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标杆!十分钟读懂中南大学湘雅五医院BIM全过程(上)

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发表于 2019-5-23 11:36:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
◆ ◆ ◆ ◆
中南大学湘雅五医院建造纪实
BIM专篇(上)
◆ ◆ ◆ ◆
BIM是一种简称,它包含Build Information Model、Build Information Modeling、Build Information Management三层含义,分别代表过程、成果及管理三个维度。
中南大学湘雅五医院采取了从方案开始的全过程BIM介入方式,其中土建专业实现了正向设计的目标。机电、景观、内装及医疗等专业根据专业特点,在不同的时间点进行了不同深度的介入。

HD团队的BIM工作截止2018年7月份,共分成3个阶段,即前期方案配合阶段、初步设计阶段及施工图阶段。
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一、前期方案配合阶段
此阶段主要是进行地下室的平面方案设计,及交通流线方面的推敲工作,以补充美国方案公司设计在规范落地性上的不足。




▲包含场地和地下室的整体模型




▲平面功能标注及分色图的制作用于方案汇报文本




▲穿越城市干道的车道流线模拟




▲地下室设备机房及主管道的模拟




▲地下室机械车库层高模拟




二、初步设计及施工图阶段
准备阶段
设计准备阶段的工作主要是进行项目标准、目标、技术路线的制定,准备项目所需的样板文件、族文件,及开发有可能用到的插件功能。
五医院一共准备了建筑、结构、暖通、电气、给排水、内装与标识、室外与景观等7个样板文件,处理了近千个族。








▲项目事先约定采用的软件及版本,软件是工具,由于不同软件之间存在数据交互,选择合适的软件和版本,往往会形成不同的技术路线




▲经过批处理的族
实施阶段
初步设计阶段是2017年7月初至2017年9月13日,此阶段全专业全过程采用了BIM设计,并进行了多项技术应用,极大的丰富了初步设计的成果,为项目的落地和后期实施提供了可靠的保障。
施工图阶段是2017年9月13日开始,2017年12月15日第一版较完整的土建过程图纸诞生,2018年3月15日和6月5日带上机电专业,又分别出了两次较完整的图纸,直到2018年7月,项目顺利的通过了施工图审查。
下面,小编将逐一介绍BIM在本项目中的应用,由于应用数量多达几十项,平铺开来可能缺乏趣味,因此小编根据一些共性做了归类。篇幅有限,所有展示均只是成果的一小部分。
1、绿色BIM与立面设计
BIM在摸索实现绿色设计与可持续设计上做了大量研究,这些研究包括建筑热舒适性研究、日照分析、室外风环境模拟。
针对病房外遮阳,HD与Payette都进行了精细化研究分析。设计分析了各朝向病房外遮阳板结构对病房遮阳、日照、采光、视野、通风以及空调能耗等方面的影响,最后确定了不同朝向病房的最优遮阳结构。
通过研究BIM的绿色设计,实现节能环保的同时为建筑设计的“绿色探索”注入高科技力量。




▲病房日照分析




▲病房遮阳分析




▲室外风环境分析
很多项目的能耗分析仅仅是个分析,并没对设计产生影响,只是为了证明建筑本身设计的合理性。
但是本项目的能耗分析则直接反映在了立面的设计上,并且贯穿了项目设计的始终,最终,还进行了装配式方面的研究。




▲立面造型,来自于方案阶段比较精细的分析
上图是冬至日的各个面病房的太阳直射的时间
(图片来自Payette)




▲根据分析结果,很容易得到各个面不同的遮阳处理,形成了不同的立面(图片来自Payette)




▲由于方案阶段的理念,结合病房窗的设计,在后期设计过程中,外立面模型被划分成若干不同模块,拟采用工厂批量生产,现场吊装的装配式技术




▲通过这张照片,可以清晰的看到,进行了施工图设计的南院与只做了初步设计的北院之间的模型精细度差别
















▲以上几张为施工图对应的立面模型展示




▲通过编组归类,可以方便的知道每一种需要生产的类型数量和所处的位置




▲通过软件的统计功能,能得到这样的大样统计图




▲工厂生产的样板(还有待细节调整)
各个节点的研究工作基本已经完成,深化图纸这里就不贴出来了
2、协同、设计、制图
BIM的正向设计指的是设计师将所设想的空间直接通过可视化建模展现出来,各专业通过协同平台进行沟通后,再进行图纸制作的过程。
区别于传统设计各专业工作空间与信息独立的特点,BIM正向设计过程中信息交流更加频繁,信息量更大,但由于其可视直观的特点又能提高沟通效率、保证信息准确,因此对提高工程质量有极大帮助。




▲结构与机电模型
协同本身是设计不可或缺的部分,无论采用什么设计手段,CAD的链接,或者Revit的工作集加链接,都万变不离其宗,是不同专业不同个人之间信息的传递。
医院的特殊在于,除了建筑、结构、水暖电,还有很重要的一个版块:医疗工艺。




▲五医院的医疗工艺
医疗工艺体现在建筑平面图上,建筑专业除了像传统一样使用结构专业的墙柱,还得链接医疗专业的模型,来构成完整的建筑平面图。而医疗专业构成的三维空间,也会影响很多设备空间的走向。




▲以5层为例,除医疗的新生儿重症监护室外,隐藏其它模型后,可以看到平面图的这部分是由医疗工艺专业所构成








▲以可视化语言描述医疗工艺流程,也是BIM的优势之一




▲ 景观的深化设计
在前期BIM做了大量工作之后,景观的深化设计条件变得相对明确,出顶板的各种楼梯、设备井、空腔及西侧道路的过渡,都有可视化的建筑与结构模型,景观很自然的根据这些得到了准确的设计,而且可以随时知道设计所达到的效果。
后文将专门讲到图示部分的详细推敲过程。需要说明一点的是,景观在方案阶段采用的是Rhino,而在深化阶段采用的是Su。
五医院巨大的体量,给基于Revit平台的BIM体系带来了巨大的挑战,项目在准备阶段就预估了风险,因此制定了模型拆分的原则—单专业单层为一模型文件,各类功能性文件则以空白文件链接基本文件并组装的形式存在。




▲土建模型一览
模型需要根据专业及楼层进行拆分,以保证每个文件的数据量不至于过大,影响效率。
尽管如此,仍然不可避免地在后期出现了因为文件过大影响效率的情况,主要原因在于建筑在初设阶段,因为竖向交通及管井等要素设计的需求,将所有楼电梯和周边竖向管井做成了一个文件。
好处是,保证了这部分设计的准确性,不会存在上下对不上的问题,楼电梯也非常完整和直观,坏处就是文件过大,而且几乎每一个其它的文件都需要链接这个文件,造成了各个设计人在出图时都受到了影响。




▲建筑初步设计图纸局部示意
其实,正向设计与出图并无必然联系,设计阶段与制图阶段就可以理解为国外的设计阶段与施工企业负责的深化阶段,完全的划分为两个阶段。
从BIM目前所使用的平台及软件来说,实现设计阶段是好处明显,而在制图阶段尤其在巨型体量项目中也短板明显。
无论采用何种方式,在国内目前的项目模式中,所谓的设计人,都将精力耗费在了无穷无尽且缺乏创新的制图中去了。












▲部分建筑施工图示意




▲Revit菜单中的图纸示意
补充一点,结构专业在施工图阶段,并没有继续在Revit平台上纠结。
由于是三边工程,结构专业需要尽早地出图配合现场,而BIM平台的特点是依赖于其它专业才能成图,无法作假。同时,单纯考虑制图便利性的话,不如CAD快捷,结构专业的所谓施工图,均为平法标注,纯文字信息为主,因此采用CAD制图是比较符合实际的方式。
而机电专业则更加滞后,在完成方案及初设的正向后,施工图阶段的机电设计受制于很多不确定的设备选型而迟迟无法推进,直到土建施工图完成很久之后,仍未完成全部的设计内容,更妄谈BIM正向设计。内装、景观等专业也都是类似的问题。
受制于国内的工程模式与思维惯性,各个专业在工程的不同阶段介入的深度完全不同,而BIM的设计希望各专业齐头并进,实在是过于理想。除非有特别的业主方出现,否则设计院应根据情况,合理的选择BIM技术路线。
无论如何,BIM的三维预建造模式,提前将问题暴露出来,相比于后期变更,仍然具有更大的经济效益。而相较于其它周期紧张的设计项目,五医院的成果,小编心里还是有底得多。
五医院的BIM分享上半场就到这里,下半场还有精彩的二次开发、无人机、VR等高精尖的技术分享,请保持关注。
海南省BIM中心致力于海南省BIM事业的发展,率先在海南省内开展BIM培训,BIM网站,BIM设计,BIM造价,BIM全过程管理、BIM+GIS\FM\VR\AR\大数据\云计算\智慧城市的探索,为海南省建筑信息化作出自己的贡献。我们的网站是www.xycost.net,公众号“CPPDBIM”,长按下面的图片有惊喜哟>_<~





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