合肥萬(wàn)達茂項目的BIM實(shí)踐

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安徽合肥萬(wàn)達茂項目是一個(gè)特殊造型的項目，業(yè)態(tài)眾多，每個(gè)業(yè)態(tài)設計難點(diǎn)不同，通過(guò)傳統設計手段很難解決。在整個(gè)設計過(guò)程中，設計團隊緊密結合BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)的參數化、可視化、可模擬性、協(xié)同性等特點(diǎn)對不同問(wèn)題提出了有針對性的解決方案，保證了整體設計的質(zhì)量和進(jìn)度，提升了設計品質(zhì)，BIM成為特殊造型的設計“好手”。

合肥萬(wàn)達茂項目處于合肥濱湖新區中心位置，總建筑面積18.76萬(wàn)平方米，建筑高度24米，局部30米。項目整體由外立面、地下室、室內步行街、娛樂(lè )樓、電影樂(lè )園、水公園六部分業(yè)態(tài)組成。外立面造型仿書(shū)卷形式，平鋪展開(kāi)，大跨度空間，整體結構由鋼結構組成，所有業(yè)態(tài)包裹在這個(gè)鋼結構空間內，空間位置協(xié)調非常困難。

通常，外立面團隊為了快速表現方案的造型效果，并不會(huì )考慮造型的幾何實(shí)現細節，比如曲面連續性、曲面曲率突變等問(wèn)題，但正是這些問(wèn)題影響著(zhù)著(zhù)施工圖設計團隊進(jìn)一步建筑結構乃至機電的選型方向，特別是空間定位、設計輪廓邊界的確定。所以，萬(wàn)達茂項目外立面如何優(yōu)化成為難點(diǎn)。

合肥萬(wàn)達茂項目其中一版方案的雨篷外立面，其總體的造型由兩個(gè)雙曲面構成，并隨著(zhù)曲面起伏，符合項目造型仿書(shū)卷的形式。但當設計人員處理兩個(gè)外立面之間關(guān)系，以提資結構輪廓圖給施工圖設計團隊時(shí)發(fā)現，兩個(gè)曲面中的連接處完全就不是連續的，中間有很大的間隙，設計師根本無(wú)從開(kāi)展后續工作。最后經(jīng)過(guò)BIM團隊的工作，在保持原方案意圖的前提下，將方案曲面進(jìn)行了連續擬合，并提資了相關(guān)設計輪廓線(xiàn)給設計師，從而解決了難題。

設計師碰到的另外一個(gè)問(wèn)題就是曲面曲率的優(yōu)化。方案造型不會(huì )考慮曲面曲率的均勻變化，很可能產(chǎn)生大的拐點(diǎn)，對后續設計乃至施工安裝都會(huì )造成困難，提高造價(jià)。水公園在做外立面設計時(shí)，曲面的曲率變化問(wèn)題較大，最大曲率變化值為0.002，這樣的造型過(guò)于突兀，以致鋼結構桿件必須定制彎曲形狀，極大增加了加工難度和費用。BIM團隊對原方案進(jìn)行了曲率優(yōu)化，將曲率的變化值控制在0.0001，使曲面變得平緩，更重要的是鋼結構桿件可以以直線(xiàn)段進(jìn)行擬合拼裝，既符合造型要求，又有利于設計、加工、安裝。

合肥萬(wàn)達茂整體由金屬面板和直立鎖邊包裹，面積巨大，成本占比很高，不同的分割形式?jīng)Q定著(zhù)最終的拼裝嵌板取材和拼接方式。在外立面方案已定的情況下，分割嵌板越是規整，越是有利于板材加工、運輸及現場(chǎng)安裝。因此選擇一個(gè)合適的分割方案，對于整個(gè)外立面的設計、成本控制尤為重要。最初，外立面方案以幕墻曲面較大的邊緣輪廓按2412毫米等分，以等分點(diǎn)標高的水平面分割幕墻曲面，得到鋁板短邊方向分割縫，鋁板長(cháng)邊方向分割縫直接按1000毫米間距進(jìn)行垂直分割。這種方案的目的是保證水平縫每一根都是絕對水平的。但是經(jīng)過(guò)BIM團隊分析，相同標高的鋁板曲面長(cháng)邊弧線(xiàn)曲率相差較大，幕鋁板長(cháng)邊長(cháng)度相差較大，邊緣輪廓較大的一側鋁板長(cháng)邊長(cháng)度2412毫米左右，而邊緣輪廓較小一側鋁板長(cháng)邊長(cháng)度在2250～4500毫米之間分布，且鋁板長(cháng)邊的尺寸無(wú)法人為控制，方案不可行。

于是，BIM團隊提出了新的方案：以幕墻曲面邊緣較小輪廓剖面上的四分點(diǎn)為參照點(diǎn)，對幕墻曲面兩側邊緣輪廓均按2412毫米進(jìn)行等分，并將兩側邊緣輪廓等分點(diǎn)進(jìn)行對應，使得對應的一組等分點(diǎn)在曲面上短程線(xiàn)近似水平。這種方案的好處是，既能保證側立面的水平分割縫近似于水平，同時(shí)又可以有效保證分格大小保持在一定的尺寸區域內，有利于加工。新的方案由于短程線(xiàn)在曲面上的分布較為均勻，因此鋁板長(cháng)邊尺寸較為統一，平均尺寸大小在2412毫米上下分布，最終解決了難題。

合肥萬(wàn)達茂的地下室面積大，機房分布多，管線(xiàn)排布密集，走向復雜，而萬(wàn)達對于設計的進(jìn)度要求很高，同時(shí)不斷地調整著(zhù)方案，這無(wú)疑給設計團隊提出了一個(gè)嚴峻的考驗：如何在較短的一版方案內快速完成功能設計，同時(shí)滿(mǎn)足指定的凈高要求？

BIM技術(shù)的使用提供了有效的解決方案。合肥萬(wàn)達茂項目中，首先由設計團隊進(jìn)行方案設計，在第一時(shí)間確定機電水暖電專(zhuān)業(yè)的主要走向及初步管徑大小并提資給BIM團隊。BIM團隊結合已有的建筑結構模型，可以方便地確定最不利凈高位置，然后進(jìn)行三維管線(xiàn)綜合設計。排布過(guò)程中，若出現設計不滿(mǎn)足的情況反提給設計團隊，由他們提出設計修改方案，并再次更改BIM模型，如此循環(huán)，直至排布出最優(yōu)化的管線(xiàn)布置位置，滿(mǎn)足苛刻的凈高要求。同時(shí)，在最終的管綜BIM模型中，可以自定義切出指定位置的剖面CAD圖紙，提資給設計師加快出圖進(jìn)度，大大提高效率。

合肥萬(wàn)達茂地下室中由各專(zhuān)業(yè)管線(xiàn)綜合BIM整合模型，確定了以下47個(gè)剖面，所剖區域包含了公共走道（31個(gè)剖面）、卸貨區（2個(gè)剖面）、超市（2個(gè)剖面）及6個(gè)機房（12個(gè)剖面），其中，公共走道凈高要求2700毫米，卸貨區凈高要求3600毫米，超市凈高要求3700毫米，機房?jì)舾咭��?800毫米。經(jīng)管綜原則調整后，不能滿(mǎn)足公共走道的凈高要求有3個(gè)剖面，其余44個(gè)剖面均能滿(mǎn)足各自區域凈高要求。設計師在BIM成果之上，及時(shí)修改了設計方案，提交了施工圖，并避免了機電施工時(shí)的錯誤返工。