodeskVasariAutodesk3dsMax

一輪美麗明亮的海灣月亮月亮灣培訓(xùn)中心BIM設(shè)計與全生命周期BIM應(yīng)用研究圖1月亮灣培訓(xùn)中心效果圖BIM全過程信息手段的利用，特別是BIM模型信息的關(guān)聯(lián)、一致和完備特性，為解決工程領(lǐng)域廣泛存在的信息分散、工作重復(fù)、管理粗放問題，提供了理論和基本技術(shù)支撐，工程全生命周期信息的傳遞和流轉(zhuǎn)是BIM的最大價值所在?！狟IM技術(shù)研究與發(fā)展中心第二炮兵工程設(shè)計研究院第二炮兵工程設(shè)計研究院是擁有多項國家甲級資質(zhì)的工程勘察設(shè)計單位，設(shè)置建筑、結(jié)構(gòu)、人防、暖通、給排水、環(huán)境、供配電、計算機應(yīng)用開發(fā)等二十多個專業(yè)，擁有工程院院士一名，博士后流動工作站一個。建院以來，我院設(shè)計完成了一大批重要的工程項目，其中百余項獲國家金質(zhì)獎、銀質(zhì)獎和優(yōu)秀工程設(shè)計獎。我院大力開展科技創(chuàng)新，獲國家科技進步獎、軍隊級科技進步獎共200余項，獲國家發(fā)明專利70余項。我院秉承“博學(xué)篤志，求實創(chuàng)新BIM全過程信息手段的利用，特別是BIM模型信息的關(guān)聯(lián)、一致和完備特性，為解決工程領(lǐng)域廣泛存在的信息分散、工作重復(fù)、管理粗放問題，提供了理論和基本技術(shù)支撐，工程全生命周期信息的傳遞和流轉(zhuǎn)是BIM的最大價值所在?！狟IM技術(shù)研究與發(fā)展中心第二炮兵工程設(shè)計研究院項目概況月亮灣培訓(xùn)中心項目依山傍海，是一個集旅游、會議、療養(yǎng)、培訓(xùn)四大功能于一體的綜合性度假休閑區(qū)，采用現(xiàn)代風(fēng)格，創(chuàng)意為大海中乘風(fēng)破浪的帆船，整體造型渾然一體，新穎獨特，具有海濱建筑特色。規(guī)劃用地形狀不規(guī)則，近似三角形，被一條沿?？h級公路由西側(cè)穿過用地，將用

地劃分為兩個地塊，南側(cè)鄰近海灘，北側(cè)、西側(cè)為丘陵，東側(cè)為海參種苗場，總用地面積23570平方米，總建筑面積24945平方米，地上9層、地下1層，由主樓和裙房兩部分組成；四層至九層主要為客房，共有客房100套；三層為會議區(qū)；一、二層主要設(shè)有大堂、康樂用房和餐廳；地下室部分設(shè)有游泳池、設(shè)備機房、中心廚房。當?shù)貙倥瘻貛ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫10℃，年降水量642.7毫米，無霜期250～300天。項目特點該項目從勘察選址開始，服務(wù)貫穿工程整個生命周期；簡約而不失特點，體現(xiàn)建筑、環(huán)境、人文三者的統(tǒng)一；實現(xiàn)精細化設(shè)計，信息化管理。圖2項目BIM實施規(guī)劃遵循BIM全生命周期管理理念，項目實施伊始，我們規(guī)劃了完整的BIM實施方案，實現(xiàn)BIM全過程綜合應(yīng)用。該方案以歐特克公司BIM軟件平臺為核心，以及自主研發(fā)軟件和接口，實現(xiàn)BIM信息的順暢流轉(zhuǎn)?？辈祀A段BIM應(yīng)用勘察階段以AutodeskCivil3D軟件為核心，實現(xiàn)GIS平臺、BIM平臺數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)應(yīng)用。圖3勘察階段數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)備選區(qū)域篩選：在GIS軟件中對三個備選區(qū)域的人文、環(huán)境、交通進行宏觀綜合對比，確定項目選址區(qū)域目標；圖4區(qū)域篩選備選點位篩選：使用我們自主研發(fā)的輔助勘察系統(tǒng)導(dǎo)出目標區(qū)域數(shù)據(jù)，在Infraworks復(fù)原地理要素，并對目標區(qū)域進行朝向、交通、高程、坡度等因素的綜合分析，確定項目選址目標地塊；圖5點位篩選分析

擬選場地分析：采用無人機航測技術(shù)對目標地塊實施測繪，獲得高精度地形數(shù)據(jù)，在航測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，在AutodeskCivil3D中對目標地塊進行詳細地形、水文分析，為項目規(guī)劃提供技術(shù)支撐。圖6場地分析場地初步設(shè)計：在AutodeskCivil3D軟件中完成數(shù)據(jù)處理和場地初步設(shè)計，并創(chuàng)建地形三維模型，為總圖設(shè)計、綠建分析、環(huán)境設(shè)計、施工場地布置等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。圖7場地設(shè)計建筑設(shè)計階段BIM應(yīng)用建筑設(shè)計以AutodeskRevit軟件為核心，配合多款分析、模擬、算量軟件實現(xiàn)方案比選、建筑建模、設(shè)計優(yōu)化、出圖算量四個階段的信息流轉(zhuǎn)。方案比選：依據(jù)方案創(chuàng)建體量，并導(dǎo)入根據(jù)測繪地形圖，結(jié)合山形地貌，在AutodeskCivil3D中進行相應(yīng)的場地平整與設(shè)計，將平整后的場地轉(zhuǎn)化為三維曲面，生成三維數(shù)字地形數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入AutodeskEcotectAnalysis結(jié)合方案體量模型形成完整分析模型，進行綠建分析。

圖8分析模型根據(jù)對當?shù)厝隁庀髷?shù)據(jù)、焓濕圖分析，發(fā)現(xiàn)自然通風(fēng)、遮陽、蓄熱性材料以及自然采光是比較有效的被動式措施。根據(jù)預(yù)測，應(yīng)用上述被動式措施后，夏季的舒適度范圍可增加50%以上，有效地節(jié)約了能源的供給，我們在設(shè)計中充分貫徹了上述措施。圖9典型氣象年數(shù)據(jù)分析圖10焓濕圖被動式策略分析風(fēng)環(huán)境分析：通過人行區(qū)室外風(fēng)速分布、室外風(fēng)跡線分布、建筑表面風(fēng)壓分析，得出：方案一，由于沒有較為完整的場地，導(dǎo)致室外風(fēng)速整體偏低，同時渦流區(qū)比例較高；方案二，西側(cè)建筑轉(zhuǎn)角局部風(fēng)速偏高，同時場地中心部位有明顯渦流區(qū)，影響室外活動；方案三，南側(cè)主要活動場地上風(fēng)速分布理想，沒有明顯的渦流區(qū)，風(fēng)速較小的區(qū)域均位于建筑北側(cè)，不影響主要活動場地，同時建筑表面壓差分布合理，利于建筑自然通風(fēng)。日照分析：通過冬至日陰影范圍分析，可以發(fā)現(xiàn)方案一場地上的陰影較多，而方案二建筑立面上的陰影較多，方案三則相對較為均衡，有效地保證了冬季場地和立面上的日照。海景視角分析：我們將海面作為目標，分析了建筑南立面對于海面的可視范圍，以此評估建筑方案的海景景觀效果。通過分析可發(fā)現(xiàn)實施方案具有最大的海景可視范圍，為客房的入住使用者提供了更好的景觀環(huán)境。采光分析：針對客房標準層，模擬了夏至日晴天的正午時的室內(nèi)采光，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，方案一整體采光效果較弱，方案二部分東側(cè)的客房由于自遮擋，采光效果稍差，方案三大部分客房都取得了相對良好的室內(nèi)自然采光效果。圖11風(fēng)跡線分布圖12日照分析圖13視角分析

圖14采光分析根據(jù)分析結(jié)果，我們選定方案三作為終選方案，建筑采用白色鋁板作為外裝修材料，配合周圍的青山、碧海環(huán)境，結(jié)合建筑的造型，力求表現(xiàn)一個“青山、碧海、白帆”的美麗畫卷。然后我們根據(jù)該方案開始建模。風(fēng)環(huán)境分析日照分析海景視角分析采光分析方案一中差差差方案二差好中中方案三好中好好建筑建模：依據(jù)國家制圖標準規(guī)范的要求，結(jié)合我院實際，針對標高樣式、尺寸標注樣式、文字樣式、線型線寬線樣式、對象樣式等進行深化，制定出AutodeskRevit樣板文件；依據(jù)方案體量，在AutodeskRevit中建立軸網(wǎng)標高體系，結(jié)合包含建筑信息的三維構(gòu)件，進行建筑模型的搭建。將PKPM當中的結(jié)構(gòu)計算模型，導(dǎo)入到AutodeskRevit模型中，對結(jié)構(gòu)模型進行信息完善，并將二者完美的結(jié)合在統(tǒng)一模型中，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)同化設(shè)計。圖15建筑模型在建筑結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，將管線模型連接到協(xié)同中心文件，在此基礎(chǔ)上，進行精細化設(shè)計。

圖16精細化設(shè)計設(shè)計優(yōu)化項目設(shè)計通過對三維模型進行平面布直觀把握設(shè)計信息優(yōu)化房間布局電梯數(shù)量位置客房數(shù)量消防樓梯房間合理性。圖17平面分析針對裙房會議活動區(qū)人員密集房間，利用Revit信息模型，通過模擬分析，合理布設(shè)疏散口與疏散路徑，縮短人員逃生時間，提高安全度；對設(shè)計方案進行疏散模擬，得出結(jié)論，在裙房處增設(shè)室外樓梯，既可較大幅度提高疏散效率，又豐富了建筑物立面造型。圖18消防疏散分析出圖算量：依照國家制圖標準規(guī)范要求，利用BIM模型，統(tǒng)計構(gòu)件明細，輸出工程圖紙； 圖19建筑施工圖紙利用綜合算量軟件GCL，導(dǎo)出Revit數(shù)據(jù)，完成幕墻、門窗、隔墻等構(gòu)配件建筑算量；圖20建筑算量結(jié)構(gòu)設(shè)計階段BIM應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計以AutodeskRevit軟件為平臺，多款軟件配合實現(xiàn)結(jié)構(gòu)計算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、BIM建模、結(jié)構(gòu)算量四個階段的信息流轉(zhuǎn)；結(jié)構(gòu)計算：使用PKPM軟件，進行工程的主體受力構(gòu)件的三維建模，并進行主體構(gòu)件的受力模擬，完成工程主體的結(jié)構(gòu)計算。圖21彈性計算結(jié)構(gòu)優(yōu)化：項目設(shè)計考慮罕遇強震，將PKPM模型及配筋信息建立結(jié)構(gòu)三維有限元模型，并通過質(zhì)量、三階模態(tài)驗證模型的準確性。

圖22有限元模型通過有限元彈塑性分析，發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)剪力墻受壓損傷較大，說明罕遇地震下結(jié)構(gòu)雖然不至于倒塌，但破壞嚴重；設(shè)置消能連梁后結(jié)構(gòu)對應(yīng)部位的累積受壓損傷比未設(shè)置前減小很多，說明消能連梁起到了很好的消能減震作用；因此增設(shè)消能連梁，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高抗震性能。圖23消能連梁優(yōu)化AutodeskRevit中直接生成含有配筋信息的結(jié)構(gòu)BIM模型，并與建筑模型合并形成完整的土建BIM模型。圖24土建模型出圖算量：在AutodeskCAD中完成柱、梁、墻、板的施工圖繪制；

圖25結(jié)構(gòu)施工圖紙導(dǎo)出AutodeskRevit數(shù)據(jù)，利用土建算量軟件GCL，完成結(jié)構(gòu)土建算量；利用鋼筋算量軟件GGJ，完成鋼筋算量；圖26鋼筋算量管線設(shè)計階段BIM應(yīng)用設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計：項目在AutodeskRevit平臺上以協(xié)同方式完成給排水、暖通、噴淋、消防的協(xié)同設(shè)計。圖27設(shè)備模型針對機房、衛(wèi)生間等設(shè)備集中區(qū)域?qū)嵤┚毣＃毣到y(tǒng)設(shè)計成果，構(gòu)建完善的設(shè)備體系，為安裝施工、設(shè)備運行提供技術(shù)保障。圖28精細化設(shè)計設(shè)備綜合優(yōu)化：除設(shè)計期間即時碰撞檢查外，使用AutodeskNavisworks平臺的檢查功能，按照專業(yè)規(guī)則逐一解決碰撞問題。圖29碰撞檢查前置施工運維要求保留適當AutodeskRevit。圖30管線空間優(yōu)化模型交付階段BIM應(yīng)用在AutodeskRevit平臺上完成設(shè)計成果的模型集成交付，為全生命周期BIM應(yīng)用提供信息基礎(chǔ)；圖31模型集成交付

在AutodeskInfraworks。圖32數(shù)字集成交付在虛擬現(xiàn)實平臺上完成全比例地形與建筑的虛擬集成交付，展示設(shè)計成果，驗證設(shè)計效果。圖33虛擬集成交付施工階段BIM應(yīng)用施工階段BIM應(yīng)用依托清華4D-BIM系統(tǒng)，繼承設(shè)計階段BIM模型，實現(xiàn)施工過程4D模擬及施工期間的信息、場地、進度、資源管理。信息管理：通過IFC接口，導(dǎo)入完整的設(shè)計BIM信息模型，并添加進度信息、資源信息等，通過4D-BIM的WBS分解，形成完整的施工BIM模型。施工全過程對土建施工信息、設(shè)備安裝信息進行及時錄入和管理，在完工后形成完備的全專業(yè)竣工模型。圖34土建信息管理

場地管理：使用系統(tǒng)提供的場地工具進行3D施工場地布置，并定義施工設(shè)施的4D屬性。圖35場地設(shè)施布設(shè)過程模擬將WBS節(jié)點及其進度信息與相應(yīng)3D構(gòu)3D結(jié)合的方式表現(xiàn)施工進度實施施工過程的4D可。。圖36施工過程模擬進度管理：施工過程中，利用系統(tǒng)功能進行進度追蹤、前置任務(wù)及后置任務(wù)分析，對施工過程進行動態(tài)的綜合信息進度管理。通過對比計劃進度與實際進度，查找分析制約計劃進度的因素，綜合統(tǒng)籌人力、機械資源，保障工程如期完成。圖37施工進度管理客戶成功案例第二炮兵工程設(shè)計研究院客戶成功案例第二炮兵工程設(shè)計研究院資源管理：系統(tǒng)將4D施工模型與施工資源有機結(jié)合，應(yīng)用工程量清單計價法建立了可設(shè)置多套定額的資源模板，隨時計算任意指定的WBS節(jié)點或3D流水段及構(gòu)件的工程量，及其人力、材料、機械消耗量和相應(yīng)的預(yù)算成本，根據(jù)上述計算結(jié)論準確調(diào)配施工資源。按照施工進度以及工序資源模板計算資源和成本隨時間的分布情況，實現(xiàn)施工資源相對施工進度的動態(tài)管理。

運營管理：BIM信息與運維數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)BIM信息在物業(yè)運營過程中的應(yīng)用。業(yè)主方使用的物業(yè)管理系統(tǒng)可直接利用物業(yè)信息數(shù)據(jù)庫中建筑設(shè)計信息，建立物業(yè)管理的基礎(chǔ)模型和管理信息中的基礎(chǔ)構(gòu)建信息，并將其與使用運維過程中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)BIM信息在物業(yè)運營過程中的應(yīng)用。系統(tǒng)在集成了自動化控制中相應(yīng)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)后，可根據(jù)業(yè)主要求定制相關(guān)統(tǒng)計功能，為項目管理提供數(shù)據(jù)支持。圖38工程量計劃實際對比與按時間節(jié)點分布統(tǒng)計運維階段BIM應(yīng)用針對運維期間管理特點和要求，我們開展了基于BIM的運維管理研究，并初步完成了項目信息、運營、機電和資料管理系統(tǒng)開發(fā)。圖39綜合運營管理系統(tǒng)IFC，控數(shù)據(jù)提高信息使效率基于運維BIM模型機電管理資料管理等軟件系統(tǒng)結(jié)合業(yè)主日在運維階段繼續(xù)補充數(shù)據(jù)最。

圖40運營管理平臺機電管理：將機電設(shè)備的運行信息與BIM模型相結(jié)合，實現(xiàn)機電設(shè)備信息的管理功能。利用設(shè)計、施工和運維階段積累的設(shè)備信息，建立項目所有設(shè)備的邏輯結(jié)構(gòu)，將建筑內(nèi)的自動化控制設(shè)備的信息經(jīng)過相應(yīng)處理，與物業(yè)信息數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備信息相結(jié)合，在繼承設(shè)備三維信息和性能數(shù)據(jù)的同時，建立全體設(shè)備的邏輯結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多途徑、高效的設(shè)備信息智能化管理。通過系統(tǒng)可快速建立故障路由，方便管理者及時有效的處理突發(fā)事件。圖41機電管理平臺資料管理：系統(tǒng)集成了設(shè)備操作文件、培訓(xùn)文檔、圖紙等資料，建立知識庫，為工作人員在操

BIM技術(shù)改變設(shè)計模式，BIM技術(shù)改變設(shè)計模式，提升設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)信息共享，提升生產(chǎn)效率，創(chuàng)新管理手段，促進節(jié)約環(huán)保；BIM設(shè)計方式的三維化、過程的協(xié)同化、驗證的智能化使傳統(tǒng)二維設(shè)計時代難以克服的一些頑疾得以解決，可視化手段方便了多方交流，推動了工程設(shè)計精細化、創(chuàng)新性發(fā)展?！狟IM技術(shù)研究與發(fā)展中心第二炮兵工程設(shè)計研究院結(jié)語BIM為精細化、創(chuàng)新性設(shè)計創(chuàng)造了條件BIM設(shè)計方式的三維化、過程的協(xié)同化、驗證的智能化使傳統(tǒng)二維設(shè)計時代難以克服的一些頑疾得以解決，可視化手段方便了多方交流，推動了工程設(shè)計精細化、創(chuàng)新性發(fā)展。BIM全生命周期信息的傳遞和流轉(zhuǎn)是BIM的最大價值所在BIM全過程信息手段的利用，特別是BIM模型信息的關(guān)聯(lián)、一致和完備特性，為解決工程領(lǐng)域廣泛存在的信息分散、工作重復(fù)、管理粗放問題，提供了理論和基本技術(shù)支撐，也是BIM技術(shù)最大價值所在。BIM工具有待提高，實施環(huán)境亟待完善硬件和軟件是BIM實施的基礎(chǔ)環(huán)境，不無遺憾的是目前在信息傳遞、實時圖形表達等方面還不足以支撐所有任務(wù)的順利完成，同時，建筑行業(yè)傳統(tǒng)觀念、體制機制、利益分配也在一