摘要：ＢＩＭ正向設計時代正在來臨，ＢＩＭ即將成為行業最新發展方向的代名詞。浙江樹人大學紹興楊汛橋校區游泳館采用的是ＥＰＣ模式，結合項目特點，從方案的比選優化，初步設計階段的性能分析和施工圖階段各專業的出圖，都采用ＢＩＭ進行正向協同設計，進一步挖掘了ＢＩＭ技術潛力，為類似項目的設計和建造提供參考。
關鍵詞：ＢＩＭ；正向設計；三維協同；性能分析；工程量
浙江樹人大學楊汛橋校區游泳館項目采用ＥＰＣ的項目模式。該項目地下建筑面積為２０３ｍ２，地上建筑面積為４９０５ｍ２，為兩層的公共建筑。采用現澆鋼筋混凝土框架結構，大跨度屋面采用鋼結構桁架。設計使用年限為５０年，安全等級為二級，建筑耐火等級為一級。
游泳館集游泳、乒乓球、壁球、辦公等多功能于一體，空間交錯，外立面造型獨特，功能復雜，設備和管線較多，為鋼筋混凝土框架與大跨度鋼結構組合而成的混合結構，見圖１。本項目為ＥＰＣ項目，對造價控制、設計質量和進度要求非常高，需要在項目實施過程中緊密協調各參與方。
１ＢＩＭ三維協同設計
１．１三維設計與二維表達本項目設計模式采用Ｒｅｖｉｔ平臺直接進行三維設計，遵循了常規的正向設計流程。在建筑方案模型深化后，結構利用建筑的軸網標高布置墻柱和梁板，設備根據建筑結構的布置考慮設備和管線布置，設計過程中各專業能直觀看到其他專業設計情況，在三維空間中能更好解決設計問題，大幅提高設計質量，提升建筑性能［１］。
因為現行圖審、交付成果的需要，三維的模型不能直接使用，必須以二維的圖紙來表達，造成三維模型完成后，還需要根據各專業的出圖標準，轉化為二維的平面表達，這和ＣＡＤ直接繪圖有所不同，具體流程見圖２。
因為本項目為ＥＰＣ項目，圖紙齊全后，還須提交給預算方，進行成本測算，如不滿足要求，還需反饋給設計方，進行調整修改，最后提圖審。
１．２方案比選和優化
在方案階段，直接采用Ｒｅｖｉｔ軟件建模，對多個方案進行比選和優化。
１）考慮周邊環境，為方便管理，主人口由南面改到北面；
２）為控制造價，減少了無功能或功能性弱的空間，取消二層的內挑欄和泳池南面的檢修通道，縮小其余檢修通道的寬度；
３）在外立面的美觀性方面，對７個方案進行比選，在遵循原投標方案的基礎上，最終選擇了功能性、美觀性、經濟性兼顧的方案，見圖３。
１．３協同模式
Ｒｅｖｉｔ協同主要有兩種模式，即鏈接和工作共享，大項目多采用鏈接＋工作共享。工作共享就是工程師同一時間在同一模型的本地映射的各自工作集上合作。鏈接類似ＣＡＤ的外部參照合作模式。由于本項目面積較小，且只有一個單體，故采用中心協同的方式［２］，在服務器中建立中心文件，各專業建立獨自的工作集，協同更加直接高效，原理見圖４。
通過三維協同設計，建筑模型、結構模型、水暖電模型共同組成了游泳館協同模型，本項目各專業的模型和整體模型見圖５。
２ＢＩＭ可視化的實現
通過ＢＩＭ的可視化，可以對外立面、樓梯和其他復雜節點做到更直觀更精細的設計。立面設計中，從美觀角度調整了幕墻橫檔的間距，隱藏了外立面的風口百葉，調整了體塊間的比例，細化了體塊間的穿插關系，調整后的立面見圖６-９，墻身的細部節點和轉接關系見圖１０。
在樓梯設計過程中，為了樓梯的舒適性，一層到二層的梯段由三跑改為兩跑，采用軟件自帶的凈高檢査功能進行核査梯段凈高。為了加強樓梯間的自然采光，結合屋面的檢修口設置了側窗。為方便進人泳池四周檢修設備管廊，檢修口位置由泵房里調整到樓梯休息平臺處，提升泵房使用率，樓梯三維大樣見圖１１。
３ＢＩＭ模擬性
３．１建筑性能模擬
通過ＢＩＭ的模擬性，將Ｒｅｖｉｔ模型導人Ｅｃｏｔｅｃｔ軟件，對模型進行簡化處理，定義外墻、窗戶、幕墻、屋面等屬性，進行采光、輻射和溫度分析，驗證和優 化建筑性能。建筑師可以方便快捷地得到各種直觀的數據，并結合自己的經驗，利用自然界的陽光、風力，選用合理的節能措施，改善和創造舒適的室內環境，盡量少消耗常規能源。
３．２結構分析模型
ＢＩＭ模型是參數化的模型，可導入結構分析軟件進行力學分析［３］。通過Ｒｅｖｉｔ與結構分析軟件的轉換接口，分別將Ｒｅｖｉｔ幾何模型導人了ＹＪＫ和Ｍｉｄａｓ軟件，在結構軟件中定義材料和邊界條件，施加荷載，對桁架進行力學模擬分析，控制主衍架桿件的應力比不大于０.９，其中支座處的桿件應力比不大于０.８５，次桁架桿件的應力比不大于０.９５，控制主桁架的最大撓度約為４２ｍｍ，精細化的對比分析使鋼結構設計更加經濟合理。Ｍｉｄａｓ軟件的應力和位移分析見圖１５。
４ＢＩＭ協調性
通過ＢＩＭ的協調性，設計風管穿越桁架，使得泳池上方的凈空抬升了0.６ｍ，見圖１６。同時在風管和馬道交叉的地方，對風管進行上翻處理，方便檢修人員順利通過，見圖１７。
另外，為了控制成本，鋼結構屋面與混凝土屋面高差很小，屋面設備的風管無法直接從鋼結構屋面和混凝土屋面的小山墻穿到泳池室內。為此在屋面設計了轉換井道，通過ＢＩＭ良好的協調性，在狹小空間內，順利解決了分管穿側板、樓板、梁和桁架，見圖１８。
５ＢＩＭ優化性
５．１空調風系統優化
通過ＢＩＭ的優化性，對空調系統的送、回風管進行了多次優化，這既保證了泳池上空的恒溫恒濕，又節省了造價。優化前后的風管布置，見圖１９。
５．２消防系統優化
對二層消防環網進行分析，因空間交錯，可以合并一些主管，從而減小了管線路徑，使得室內空間干凈整齊，系統更加合理，并且節省了造價。優化前后的消防管線布置，見圖２０。
５．３泳池泵房優化
在泳池泵房設計中，通過ＢＩＭ精細化設計，排布好密集的設備和管線，使泵房面積減小了２０％，從而控制了泵房層高，節省了造價。見圖２１。
６ＢＩＭ虛擬仿真漫游
設計過程中，對游泳館進行了多次ＶＲ虛擬仿真漫游，感受內部空間是否合理，消防主管和消火栓布置是否影響美觀，檢修是否方便，不斷優化模型。消火栓、消防主管以及桁架內設備管線和馬道調整后的漫游截屏，見圖２２。
７ＢＩＭ出圖
根據ＢＩＭ的出圖性，模型深化后，在Ｒｅｖｉｔ軟件中通過出圖樣板的設置，進行施工圖出圖。Ｒｅｖｉｔ軟件側重于三維實體的展現，而根據現行制圖規范和格式的要求，需要把三維模型采用二維平面的方式來表達。根據不同的專業，不同的圖紙內容，設置不同的出圖樣板，類似于ＣＡＤ的打印樣式和圖層控制，Ｒｅｖｉｔ出圖樣板的設置較復雜，許多內容在建模前就要考慮好，總體布局好。建筑專業的平立剖和大樣基本做到Ｒｅｖｉｔ中直接出圖，從出圖效率考慮，結構、水、暖專業的平面圖基本做到了直接出圖，但一些設計說明、節點詳圖和設備的系統圖則采用ＣＡＤ輔助。各專業采用BIＭ出圖，見圖２３-２７。
８工程量統計
ＢＩＭ模型可以直接生成工程量，也可迅速獲?。嵲O計變更或優化前后的工程量差。本項目也嘗試了對主要的材料進行工程量統計，如混凝土、磚墻、型鋼、門窗、橋架、管線。但利用ＢＩＭ模型提取構件的混凝土標號、內外墻體、梁板柱墻互相搭接的扣減關系，以及管線等工程量信息，不符合我國工程量清單計價規范和各地區相關定額對建筑物構件分類、編碼和工程量計算規則的規定，無法直接進行造價分析，需要按計算規則予以區分和扣減，花費較多時間，效率不高。若Ｒｅｖｉｔ建模所使用的標準與現行國內計量計價規則不匹配，則會導致軟件對構件的識別率低，使工程量的誤差率偏大。本項目設備管線和混凝土的工程量明細表，見圖２８。經統計，主要材料的工程量，見表１。
表１本工程主要材料工程量表
9結語
ＢＩＭ正向協同設計是一種先進的設計方法，它極大地提高項目的設計質量和建筑性能。ＢＩＭ技術與ＥＰＣ項目全過程結合［４］，能加強對項目的管控和各參與方的協調，有利于減小項目風險，為項目的建設和使用增值。
參考文獻
［１］許蓁．ＢＩＭ應用設計［Ｍ］．上海：同濟大學出版社，２０１６．
［２］柏慕進業？ＡｕｔｏｄｅｓｋＲｅｖｉｔＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ２０１６官方標準教程［Ｍ］．北京：電子工業出版社，２０１６．
［3］程健，張群力，黃俊，等．數字建筑參數化建模與結構分析［Ｊ］．土木建筑工程信息技術，２０１４（６）：１－７．
［４］杜開明，錢婷亭．ＥＰＣ項目ＢＩＭ技術應用實踐［Ｊ］．重慶建筑，２０１６（７）：３０－３２．
