浅谈罗氏制药新实验楼项目中的BIM设计

浅谈罗氏制药新实验楼项目中的BIM设计

张晓燕

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司200092

摘要：近年来，建筑信息模型（BIM）等高性能计算仿真技术的运用越来越广，建筑设计变得更加的直观、高效。在罗氏新实验楼项目中，BIM技术不再作为后期的辅助设计，而是与传统CAD设计相结合，并在施工图阶段起到了主导设计的作用。笔者作为传统CAD设计师参与整个过程，浅谈自己的体会。

关键词：BIM设计；Revit；管道综合；碰撞清零

1．引言

回顾建筑工程行业IT发展历程，从最初的纸、板、鸭嘴笔，到上世纪80年代，建筑行业龙头企业建立CAD工作站，尝试应用数字化技术；至上世纪90年代中期，行业启动“甩图版工程”，时至2010年前后，随着北京奥运会和上海世博会为代表的大型工程建设高峰期内，建筑信息模型（BIM）等高性能计算仿真技术开始大范围使用，建筑设计技术能级进一步得到提升[1]。BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各阶段相关信息的工程数据模型，是一个可以提升工程建设行业全产业链各个环节质量和效率的系统工程[2]。

2．具体项目中BIM技术与传统CAD技术的密切协作

在近几年的设计工作中，笔者对BIM技术也有着逐步深入的接触和了解。最初参与的项目中，BIM是作为传统AUTOCAD设计的辅助。2016年上海罗氏制药新实验楼项目中，业主合同要求全员驻场设计，全BIM模型设计并最终交付，在这个项目中，通过传统CAD技术与BIM技术的密切协作，笔者深刻体会到BIM技术带来的便利，同时也遇到不少事先无法预知的困难。

罗氏新实验楼是一栋地下三层，地上四层的民用建筑，建筑高度23.94米，地上主要功能是实验室，地下为设备机房和停车库，笔者在该项目中为给排水专业负责人和主要设计者。项目本身并不复杂，但是，项目合同中规定，所有设计必须通过BIM技术完成并最终交付，这对于并不熟悉BIM技术的设计师来说，是一个不小的考验。

项目伊始，除各专业的设计师外，设计院派出了强大的BIM团队进行协作设计，其中各专业相应的BIM设计师同时也具备相关专业背景。同时，高性能的计算机配置必不可少。

因总体设计相对简单，并涉及到各个政府部门的审批流程，在与业主充分沟通后，该阶段的图纸直接通过CAD完成。进入施工图设计阶段后，第一步做的，就是通过Revit软件建模，各专业根据总体设计中的图纸进行“翻录”，形成一个初步的BIM模型。基于BIM技术的应用软件Revit，为各专业的设计者互相之间的协同设计提供了一个平台，所有相关系统的深入、细化，以及因建筑专业的调整带来的修改、各专业之间互相的协调，都在各专业设计师的指导和BIM工程师的密切协作下，在同一工作平台中展开。

此时，BIM技术的可视化优势便深刻的体现出来：BIM将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得专业设计师和业主等非BIM专业人员的判断更为明确、高效，决策更为准确。就给排水专业举例，虹吸悬吊管的设置高度，既要满足虹吸尾管的要求，又要避让其余管线，尽量减少占用吊顶空间，同时必须保证高于幕墙玻璃最高点，避免影响外立面美观。在确定了某一虹吸系统的雨水斗数量、悬吊管管径、立管位置及出户方向后，BIM工程师可直接在模型中输入这一系统。因为模型中屋面天沟、梁、柱、幕墙等信息均已完善并且非常直观，故定出悬吊管的设置高度变得非常简单，并通过这一设计过程，校核了幕墙设计中玻璃部分的高度不合理，见图1，并提出修改方案。

图1BIM模型中的虹吸雨水悬吊管

待各专业的施工图设计完成之后，通过BIM技术进行碰撞检查，也是一项非常重要的工作。本项目由于其定位较高，业主方对于公共空间和实验室的层高要求非常苛刻，而作为实验室，吊顶内相关管线非常多；另外，根据合同，整个BIM模型需要满足“零碰撞”，并在此基础上，须满足设备的安装条件和检修空间，这些要求对项目的管道综合带来了非常巨大的压力。施工图设计阶段后期，主要就是管综配合。BIM团队中，专人负责每周定期出碰撞报告，通过管综会议讨论碰撞难点处，在各专业设计师的协调下，给出解决方案，BIM工程师调整模型，逐步减少碰撞，最终达到“零碰撞”的要求。

最后，模型锁定，按照审图要求上传图纸，完成审图过程，递交蓝图和BIM模型至业主，进入后期施工配合阶段。

图2施工图设计阶段BIM应用操作流程图

3．BIM设计过程中的困难与反思

纵观罗氏新实验楼项目BIM协作设计过程，设计师在享受新技术的运用带了的各种便利的同时，也遇到了不少的困难。

3.1对传统CAD设计师的冲击和鞭策

本项目业主要求BIM设计的初衷，是希望完全脱离CAD，直接运用BIM技术进行设计。这势必要求设计团队中每个专业的设计师除了具备过硬的专业知识、设计经验外，还可以熟练操作BIM系统。但实际中，各专业负责人、主要设计者，大都不具备BIM专业设计能力。如笔者，虽经过培训和学习，也只是学会了如何使用Revit软件查看BIM模型和碰撞情况。而BIM工程师，虽然各自都是本专业的科班毕业生，因从事的主要是BIM辅助设计，对于本专业的设计工作经验仍然不足。

当今的建筑项目趋于复杂，设计周期却越来越短，越来越多的业主会提出BIM设计的要求。这就给传统的CAD设计师带来了一丝紧迫感，在不断完善自己专业水平、增加自己工作经验的同时，也应该顺应潮流，掌握一些基本的BIM操作技能。若可以进一步熟悉运用，必定会为自己的竞争力添砖加瓦。

3.2签订BIM合同条款时应对工作量有一个合理的预判

本次项目合同中对BIM的深度要求是达到LOD400，即施工深化模型，模型中的所有管线和设备均要求按实际尺寸绘制，同时业主要求零碰撞，是笔者碰到的第一个要求全BIM设计并交付的设计任务。因项目规模不大，功能相对简单，最初设计院和项目管理层对于合同中的深度要求和设计周期没有异议。

图3地下一层碰撞报告

随着设计任务的开展，尤其是后期BIM碰撞清零过程中发现，出现问题最多的部分竟然是不起眼的喷淋系统。因为业主对于吊顶高度要求苛刻，同时吊顶内管道非常多，因此管道安装空间非常受限。喷淋系统设计原则虽然简单，但因喷头的数量巨大，造成碰撞的几率也是最大。另外，管综协调是一个动态的过程，在管道综合过程中，往往优先解决暖通专业等大型管道的安装要求，而解决一个暖通的碰撞点，可能就会相应增加3到4个喷头的碰撞点。

整个项目模型中，共有近四千个喷头。当第一次碰撞报告出来，喷淋共有三万多个碰撞，仅地下一层机房层喷淋系统就有一万六千左右的碰撞，见图3。此时，大家意识到，要达到业主零碰撞的要求，小小的喷头是最大的障碍。为了按合同周期完成设计任务，设计院BIM部门另外增派了3个工程师驻场，日夜加班，历时将近4个月，才解决了喷淋系统碰撞的问题。

通过这一次的经历可以得知，在BIM管综过程中，要到达零碰撞，对于喷淋系统是一个非常严峻的考验。在以后合同约定中，是否可以针对某些系统，如喷淋系统中DN50以下的管子有适当的条件放宽，或者在设计周期及人力安排上，应有足够的重视和预判。

3.3对BIM出图效果应事先有约定

本项目虽然是BIM模型交付，但在施工图完成后，仍然是需要通过上海市网上审图这一流程，这便涉及到通过Revit出图的问题。由于Revit的模型显示和出图显示是两套体系，互为独立的。三维模型从电脑上看，非常直观明了，其模型本身就包含了所以施工需要的信息（点中相关管线，系统类别、标高、管径等信息均会显示），但审图公司、设计院内部校审流程及业主方设计部熟悉的仍然是传统CAD模式的图纸，因此如何将Revit出图做到与CAD无异或是接近是非常重要的。

起初，Revit导图模式采用了精细模型出图，即图纸上显示的管道为实际尺寸的双线图，各个管件，如弯头，也显示的实物形状。这种出图方式，与传统CAD中给排水管线的单粗线、圆圈表示立管的图例方式大不相同，业主、审图等方面较难接受。

之后尝试了以图例模式出图，以单粗线表示管线，设置图例方式使得立管、弯头等的显示简洁明了，通过不同族的属性来区分出图时的显示粗细，通过多次的尝试、调整，最终达到了出图图面效果与CAD出图近似的理想结果。

由此可见，为了更高效的在工程设计中运用BIM技术，让BIM设计变得切实可行，制定出合理的出图方式，也是必不可少的。

4．总结

作为一个熟练运用AUTOCAD，对于BIM技术只在入门阶段的传统给排水设计师，笔者通过本文，主要想介绍一下，通过上海罗氏制药新实验楼项目的设计经历，在BIM设计、管理、出图等过程中的一些浅浅的心得体会，主要遇到的瓶颈与难点，以及从中得到的经验，望对以后项目中的BIM设计有一定的帮助。

参考文献

[1]高乘勇，建筑工程行业数字化转型。

[2]秦军，建筑设计阶段的BIM应用，建筑技艺，2011（1）：158-161。