BIM技术在大型项目中的深化设计、协同管理案例分享

BIM技术在大型项目中的深化设计、协同管理案例分享BIM.InternationalCompetitionfortheNationalMaritimeMuseum,OFChina,Tianjin.天津市建筑设计院TIANJINARCHITECTUREDESIGNINSTITUTE1.项目简介•建立于20世纪。世界上最早的海洋博物馆。背山面海，透过正厅的巨型玻璃，可以看见浩瀚的地中海，里面陈列着从古至今的渔船模型，以及各种海兽海鱼的骨骼标本，以及各种各样的捕鱼工具，各种观赏鱼等，把科学性，艺术性有机交融，在国际上享有声誉。摩洛哥海洋博物馆•韩国首座海洋综合博物馆。国立海洋博物馆共分四层。展示馆由航海船舶、海洋历史人物、海洋文化、海洋产业、海洋科学、海洋领土、海洋生物、海洋体验和儿童博物馆9个常设展示馆和1个企划展示馆组成。博物馆内还陈列有实物的1/2规格的朝鲜通信史船复原件。建有一个4D影像馆，可以体验4D立体海洋世界韩国国立海洋博物馆世界/国家海洋博物馆建筑发展背景国家海洋博物馆项目简介英国国家海事博物馆澳大利亚国家海洋博物馆世界/国家海洋博物馆建筑发展背景国家海洋博物馆项目简介位于英国伦敦格林威治区，由三座相连的馆址组成：海事陈列馆、皇家天文台和建于17世纪的皇后之屋（Queen'sHouse）。国家海事博物馆坐落在景色优美、建筑迷人的格林威治世界海事遗产遗址之上，本初子午线和伦敦唯一的天文台就在这里。博物馆分室内和室外两部部，拱顶的馆内可满足从美洲杯帆船到船船模型多样化的展览。室外展示着记载澳大利亚海洋历史的工艺品。博物馆面对现有的港口，寓意新、老海事的连接关系。党中央和国务院高度重视国家海洋博物馆建设。2008年2月国务院批准的《国家海洋事业发展规划纲要》中已将建设国家海洋博物馆列入其中。建设海洋强国；全面提升我国文化国力，提高全民族海洋意识与素质；填补我国综合性海洋博物馆空白，自立于世界民族之林；有效保护海洋文物，充分发挥其社会作用国家海洋博物馆建设背景国家海洋博物馆项目简介•我国首座国家级、综合性、公益性的海洋博物馆，建成后将展示海洋自然历史和人文历史，成为集收藏保护、展示教育、科学研究、交流传播、旅游观光等功能于一体的国家级爱国主义教育基地、海洋科技交流平台和标志性文化设施。成为国家最高水平、国际一流的海洋自然和文化遗产保存、展示和研究中心。中国的海事与海洋进化史投射至世界让中国与世界能够赏析彼此的海洋历史成为完整城市规划中的高潮与海洋公园优雅地结合，与渤海湾亲昵地拥抱天津市海洋博物馆简介国家海洋博物馆项目简介选址:天津市滨海新区滨海旅游区内用地现状:填海造陆区域。按照馆园结合的发展理念，在选址区域对海洋文化公园、博物馆及其预留发展建设用地进行统一规划；按项目建议书确定建设规模的国家海洋博物馆将一次设计，分期开馆，逐步完善。天津市海洋博物馆简介国家海洋博物馆项目简介总建筑面积:80000平方米其中:公众服务区11396平方米教育交流区5157平方米陈列展览区39275平方米文保技术与业务研究区3586平方米藏品库房区13199平方米业务办公区3921平方米附属配套区3466平方米同步实施室外陆地展场和海上展场，以及海洋文化广场、道路、停车场地及园林景观绿化等室外工程。天津市海洋博物馆简介国家海洋博物馆项目简介世界建筑节WorldArchitectureFestival2013•2013年度世界(未来项目)建筑奖(总年度大奖)•2013年世界(未来项目)文化建筑奖•2013年度最佳竞赛设计奖三个奖项。天津市海洋博物馆简介国家海洋博物馆项目简介2.项目难点各专业项目难点建筑专业结构专业设备专业•非线性意向的形体有理化•双曲面表皮近似展平划分•太阳能集热板的朝向及摆放位置,保证采光屋面采光效果•由于此项目为博物馆项目，其使用年限，防震烈度等要求均高于普通项目•非线性建筑结构体系复杂•满足建筑形体要求，端部结构悬挑过大•由于建筑外形的特殊性，弧形的建筑屋面上有一层装饰屋面，雨水口的设置，以及雨水管道的设置都有较大的难度•非线性空间空调流畅控制•玻璃屋面非线性大空间负荷计算•管道庞杂，走向多变非线性建筑空间管综有难度EcotectIESRhino通过多种软件平台解决项目难点项目难点解决方案3.BIM在非线性建筑设计中的应用方法非线性建筑设计中BIM的应用Level1Level4BaseData形体表皮有理化Level2结构体系深化Level3规划创意分析方案形体分析设计技术分析建筑设计整合绿色建筑优化建筑方案演化IAO体系InformationAnalysisOptimizationInformation·信息收集Optimization·优化BIMAnalysis·分析4.非线性建筑设计中的BIM应用模型生长Level1Level2Level3Level4BaseDataBaseData生长为Level1Information:获取场地地形数据，梳理所有设计依据及限制条件，并将设计概念形体整合在模型中。Analysis:针对场地、功能、流线以及绿色建筑设计理念对设计概念的合理性进行分析。Optimization:以分析结果为依据对概念模型进行比选和优化形成Level1模型非线性建筑设计中的BIM应用BaseData生长为Level1Information:通过已有地形图获取场地的基础信息，并以此为基础建立三维地形模型，并梳理建筑功能要求、规划限制条件、场地自然环境信息，将其作为设计的约束条件对方案进行设计。场地基础信息梳理BaseData生长为Level1Analysis:以场地基础信息作为依据，结合建筑创意进行方案创作。提出概念方案1BaseData生长为Level1Analysis:序号项目单位指标1规划可用地面积平方米1500002总建筑面积平方米115000其中公众服务区平方米11396教育交流区平方米5157陈列展览区平方米39275文保技术与业务研究区平方米3586藏品库房区平方米13199业务办公区平方米3921附属配套区平方米34663容积率—0.764建筑密度%23.675绿地率%40.46绿地面积平方米606007道路广场面积平方米594608机动车停车位个4629非机动车停车位个172810卸货泊位个311大巴车停车位个24通过Revit和Infraworks对建筑和场地进行整合，高效提取相应的技术经济指标。以数据和设计师的动态感受综合分析方案合理性。设计信息的整合及提取BaseData生长为Level1Analysis:自遮挡分析日照分析风压分析风速分析对方案1进行日照分析、以及流体力学分析，在设计最初阶段加入绿色建筑概念，提出形体优化建议。方案体块分析BaseData生长为Level1Analysis:以上述分析为依据得出方案1存在的问题：1.广场与主入口布置未结合2.参观流线过长3.建筑形象缺乏力量感、不够精彩4.方案形体不满足可持续设计需求BaseData生长为Level1Optimization:总规模展览用房藏品库办公用房调整前11.5万590002600030000调整后8万378001020032000增减-3.5万-21200-15800+20011.5万二期建造(4.8)一期建造(6.7)藏品库区1.32陈列展览区3.68办公研究区1.7陈列展览区3.5办公研究区1.38万同期建造(6.7)藏品库区1.02陈列展览区3.78办公研究区3.2•规模及面积构成调整•分期调整结合业主对建筑规模需求的变化，对方案进行调整和深化。BaseData生长为Level1Optimization:以方案1的概念为基础，结合提出的问题对方案进行优化设计，得出方案2。BaseData生长为Level1Optimization:序号项目单位指标1规划可用地面积平方米1500002总建筑面积平方米80000其中公众服务区平方米11396教育交流区平方米5157陈列展览区平方米39275文保技术与业务研究区平方米3586藏品库房区平方米13199业务办公区平方米3921附属配套区平方米34663容积率—0.534建筑密度%19.965绿地率%40.46绿地面积平方米606007道路广场面积平方米594608机动车停车位个4629非机动车停车位个172810卸货泊位个311大巴车停车位个24优化方案信息整合及提取BaseData生长为Level1Optimization:在绿建概念上继承方案1的优点，并优化场地气流组织。以Revit模型为基础，交付分析软件验证优化结论。模型生长Level1Level2Level3Level4BaseDataLevel1生长为Level2Information:继承Level1方案设计的意向形体，并以此作为依据对形体的有理化设计做为依据。Analysis:提取意向形体中关键定位线及参数，并根据形体有理化对断面进行优化，作为形体有理化的形体形成特征。Optimization:将优化的形体断面重新生成建筑形体获得Level2模型，并指导后续设计。非线性建筑设计中的BIM应用Level1生长为Level2Information:建筑形体的继承由Level1模型继承建筑概念形体，以此作为依据进行形体有理化设计。Analysis:Level1生长为Level2Analysis:Level1生长为Level2分析放样截面转角处半径变化将形体截面有理化，保证每条曲线均有参数驱动Analysis:Level1生长为Level2将调整之后的截面，作为优化形体放样依据Analysis:Level1生长为Level2对放样生成形体进行曲率分析，发现形体中G0级别连续运用参数化手段，将形体切片截面扇形排布，实现曲率连续的并加强非线性元素Optimization:Level1生长为Level2曲率及截面优化后形体生成Level1Level3Level4BaseDataLevel2模型深化Information:梳理Level2模型成果，并将表皮拆分，导入分析软件进行表皮深化。Analysis:1.以Level2形体模型为基础划分不同的表皮形式，对其结果进行分析比选，获得合理的表皮形式；2.进一步分析并完善表皮组合策略。Optimization:将分析结果作为深化原则对BIM模型进行进一步的表皮分割建模。Level2表皮有理化非线性建筑设计中的BIM应用Level2模型深化Information:继承优化后形体以及依据结构基本形式作为表皮划分基础信息Analysis:Level2模型深化根据结构斜撑位置，确定菱形及错缝三角形两种表皮划分形式，统计后得出，菱形嵌板规格少于错缝三角形嵌板，故而对菱形嵌板划分进一步深化Level2模型深化运用参数化手段，减少嵌板规格细部拐点处网格划分Analysis:Optimization:Level2模型深化依据参数确定嵌板规格模型生长Level1Level2Level3Level4BaseDataLevel2生长为Level3Information:继承Level2形体有理化结果，提取形体定位、路径、控制线输入汇总到结构力学分析平台中。Analysis:对导入的形体定位、路径进行核准，并赋予控制线结构构件意义，对其进行结构分析。Optimization:以结构分析结果指导结构体系的优化，并将优化结果以IFC格式整合到Revit模型中，获得Level3模型非线性建筑设计中的BIM应用Level2生长为Level3Information:以Level2模型作为基础，提取结构所需的结构三维定位特征线，以此作为结构力学计算模型的定位依据Analysis:Level2生长为Level3形体表皮有理化结构体系深化Level1Level3Level4BaseDataLevel3模型深化Information:将Level3模型进行梳理，作为结构体系深化依据。Analysis:对结构复杂体系进行结构力学分析，提出结构优化建议。Optimization:通过