基于Revit平台的复杂建筑BIM应用–重庆国际马戏城

1、北京市建筑设计研究院有限公司（BIAD）业务范围包括：城市规划、投资策划、大型公共建筑设计、民用建筑设计、室内装饰设计、园林景观设计、建筑智能化系统工程设计、工程概预算编制、工程监理、工程总承包等领域。自1949年成立以来，累计完成建筑设计面积已超过1.5亿平方米，从1977年至今，设计作品获得各类奖项总计1166项，曾被北京市政府授予“首都建筑设计突出贡献设计研究单位”荣誉称号。在全国各地设有12个分支机构，建筑设计作品遍及全国31个省市自治区。案例：重庆国际马戏城相关软件及及解决方方案：Autoddeskk Reevitt ArrchiiteccturreAutoddeskk Reevit

2、t SttruccturreAutoddeskk Reevitt MEEPAutoddeskk NaavissworrksAutoCCAD客户证言：对于形体复复杂、空空间复杂杂、功能能和性能能复杂的的建筑项项目来说说，如果果没有三三维造型型和 HYPERLINK / BIIM技术术的出现现，基本本上将无无法完成成。可以以说， HYPERLINK / BBIM技技术的出出现推动动了建筑筑创作，同同时也成成为了艺艺术创作作的原始始驱动。北京市建建筑设计计研究院院有限公公司总经经理徐全全胜从最初的时时尚标签签到追逐逐技术领领先，BBIM应应用即将将走过炫炫耀的年年代，返返璞归真真的蜕变变后，留留给我

3、们们的是它它强劲的的革命性性和简单单的实用用性。北京市建建筑设计计研究院院有限公公司第四四设计所所4A22工作室室主任张张浩BIM所带带来的不不仅是技技术上的的变革，而而且是设设计方法法和项目目控制上上的革新新，它带带来的最最直观的的利益是是提高了了设计的的准确度度和预见见性，从从而提高高了业主主对设计计单位的的信任度度。北京市建筑筑设计研研究院有有限公司司第四设设计所44A2工工作室副副室主任任陈文青青案例正文：重庆国际马马戏城基于于Revvit平平台的复复杂建筑筑BIMM应用项目概况重庆国际马马戏城位位于重庆庆市主城城区弹子子石组团团A标准分分区，总总用地面面积3.3333公顷，总总建筑面

4、面积3.72万万平方米米。建筑筑功能包包括主表表演馆、配配套服务务设施、动动物驯养养用房、办办公公寓寓等四个个部分，是是重庆十十大文化化建筑之之一。方案设计理理念来源源于马戏戏表演动动静和谐谐、亦真真亦幻的的效果呈呈现。造造型中两两条扭动动流转的的曲线契契合了重重庆山环环水绕的的城市景景观与自自然肌理理，隐喻喻连绵起起伏的群群山与曲曲转流长长的长江江，以其其独特的的外观效效果成就就了建筑筑自身的的标志性性。图1 重庆庆国际马马戏城沿沿江效果果图主表演馆建建筑面积积为2118477平方米米，建筑筑高度449.778米，座座位数114899座。主表表演馆的的建筑形形态通过过两组空空间曲线线生成两两

5、片相互互包裹的的曲面，围围合出马马戏剧场场的主要要空间。内内侧曲面面圆润、饱饱满，外外侧曲面面舒展平平缓，自自然延伸伸为屋面面飘带，与与售票亭亭、餐饮饮、零售售等商业业设施有有机的融融合在一一起。图2 重庆庆国际马马戏城主主表演馆馆效果图图项目挑战及及解决方方案鉴于重庆国国际马戏戏城项目目的复杂杂性和重重要性，在在设计合合同签定定时业主主明确提提出：要要求设计计单位交交付BIIM成果果模型，标标准是要要求模型型能进行行施工指指导和定定位。北北京市建建筑设计计研究院院有限公公司（简简称“北京院院”）在该该项目中中实现了了由方案案设计到到施工图图全过程程全专业业的 HYPERLINK / BIIM

6、技术术应用，目目前已完完成施工工图设计计。重庆国际马马戏城项项目的技技术挑战战包括：以Autoodessk RReviit软件件为基础础，建立立建筑、结结构、设设备、电电气全专专业三维维模型；将CATIIA软件件建立的的参数化化外幕墙墙模型与与Auttodeesk Revvit软软件建立立的室内内模型整整合为一一体，形形成完整整的建筑筑信息模模型；利用三维信信息模型型辅助设设计，进进行各专专业定性性分析与与定量计计算；利用三维信信息模型型与相关关分包设设计单位位进行技技术配合合。基于以上挑挑战，重重庆国际际马戏城城项目组组建立了了专门的的BIMM设计小小组，在在初步设设计和施施工图设设计阶段段

7、，完成成了模型型建立、复复杂空间间分析、功功能优化化设计、幕幕墙优化化设计、管管线综合合设计等等一系列列工作。全专业BIIM模型型在方案设计计阶段，应应用Rhhinoocerros软软件将手手工工作作模型快快速转化化为计算算机模型型，并借借助计算算机模型型对方案案进行造造型推敲敲、曲面面优化、视视线分析析、面积积控制，完完成由感感性创意意到理性性设计的的回归。图3 方案案阶段模模型在初步设计计和施工工图阶段段，将CCAD图图纸导入入Auttodeesk Revvit软软件中，建建立重庆庆国际马马戏城项项目的全全专业模模型。整整个项目目模型分分为建筑筑结构模模型、设设备模型型（暖通通空调、给给排

8、水、消消防系统统）、电电气模型型（强弱弱电桥架架）、场场地模型型等4个模型型文件，通通过Auutoddeskk Reevitt软件的的“复制、监监视”功能实实现各模模型之间间的实时时信息更更新。通通过三维维模型的的建立，设设计师能能够直观观准确地地理解复复杂的建建筑空间间，最大大限度地地弥补了了二维设设计的缺缺陷和不不足，直直接指导导施工，准准确表达达设计意意图。图4 重庆庆国际马马戏城主主表演馆馆Revvit模模型外幕墙的优优化与表表达马戏城主表表演馆外外幕墙是是复杂的的双轨曲曲线曲面面，在方方案深化化设计中中，使用用CATTIA软软件建立立外幕墙墙模型，包包括幕墙墙金属板板、幕墙墙龙骨、结

9、结构圈梁梁、弧形形结构柱柱等与幕幕墙曲面面相关的的各项内内容，通通过Rhhinoocerros软软件将其其导入AAutoodessk RReviit模型型，整合合为一个个整体。图5 主表表演馆外外幕墙模模型图6-1 主结构构柱模型型 图图6-22 幕墙墙圈梁模模型图6-3 幕墙龙龙骨模型型 图6-44 幕墙墙模型幕墙模型建建立后，对对曲面平平滑度进进行分析析，通过过不断优优化生成成曲线，最最终获得得无曲率率突变、光光滑度较较高的外外幕墙曲曲面，并并对曲面面曲率进进行分区区间统计计，为幕幕墙深化化提供基基础数据据。图7 曲面面曲率分分析根据建筑外外观效果果，通过过斜向菱菱形网格格对外幕幕墙曲面面

10、进行划划分，并并通过控控制曲面面面板的的最小尺尺寸和最最大尺寸寸，由软软件自动动完成曲曲面划分分，建筑筑师对多多次划分分后的外外观效果果进行比比选，确确定最终终划分方方式。图8 对外外幕墙曲曲面进行行分格对幕墙曲面面划分后后获得的的每一块块面板都都是双曲曲板，并并且没有有两块面面板是完完全一样样的曲面面，若按按照划分分结果直直接进行行面板施施工，将将会使幕幕墙造价价异常高高昂。建建筑师通通过软件件统计每每一块曲曲面板最最高点及及角点到到平面的的距离，确确定合理理的优化化程度，将将60%的双曲曲板优化化为平板板，其余余全部优优化为单单曲板，在在保证建建筑整体体效果的的前提下下，大大大降低了了工程

11、造造价。图9 将满满足条件件的双曲曲面板优优化为平平板利用强大的的信息统统计功能能，对每每一块幕幕墙面板板进行编编号，并并对其定定位坐标标、颜色色、材质质、开洞洞数量、开开洞尺寸寸和开洞洞位置等等信息进进行统计计梳理，为为指导施施工提供供了可靠靠的数据据信息。图10 幕幕墙面板板信息统统计表BIM模型型辅助复复杂空间间设计剧场类建筑筑在观众众席下部部、前厅厅、舞台台等部位位会形成成一些复复杂的异异型空间间，此类类空间的的合理性性和可利用性性需要借借助三维维模型分分析得出出结论。马戏城主表表演馆的的前厅与与观众厅厅之间通通过一道道弧形墙墙进行分分隔，它它既是结结构构件件也是造造型元素素，同时时还

12、是主主表演馆馆前厅的的设计亮亮点。这这道弧形形墙的定定位受到到多个条条件的制制约：首首先，弧弧形墙在在一层平平面的位位置要保保证售票票、存衣衣、零售售空间的的合理宽宽度；其其次，弧弧形墙在在二层空空间的曲曲线要满满足观众众走廊的的有效通通行宽度度与高度度，避免免产生压压抑感；再次，弧弧形墙与与外幕墙墙的交点点要位于于屋面结结构之下下。借助助Auttodeesk Revvit模模型能够够同时生生成多个个平面与与剖面的的特点，建建筑师能能够快速速准确地地获得满满意的曲曲面定位位，保证证前厅最最终的空空间效果果。图11 主主表演馆馆前厅弧弧墙模型型图12 主主表演馆馆前厅弧弧墙限制制条件-11（弧形

13、墙在在一层平平面的位位置要保保证售票票、存衣衣、零售售空间的的合理宽宽度）图图12 主表演演馆前厅弧弧墙限制制条件-22（弧形墙在在二层空空间的曲曲线要满满足观众众走廊的的有效通通行宽度度与高度度）图12 主表演演馆前厅弧弧墙限制制条件-33（弧形形墙与外外幕墙的的交点要要位于屋屋面结构构之下）在方案深化化过程中中，结构构、设备备、电气气等专业业需要应应用各自自专业的的分析软软件对建建筑方案案进行定定性分析析与定量量计算，BIM模型能够与其他专业软件进行文件格式转换，模型中所携带的大量信息数据也能够与其他软件实现数据共享，避免了传统设计过程中各专业要多次建立各种文件格式建筑模型的重复性工作，提

14、高了设计师的工作效率。结构设计中中借助AAutooCADD将Auttodeesk Revvit模模型导入入Fluuentt软件，对对建筑进进行风荷荷载数值值模拟，确确定实际际风压分分布，为为结构和和幕墙设设计提供供准确依依据。同同时应用用SAPP20000、Middas等等结构计计算软件件，对建建筑主体体结构进进行结构构变形分分析，根根据计算算结果修修正Auutoddeskk Reevitt模型，为为建筑和和机电专专业的深深化设计计提供条条件。复杂结构节节点采用用CATTIA建建模，将将CATTIA模模型导入入ANSSYS Worrkbeenchh 144进行节节点分析析，根据据计算结结果进行

15、行节点三三维放样样，对二二维设计计进行优优化。以以屋架钢钢架节点点为例，在在三维放放样模型型中进行行了五项项内容的的优化：一是将将原设计计的一个个支座修修改为两两个支座座，方便便钢结构构加工，同时传力更清晰；二是优化灌浆孔位置和尺寸；三是修改埋件角钢形状和数量以利穿筋；四是修改穿筋形式，将整段箍筋分成2段，方便施工；五是优化钢筋弯折形式并调整钢筋排布和规格。图13 屋屋面钢架架节点三三维放样样模型消防设计中中利用AAutoodessk RReviit模型型模拟多多个标高高的消防防水炮保保护范围围，校核核水炮放放置位置置，利用用最少数数量的消消防水炮炮实现最最大范围围的保护护。图14 消消防水炮

16、炮保护范范围模拟拟主表演馆观观众厅与与舞台之之间无物物理分隔隔，需要要借助舞舞台马道道的构造造布置照照明灯具具。借助助Auttodeesk Revvit模模型准确确的空间间数据信信息，采采用CaalcuuLuxx Arrea照照明设计计软件对对观众厅厅进行分分析，得得出合理理的灯具具布置及及灯具设设计参数数。管线综合设设计与碰碰撞检查查管线综综合设计计与碰撞撞检查的的目的是是避免碰碰撞，解解决各专专业间的的冲突，明明确管线线标高以以及辅助助确定施施工顺序序等。传传统二维维设计中中的管线线综合设设计是通通过绘制制关键点点剖面图图进行各各专业间间的协调调，而在在三维设设计中则则可以利利用BIIM模

17、型型直接反反映各专专业条件件，利用用Auttodeesk Navviswworkks软件件进行碰碰撞检查查，使得得进行管管线综合合设计的的效率大大大提升升。马戏城主表表演馆的的机电用用房主要要集中在在地下一一层与地地下二层层，涉及及到的机机电管线线包括通通风空调调系统、空空调水系系统、给给排水系系统、消消防水系系统、强强弱电系系统等。利利用三维维模型进进行碰撞撞检查时时会产生生大量碰碰撞错误误，为使使碰撞检检查结果果清晰明明确，对对土建结结构与机机电系统统、机电电系统之之间分别别进行碰碰撞检查查。“硬碰撞撞”即时进进行调整整和修改改，对结结构管道道所进行行的列表表说明无无需在图图纸中表表示出来

18、来，便于于下一步步指导施施工。图15-11 地下下一层结结构梁与与空调风风管碰撞撞 图15-2 地地下一层层空调风风管与电电气桥架架碰撞应用BIMM模型进进行外部部配合作作为大型型综合性性剧场项项目，重重庆国际际马戏城城在施工工图完成成过程中中需要进进行消防防性能化化设计、节节能审查查、舞台台机械设设计、园园林设计计、内部部精装修修设计等等专项设设计，这这些专项项设计由由专业设设计公司司配合完完成，而而设计单单位提供供的BIIM模型型能够为为专项深深化设计计提供准准确的数数据条件件，使专专项设计计能够快快速展开开，并与与设计单单位密切切配合。由于主表演演馆的观观众区与与舞台区区无法进进行分隔隔，设计计单位委委托公安安部四川川消防研研究所（“川消所”）进行消防性能化设计。川消所使用火灾情况模拟软件DFS和疏散模拟软件STEPS对主表演馆进行火灾模拟和疏散分析，需要设计方提供准确的建筑三维模型。设计方将Autodesk Revit模型导出为.dxf文件，利用Pyrosim软件与DFS软件实现无缝对接，配合川消所完成了消防性能化设计。图16-11 .ddxf文文件直接接导入PPyroosimm工具图16-22 添加加火灾参参数条件件生成.fdss文件进进行模拟拟计算图16-33 火灾灾模拟及及烟气分分析成果果马戏剧场中中舞台机机械较普普通剧场场更为复复杂