淺析上海迪士尼奇幻童話城堡BIM技術(shù)的應(yīng)用

淺析上海迪士尼奇幻童話城堡BIM技術(shù)的應(yīng)用

1工程概況

奇幻童話城堡是上海迪士尼樂園的標(biāo)志性建筑，位于夢幻樂園的中心地塊。是一座集娛樂、餐飲、會展功能于一體的主題建筑，該項目總建筑面積10510㎡，建筑高度21m，最高塔頂高度46m，地下室面積約為3000㎡。該項目空間不大，機電各專業(yè)系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，較傳統(tǒng)設(shè)計增加了許多新的系統(tǒng)，如水專業(yè)的水景管線，暖通專業(yè)的壓縮空氣以及電氣專業(yè)的滿足娛樂設(shè)備的配電橋架，另外業(yè)主對室內(nèi)裝飾嚴(yán)格控制，這使得傳統(tǒng)的二維繪圖方式無法滿足該項目的要求。因此嘗試基于Revit MEP平臺通過BIM技術(shù)的應(yīng)用,為圖紙繪制、管線綜合碰撞、檢測及施工指導(dǎo)提供新的途徑。圖1為奇幻童話城堡模型。

圖1

2 BIM在奇幻童話城堡給排水設(shè)計中的實踐

2.1項目創(chuàng)建

Autodesk公司針對各個專業(yè)分別有不同的Revit版本，其中中給排水專業(yè)在使用Revit 2012軟件的環(huán)境下，進(jìn)行BIM模型的創(chuàng)建，在創(chuàng)建一個新的MEP項目時，要利用Revit MEP提供的協(xié)同工作功能,將建筑模型的中心文件鏈接到MEP項目文件中，讀取標(biāo)高、軸網(wǎng)等建筑信息，同時可以監(jiān)視這些建筑信息，如果建筑專業(yè)的標(biāo)高或者軸網(wǎng)信息更改，給排水的模型中會有警告提醒，這樣就達(dá)到

了設(shè)計的同步性。在模型創(chuàng)建過程中不可能在三維模型上繪制管線，因此要創(chuàng)建各個標(biāo)高的平面，以便將模型通過平面顯示出來，而管線的繪制是在平面中完成的，通過在平面上設(shè)定管徑、標(biāo)高、坡度等參數(shù)，在剖面中校對管線布置是否合理，逐步建立模型，因此在繪制管線的過程中要將平面、剖面和三維模型結(jié)合起來。

創(chuàng)建Revit項目文件一般不會由單個工程師完成，因此在模型的建立過程中需要面對幾個人同時在一個文件上工作的情況，這時要采取中心文件和工作集模式，在服務(wù)器上建立中心文件后，機電各專業(yè)工程師將中心文件另存為本地文件，在本地文件上進(jìn)行工作，本地文件可以和中心文件實時進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)建筑或結(jié)構(gòu)模型的中心文件有修改時，利用“與中心文件同步”的功能，可以實時更新建筑、結(jié)構(gòu)以及其他專業(yè)的模型，這就是Revit平臺下的協(xié)同設(shè)計過程。圖2為奇幻童話城堡地下室模型。

圖2

2.2給排水系統(tǒng)模型創(chuàng)建

在創(chuàng)建給排水系統(tǒng)之前，要先對管道、管件和設(shè)備進(jìn)行編輯和加載。給排水系統(tǒng)所需的管件、配件和設(shè)備可以從構(gòu)建族庫中載入并編輯，通過基本設(shè)置為BIM模型的基本設(shè)計信息。三維模型建立與傳統(tǒng)的二維設(shè)計有著本質(zhì)的區(qū)別，在畫圖方面，模型建立采用實體化設(shè)計，任何一根管路、設(shè)備以及配件，都要賦予相應(yīng)的屬性信息，包括類型名稱、材質(zhì)、型號、制造商等屬性信息，這個過程是建立模型的關(guān)鍵步驟之一，因為BIM模型不僅可以記錄給排水系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和設(shè)備的幾何信息，還包括其他詳細(xì)的材料性能和屬性信息，利用這些信息，軟件可以自動統(tǒng)計生成設(shè)備材料列表。

完成基本準(zhǔn)備工作后，便可以創(chuàng)建給排水系統(tǒng)的模型，此外還可將dwg文件通過外部參照的方式進(jìn)行鏈接，將給排水平面圖直接顯示于MEP項目文件的平面視圖中作為參考，這樣可更加直觀地運用二維和三維的相互銜接。三維模型的建立通過一個個實體化參數(shù)“族”來實現(xiàn)，任何一根管道、設(shè)備等實體，都要通過“族”來完成。“族”和CAD里面的屬性塊類似，但又有著本質(zhì)區(qū)別，“族”含有一個實體所有的信息，因此在完成一根管道的繪制之后，也就相當(dāng)于在一個虛擬的樓宇里敷設(shè)好了一根管道。

在調(diào)用族庫的過程中，設(shè)置類型屬性，并在相應(yīng)位置放置設(shè)備。利用“常用”選項卡中的“管道”命令繪制管道。一般在平面視圖中進(jìn)行管道的繪制，從已經(jīng)設(shè)置的管道類型中選擇所需管道類型，選擇管徑，輸入標(biāo)高，即可繪制管段，連接設(shè)備。平面視圖中繪制的管道設(shè)備等因為在二維定位的同時賦予了標(biāo)高參數(shù)，因此具備了三維的屬性，在三維的視圖中可以從不同的角度直觀地顯示其空間位置。繪制有坡度的管道時，可以在選項卡中啟用坡度，輸入坡度值，即可繪制有坡度的管道。給排水的立管可以通過創(chuàng)建剖面進(jìn)行繪制，與已經(jīng)繪制的橫管進(jìn)行連接，再于平面視圖中調(diào)整立管的位置。給排水工程師在繪制管道的同時，建議首先與暖通專業(yè)、電氣專業(yè)溝通好大致位置，水管、風(fēng)管、橋架的大致平面位置和高度，這樣在各專業(yè)模型建好之后，可有效減少主管的碰撞，減少以后調(diào)整碰撞的工作量。

在模型的建立過程中，要善于運用工作集和過濾器的概念，針對給排水的每一個管道系統(tǒng)，可通過工作集和過濾器兩種方式區(qū)分，例如可以將給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置為不同的管道系統(tǒng)，Revit 默認(rèn)與不同管道系統(tǒng)連接的管道附件或設(shè)備將賦予該管道系統(tǒng)的屬性，同時不同的管道系統(tǒng)可以設(shè)置為不同的線型、顏色等屬性，為日后出圖或按系統(tǒng)調(diào)整碰撞時提供方便。

2.3碰撞檢查與管線綜合

在Revit MEP平臺上，將給排水、電氣和暖通模型置于同一的設(shè)計環(huán)境，便可清晰地看見碰撞點，首先在三維視圖中手動查找明顯的管線之間的碰撞以及管線與結(jié)構(gòu)建筑專業(yè)的碰撞，經(jīng)過第一輪調(diào)整，大多數(shù)碰撞可通過移動管線位置和調(diào)整標(biāo)高解決。

Revit 本身有自帶的“碰撞檢查”功能，然而由于Revit 平臺對硬件的要求過高，加上城堡本身各專業(yè)模型較大，用Revit 本身查找碰撞是個難以完成的任務(wù)，因此在工作中使用Navisworks平臺進(jìn)行碰撞檢查，Navisworks對計算機硬件要求不高，所有專業(yè)模型整合后可以快速瀏覽模型，極大提高了工作效率。即各專業(yè)將模型轉(zhuǎn)成nwc文件模式，運用Navisworks平臺進(jìn)行碰撞檢查最終生成碰撞檢測報告，碰撞檢查的原理是利用數(shù)學(xué)方程描述監(jiān)測對象輪廓，調(diào)用函數(shù)求監(jiān)測對象的聯(lián)立方程是否有解。

當(dāng)需要進(jìn)行重大調(diào)整時，先提出預(yù)解決方案，各專業(yè)工程師一起進(jìn)行協(xié)調(diào)，對三維模型進(jìn)行調(diào)整，確定解決方案，各專業(yè)進(jìn)行確認(rèn)后，再對模型進(jìn)行修改，修改后與中心文件同步即可判斷碰撞是否解決。

當(dāng)需要進(jìn)行重大調(diào)整時，先提出預(yù)解決方案，各專業(yè)工程師一起進(jìn)行協(xié)調(diào)，對三維模型進(jìn)行調(diào)整，確定解決方案，各專業(yè)進(jìn)行確認(rèn)后，再對模型進(jìn)行修改，修改后與中心文件同步即可判斷碰撞是否解決。

2.4 Revit平臺圖紙生成

前面通過大量內(nèi)容講述了三維模型的創(chuàng)建以及對模型后期的修改調(diào)整，然而即使三維模型完成后，也要通過施工圖出圖的方式移交給施工方，不可能將三維模型直接用于施工，因為模型雖然含有所有施工信息，但施工方想直接通過模型讀懂所有的內(nèi)容是不現(xiàn)實的，因此Revit出圖是必不可少的內(nèi)容。

據(jù)了解，國內(nèi)目前的項目基于Revit平臺創(chuàng)建模型都是為了施工圖深化而單一解決管線碰撞問題，建模也往往是在施工圖審查通過移交施工方后開始進(jìn)行，這就不存在用Revit出圖的問題，然而這樣存在一些弊端，比如模型建立后與施工圖難以統(tǒng)一，給施工過程造成了不便。

迪士尼奇幻童話城堡是從開始就基于 Revit平臺設(shè)計的，因此需要用Revit出圖。RRevit出圖有兩種方式，一種是將模型根據(jù)平面導(dǎo)出dwg文 件，將這些文件通過xerf參照進(jìn)CAD文件，最后通過添加標(biāo)注后用CAD打印出圖;另一種是基于 Revit平臺生成圖紙后直接出圖。兩種方法各有優(yōu)缺點，前者是用CAD平臺，加標(biāo)注較為簡單直接，缺點是需要模型導(dǎo)出。

Revit圖紙中的一系列標(biāo)注以及圖框也將通過“族”實現(xiàn)，在Revit中通 過“視 圖”選 項卡中的“圖紙”來建立圖紙，管道的管徑、標(biāo)高、坡度等參數(shù)用Revit自帶的標(biāo)注族可實現(xiàn)，當(dāng)然在標(biāo)注的過程中需要用戶根據(jù)自己的需求建立族，以便使圖紙清晰明了。

在施工圖圖紙的創(chuàng)建過程中，需要標(biāo)注一些文字內(nèi)容，來增加圖紙的可讀性，Revit本身 無 法像CAD一樣根據(jù)自己的需求來隨意添加文字，而是通過注釋選項卡中的用戶注釋記號來實現(xiàn)，在標(biāo)注之前要完成KeyNotes的建立工作。

運用 Revit特定的語法格式，用戶可根據(jù)自身要求來完成需要添加的標(biāo)注內(nèi)容，在KeyNotes編制好后，通過Revit注釋記號選項卡來鏈接已經(jīng)編制好的txt文件。

前期準(zhǔn)備工作完成后，用戶可根據(jù)要求在圖紙上添加任意標(biāo)記，最終完成圖紙生成。Revit圖紙注釋過程中需要較大的工作量，前期投入工作后，日后的修改便極其方便，比如修改管徑時只需要調(diào)整管道屬性，而管道標(biāo)注會自動讀取屬性，因此在日后調(diào)整模型時，幾乎不用在標(biāo)注上耗費更多的工作量。

3 BIM模型設(shè)計展望

BIM設(shè)計在國內(nèi)已經(jīng)不是一項新技術(shù)，但是從它的出現(xiàn)就是銜著金鑰匙，設(shè)計行業(yè)一直把 BIM看成是行業(yè)革新的發(fā)起者，就如同CAD取代畫圖板一樣具有革命性的意義。然而BIM 從2002年正式提出到現(xiàn)在已經(jīng)有十幾年的時間了，尤其是在技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，似乎BIM技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展的并不是想象般如火如荼的進(jìn)行，人們都承認(rèn)這是一項好技術(shù)，但在項目具體推進(jìn)過程，BIM模型往往沒有取得應(yīng)有的效果，很多時候為了應(yīng)付業(yè)主建立了模型，然而模型又與實際完全對應(yīng)不上，模型如果沒有用，那便是資源的浪費。

奇幻童話城堡使用了全專業(yè)全系統(tǒng)的BIM設(shè)計，在設(shè)計院用了1年的時間，許多美方設(shè)計師為了這個項目已經(jīng)工作了4年的時間，這樣一個建筑面積1㎡的建筑耗費了大量的人力物力，模型的后期深化也將投入很大的精力，相信國內(nèi)的業(yè)主很難將一個項目在設(shè)計階段便投入如此巨大。

近年來國內(nèi)許多的知名開發(fā)商也漸漸開始重視起模型的設(shè)計，因為目前國內(nèi)的項目投資巨大，功能復(fù)雜，單純靠二維設(shè)計已經(jīng)不能滿足施工和業(yè)主對項目的控制要求，如大連萬達(dá)、上海綠地等業(yè)主也開始在一些重要的項目中請BIM團隊來建立模型，使得BIM技術(shù)有了很大的發(fā)展?？傊?BIM取代傳統(tǒng)設(shè)計方式是必然的趨勢，然而勢必帶來整個建筑行業(yè)而非單純的設(shè)計行業(yè)的革命，因為這需要目前建筑行業(yè)運行方式的轉(zhuǎn)變，如業(yè)主對BIM的重視，設(shè)計院人力的投入，施工單位對于按模型施工的能力等。隨著國內(nèi)業(yè)主對于精品項目的投入，房地產(chǎn)行業(yè)慢慢回歸理性，相信那時人們會更加靜下心來體會BIM技術(shù)的種種優(yōu)勢。