合肥萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)目的BIM實(shí)踐

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安徽合肥萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)目是一個(gè)特殊造型的項(xiàng)目，業(yè)態(tài)眾多，每個(gè)業(yè)態(tài)設(shè)計(jì)難點(diǎn)不同，通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段很難解決。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)緊密結(jié)合BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)的參數(shù)化、可視化、可模擬性、協(xié)同性等特點(diǎn)對(duì)不同問(wèn)題提出了有針對(duì)性的解決方案，保證了整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量和進(jìn)度，提升了設(shè)計(jì)品質(zhì)，BIM成為特殊造型的設(shè)計(jì)“好手”。

合肥萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)目處于合肥濱湖新區(qū)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(xiàng)目整體由外立面、地下室、室內(nèi)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(jié)構(gòu)由鋼結(jié)構(gòu)組成，所有業(yè)態(tài)包裹在這個(gè)鋼結(jié)構(gòu)空間內(nèi)，空間位置協(xié)調(diào)非常困難。

通常，外立面團(tuán)隊(duì)為了快速表現(xiàn)方案的造型效果，并不會(huì)考慮造型的幾何實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如曲面連續(xù)性、曲面曲率突變等問(wèn)題，但正是這些問(wèn)題影響著著施工圖設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步建筑結(jié)構(gòu)乃至機(jī)電的選型方向，特別是空間定位、設(shè)計(jì)輪廓邊界的確定。所以，萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)目外立面如何優(yōu)化成為難點(diǎn)。

合肥萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)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(gòu)成，并隨著曲面起伏，符合項(xiàng)目造型仿書(shū)卷的形式。但當(dāng)設(shè)計(jì)人員處理兩個(gè)外立面之間關(guān)系，以提資結(jié)構(gòu)輪廓圖給施工圖設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)曲面中的連接處完全就不是連續(xù)的，中間有很大的間隙，設(shè)計(jì)師根本無(wú)從開(kāi)展后續(xù)工作。最后經(jīng)過(guò)BIM團(tuán)隊(duì)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(xù)擬合，并提資了相關(guān)設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)給設(shè)計(jì)師，從而解決了難題。

設(shè)計(jì)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(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)桿件必須定制彎曲形狀，極大增加了加工難度和費(fèi)用。BIM團(tuán)隊(duì)對(duì)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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)、加工、安裝。

合肥萬(wàn)達(dá)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(guī)整，越是有利于板材加工、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝。因此選擇一個(gè)合適的分割方案，對(duì)于整個(gè)外立面的設(shè)計(jì)、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(biāo)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(zhǎng)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(duì)水平的。但是經(jīng)過(guò)BIM團(tuán)隊(duì)分析，相同標(biāo)高的鋁板曲面長(zhǎng)邊弧線(xiàn)曲率相差較大，幕鋁板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度相差較大，邊緣輪廓較大的一側(cè)鋁板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度2412毫米左右，而邊緣輪廓較小一側(cè)鋁板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度在2250～4500毫米之間分布，且鋁板長(zhǎng)邊的尺寸無(wú)法人為控制，方案不可行。

于是，BIM團(tuán)隊(duì)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(duì)幕墻曲面兩側(cè)邊緣輪廓均按2412毫米進(jìn)行等分，并將兩側(cè)邊緣輪廓等分點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，使得對(duì)應(yīng)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(cè)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(qū)域內(nèi)，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(zhǎng)邊尺寸較為統(tǒng)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(dá)茂的地下室面積大，機(jī)房分布多，管線(xiàn)排布密集，走向復(fù)雜，而萬(wàn)達(dá)對(duì)于設(shè)計(jì)的進(jìn)度要求很高，同時(shí)不斷地調(diào)整著方案，這無(wú)疑給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)：如何在較短的一版方案內(nèi)快速完成功能設(shè)計(jì)，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(dá)茂項(xiàng)目中，首先由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，在第一時(shí)間確定機(jī)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(tuán)隊(duì)。BIM團(tuán)隊(duì)結(jié)合已有的建筑結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)。排布過(guò)程中，若出現(xiàn)設(shè)計(jì)不滿(mǎn)足的情況反提給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，由他們提出設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)師加快出圖進(jìn)度，大大提高效率。

合肥萬(wàn)達(dá)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(qū)域包含了公共走道（31個(gè)剖面）、卸貨區(qū)（2個(gè)剖面）、超市（2個(gè)剖面）及6個(gè)機(jī)房（12個(gè)剖面），其中，公共走道凈高要求2700毫米，卸貨區(qū)凈高要求3600毫米，超市凈高要求3700毫米，機(jī)房?jī)舾咭��?800毫米。經(jīng)管綜原則調(diào)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(qū)域凈高要求。設(shè)計(jì)師在BIM成果之上，及時(shí)修改了設(shè)計(jì)方案，提交了施工圖，并避免了機(jī)電施工時(shí)的錯(cuò)誤返工。