淺析上海迪士尼奇幻童話(huà)城堡BIM技術(shù)的應(yīng)用

淺析上海迪士尼奇幻童話(huà)城堡BIM技術(shù)的應(yīng)用

1工程概況

奇幻童話(huà)城堡是上海迪士尼樂(lè)園的標(biāo)志性建筑，位于夢(mèng)幻樂(lè)園的中心地塊。是一座集娛樂(lè)、餐飲、會(huì)展功能于一體的主題建筑，該項(xiàng)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(xiàng)目空間不大，機(jī)電各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)增加了許多新的系統(tǒng)，如水專(zhuān)業(yè)的水景管線(xiàn)，暖通專(zhuān)業(yè)的壓縮空氣以及電氣專(zhuān)業(yè)的滿(mǎn)足娛樂(lè)設(shè)備的配電橋架，另外業(yè)主對(duì)室內(nèi)裝飾嚴(yán)格控制，這使得傳統(tǒng)的二維繪圖方式無(wú)法滿(mǎn)足該項(xiàng)目的要求。因此嘗試基于Revit MEP平臺(tái)通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用,為圖紙繪制、管線(xiàn)綜合碰撞、檢測(cè)及施工指導(dǎo)提供新的途徑。圖1為奇幻童話(huà)城堡模型。

圖1

2 BIM在奇幻童話(huà)城堡給排水設(shè)計(jì)中的實(shí)踐

2.1項(xiàng)目創(chuàng)建

Autodesk公司針對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)分別有不同的Revit版本，其中中給排水專(zhuān)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(gè)新的MEP項(xiàng)目時(shí)，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(xiàng)目文件中，讀取標(biāo)高、軸網(wǎng)等建筑信息，同時(shí)可以監(jiān)視這些建筑信息，如果建筑專(zhuān)業(yè)的標(biāo)高或者軸網(wǎng)信息更改，給排水的模型中會(huì)有警告提醒，這樣就達(dá)到

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

創(chuàng)建Revit項(xiàng)目文件一般不會(huì)由單個(gè)工程師完成，因此在模型的建立過(guò)程中需要面對(duì)幾個(gè)人同時(shí)在一個(gè)文件上工作的情況，這時(shí)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(jī)電各專(zhuān)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(shí)時(shí)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(shí)，利用“與中心文件同步”的功能，可以實(shí)時(shí)更新建筑、結(jié)構(gòu)以及其他專(zhuān)業(yè)的模型，這就是Revit平臺(tái)下的協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程。圖2為奇幻童話(huà)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(duì)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(kù)中載入并編輯，通過(guò)基本設(shè)置為BIM模型的基本設(shè)計(jì)信息。三維模型建立與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)有著本質(zhì)的區(qū)別，在畫(huà)圖方面，模型建立采用實(shí)體化設(shè)計(jì)，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(lèi)型名稱(chēng)、材質(zhì)、型號(hào)、制造商等屬性信息，這個(gè)過(guò)程是建立模型的關(guān)鍵步驟之一，因?yàn)锽IM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(dòng)統(tǒng)計(jì)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(guò)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(xiàng)目文件的平面視圖中作為參考，這樣可更加直觀地運(yùn)用二維和三維的相互銜接。三維模型的建立通過(guò)一個(gè)個(gè)實(shí)體化參數(shù)“族”來(lái)實(shí)現(xiàn)，任何一根管道、設(shè)備等實(shí)體，都要通過(guò)“族”來(lái)完成。“族”和CAD里面的屬性塊類(lèi)似，但又有著本質(zhì)區(qū)別，“族”含有一個(gè)實(shí)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(gè)虛擬的樓宇里敷設(shè)好了一根管道。

在調(diào)用族庫(kù)的過(guò)程中，設(shè)置類(lèi)型屬性，并在相應(yīng)位置放置設(shè)備。利用“常用”選項(xiàng)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(lèi)型中選擇所需管道類(lèi)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?yàn)樵诙S定位的同時(shí)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(shí)，可以在選項(xiàng)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(guò)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(shí)，建議首先與暖通專(zhuān)業(yè)、電氣專(zhuān)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(zhuān)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(guò)程中，要善于運(yùn)用工作集和過(guò)濾器的概念，針對(duì)給排水的每一個(gè)管道系統(tǒng)，可通過(guò)工作集和過(guò)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(dòng)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(shí)不同的管道系統(tǒng)可以設(shè)置為不同的線(xiàn)型、顏色等屬性，為日后出圖或按系統(tǒng)調(diào)整碰撞時(shí)提供方便。

2.3碰撞檢查與管線(xiàn)綜合

在Revit MEP平臺(tái)上，將給排水、電氣和暖通模型置于同一的設(shè)計(jì)環(huán)境，便可清晰地看見(jiàn)碰撞點(diǎn)，首先在三維視圖中手動(dòng)查找明顯的管線(xiàn)之間的碰撞以及管線(xiàn)與結(jié)構(gòu)建筑專(zhuān)業(yè)的碰撞，經(jīng)過(guò)第一輪調(diào)整，大多數(shù)碰撞可通過(guò)移動(dòng)管線(xiàn)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(tái)對(duì)硬件的要求過(guò)高，加上城堡本身各專(zhuān)業(yè)模型較大，用Revit 本身查找碰撞是個(gè)難以完成的任務(wù)，因此在工作中使用Navisworks平臺(tái)進(jìn)行碰撞檢查，Navisworks對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求不高，所有專(zhuān)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(zhuān)業(yè)將模型轉(zhuǎn)成nwc文件模式，運(yùn)用Navisworks平臺(tái)進(jìn)行碰撞檢查最終生成碰撞檢測(cè)報(bào)告，碰撞檢查的原理是利用數(shù)學(xué)方程描述監(jiān)測(cè)對(duì)象輪廓，調(diào)用函數(shù)求監(jiān)測(cè)對(duì)象的聯(lián)立方程是否有解。

當(dāng)需要進(jìn)行重大調(diào)整時(shí)，先提出預(yù)解決方案，各專(zhuān)業(yè)工程師一起進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)三維模型進(jìn)行調(diào)整，確定解決方案，各專(zhuān)業(yè)進(jìn)行確認(rèn)后，再對(duì)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(shí)，先提出預(yù)解決方案，各專(zhuān)業(yè)工程師一起進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)三維模型進(jìn)行調(diào)整，確定解決方案，各專(zhuān)業(yè)進(jìn)行確認(rèn)后，再對(duì)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(tái)圖紙生成

前面通過(guò)大量?jī)?nèi)容講述了三維模型的創(chuàng)建以及對(duì)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(guò)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?yàn)槟Ｐ碗m然含有所有施工信息，但施工方想直接通過(guò)模型讀懂所有的內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)的，因此Revit出圖是必不可少的內(nèi)容。

據(jù)了解，國(guó)內(nèi)目前的項(xiàng)目基于Revit平臺(tái)創(chuàng)建模型都是為了施工圖深化而單一解決管線(xiàn)碰撞問(wèn)題，建模也往往是在施工圖審查通過(guò)移交施工方后開(kāi)始進(jìn)行，這就不存在用Revit出圖的問(wèn)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(guò)程造成了不便。

迪士尼奇幻童話(huà)城堡是從開(kāi)始就基于 Revit平臺(tái)設(shè)計(jì)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(guò)xerf參照進(jìn)CAD文件，最后通過(guò)添加標(biāo)注后用CAD打印出圖;另一種是基于 Revit平臺(tái)生成圖紙后直接出圖。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者是用CAD平臺(tái)，加標(biāo)注較為簡(jiǎn)單直接，缺點(diǎn)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(guò)“族”實(shí)現(xiàn)，在Revit中通 過(guò)“視 圖”選 項(xiàng)卡中的“圖紙”來(lái)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(shí)現(xiàn)，當(dāng)然在標(biāo)注的過(guò)程中需要用戶(hù)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(guò)程中，需要標(biāo)注一些文字內(nèi)容，來(lái)增加圖紙的可讀性，Revit本身 無(wú) 法像CAD一樣根據(jù)自己的需求來(lái)隨意添加文字，而是通過(guò)注釋選項(xiàng)卡中的用戶(hù)注釋記號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在標(biāo)注之前要完成KeyNotes的建立工作。

運(yùn)用 Revit特定的語(yǔ)法格式，用戶(hù)可根據(jù)自身要求來(lái)完成需要添加的標(biāo)注內(nèi)容，在KeyNotes編制好后，通過(guò)Revit注釋記號(hào)選項(xiàng)卡來(lái)鏈接已經(jīng)編制好的txt文件。

前期準(zhǔn)備工作完成后，用戶(hù)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(guò)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(shí)只需要調(diào)整管道屬性，而管道標(biāo)注會(huì)自動(dòng)讀取屬性，因此在日后調(diào)整模型時(shí)，幾乎不用在標(biāo)注上耗費(fèi)更多的工作量。

3 BIM模型設(shè)計(jì)展望

BIM設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)不是一項(xiàng)新技術(shù)，但是從它的出現(xiàn)就是銜著金鑰匙，設(shè)計(jì)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(huà)圖板一樣具有革命性的意義。然而B(niǎo)IM 從2002年正式提出到現(xiàn)在已經(jīng)有十幾年的時(shí)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(guó)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(xiàng)好技術(shù)，但在項(xiàng)目具體推進(jìn)過(guò)程，BIM模型往往沒(méi)有取得應(yīng)有的效果，很多時(shí)候?yàn)榱藨?yīng)付業(yè)主建立了模型，然而模型又與實(shí)際完全對(duì)應(yīng)不上，模型如果沒(méi)有用，那便是資源的浪費(fèi)。

奇幻童話(huà)城堡使用了全專(zhuān)業(yè)全系統(tǒng)的BIM設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)院用了1年的時(shí)間，許多美方設(shè)計(jì)師為了這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)工作了4年的時(shí)間，這樣一個(gè)建筑面積1㎡的建筑耗費(fèi)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(guó)內(nèi)的業(yè)主很難將一個(gè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段便投入如此巨大。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多的知名開(kāi)發(fā)商也漸漸開(kāi)始重視起模型的設(shè)計(jì)，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)的項(xiàng)目投資巨大，功能復(fù)雜，單純靠二維設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿(mǎn)足施工和業(yè)主對(duì)項(xiàng)目的控制要求，如大連萬(wàn)達(dá)、上海綠地等業(yè)主也開(kāi)始在一些重要的項(xiàng)目中請(qǐng)BIM團(tuán)隊(duì)來(lái)建立模型，使得BIM技術(shù)有了很大的發(fā)展。總之,BIM取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式是必然的趨勢(shì)，然而勢(shì)必帶來(lái)整個(gè)建筑行業(yè)而非單純的設(shè)計(jì)行業(yè)的革命，因?yàn)檫@需要目前建筑行業(yè)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變，如業(yè)主對(duì)BIM的重視，設(shè)計(jì)院人力的投入，施工單位對(duì)于按模型施工的能力等。隨著國(guó)內(nèi)業(yè)主對(duì)于精品項(xiàng)目的投入，房地產(chǎn)行業(yè)慢慢回歸理性，相信那時(shí)人們會(huì)更加靜下心來(lái)體會(huì)BIM技術(shù)的種種優(yōu)勢(shì)。