葛劍敏

摘 ? ?要：在行業(yè)內(nèi)大力推廣BIM的歷史階段，本文記錄了在北京黑騎士高爾夫會(huì)所一體化改造項(xiàng)目中，綜合考慮到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)建造周期、材料和安裝成本等因素，應(yīng)用SketchUp軟件進(jìn)行輕量化BIM輔助設(shè)計(jì)并指導(dǎo)施工的案例。在BIM設(shè)計(jì)思維模式下，該項(xiàng)目最終優(yōu)化了設(shè)計(jì)流程，解決設(shè)計(jì)和施工中部分痛點(diǎn)，大量采用后場(chǎng)加工、現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)方式，減少了材料浪費(fèi)和環(huán)境污染，加快的工程進(jìn)度，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞;BIM; 一體化; SketchUp;建筑設(shè)計(jì);輕量化 ;室內(nèi)設(shè)計(jì)

1 ?引言

建筑信息模型化（BIM）是近年來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)的一大熱門。然而BIM的真正運(yùn)用，并不只是設(shè)計(jì)施工建模這么簡(jiǎn)單，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。這個(gè)過(guò)程自上而下的整合是相當(dāng)不容易的。而且由于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式的強(qiáng)烈慣性，以及相關(guān)人才和成本方面的考慮，現(xiàn)階段的實(shí)際可操作性也存在一定的障礙。但是這并不妨礙在某些特定項(xiàng)目的特定階段，以BIM思維為基礎(chǔ)進(jìn)行階段性的輕量化BIM運(yùn)用，并帶來(lái)項(xiàng)目整體效率的極大提升。本文將以由筆者承當(dāng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的北京黑騎士高爾夫會(huì)所一體化改造項(xiàng)目為例對(duì)應(yīng)用SketchUp軟件進(jìn)行輕量化BIM輔助設(shè)計(jì)并由此帶來(lái)的相關(guān)影響進(jìn)行闡述。

2 ?項(xiàng)目概況

位于北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)附近的黑騎士高爾夫會(huì)所是一幢總面積約3000平方米的二層坡頂建筑，始建于2004年，與2006年全面投入使用。限于當(dāng)年的歷史條件，加上會(huì)所建成后國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，高爾夫運(yùn)動(dòng)也迅速發(fā)展，近幾年來(lái)原有的會(huì)所規(guī)模偏小、動(dòng)線不合理的弊端越發(fā)突出。同時(shí)原有建筑風(fēng)格缺乏特色，外部與內(nèi)部形象也逐漸老舊，原有設(shè)備老化且當(dāng)年的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，故而會(huì)所運(yùn)營(yíng)方于2016年，也就是會(huì)所正式運(yùn)營(yíng)的10年后，決定對(duì)會(huì)所建筑整體進(jìn)行全面改造。

3 ?輕量化BIM設(shè)計(jì)思想確立

在設(shè)計(jì)初期，項(xiàng)目就確立為在原有建筑主體不拆除的情況下，由功能優(yōu)化為主導(dǎo)進(jìn)行一體化改造建設(shè)。自項(xiàng)目一開始就直接面臨建筑內(nèi)外協(xié)同配合的問(wèn)題。作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，筆者需要帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)該會(huì)所建筑外部和內(nèi)部改造的設(shè)計(jì)進(jìn)行整體把控，同時(shí)協(xié)調(diào)與景觀的配合。首先對(duì)內(nèi)部流線進(jìn)行梳理，然后迅速反饋給室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化，幾乎同時(shí)也會(huì)反饋到外立面造型，均需要呈現(xiàn)完整設(shè)計(jì)方案給項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方進(jìn)行決策。于是決定在設(shè)計(jì)方案階段采用設(shè)計(jì)模型共享的方式，加強(qiáng)設(shè)計(jì)協(xié)同。

隨著項(xiàng)目迅速推進(jìn)，由于內(nèi)部功能變更、建筑面積增加和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高，很快就面臨各種難題：

（1）原有結(jié)構(gòu)因?yàn)楹奢d變大和標(biāo)準(zhǔn)提高需要加固，同時(shí)也面臨局部拆除和擴(kuò)建的問(wèn)題。這方面需要結(jié)構(gòu)專業(yè)團(tuán)隊(duì)的密切配合。

（2）因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)方對(duì)于改造后的凈高要求高，受限于原有結(jié)構(gòu)主體層高，改造要求設(shè)備專業(yè)提供高標(biāo)準(zhǔn)配合。

（3）會(huì)所改造是在整個(gè)球場(chǎng)改造之后且完全停止運(yùn)營(yíng)的情況下進(jìn)行的，對(duì)于項(xiàng)目完工的時(shí)間有著嚴(yán)格的限制，故而在改造施工中將會(huì)存在大量交叉施工和密切銜接的問(wèn)題。

以上問(wèn)題都給項(xiàng)目的設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部各專業(yè)以及景觀配合方協(xié)商之后，發(fā)現(xiàn)完全有條件在利用內(nèi)外部設(shè)計(jì)模型一體化的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，把結(jié)構(gòu)和設(shè)備相關(guān)因素綜合考慮，并在模型上直觀體現(xiàn)出來(lái)。于是在該項(xiàng)目中輕量化運(yùn)用BIM思維進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)并指導(dǎo)后期建造安裝的思想就確立了。由于北京地區(qū)環(huán)保的壓力，同時(shí)也是工程從工程進(jìn)度方面考慮，該項(xiàng)目一開始就將裝配式作為主要施工方案，因此輕量化BIM方案也得到了項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方的認(rèn)可和支持。

4 ?輕量化BIM設(shè)計(jì)實(shí)踐

前文所述的模型一體化，是基于SketchUp這樣一款在建筑師、室內(nèi)設(shè)計(jì)師和景觀設(shè)計(jì)師群體中廣泛采用的輔助3D設(shè)計(jì)軟件。區(qū)別于專業(yè)化大型BIM軟件，這款軟件本身并不是為了BIM打造的。由于其具有直觀易用的特點(diǎn)，通常用于方案設(shè)計(jì)階段，亦能通過(guò)相關(guān)插件或者和其他軟件配合展示設(shè)計(jì)效果。

此文所提及的“輕量化”，并不是指BIM的工作量變少，也不是說(shuō)指實(shí)施BIM的軟件不專業(yè)。恰恰相反，由于SketchUp軟件并不被結(jié)構(gòu)工程師或設(shè)備工程師所熟悉，在該項(xiàng)目BIM實(shí)踐過(guò)程中，建筑師和室內(nèi)設(shè)計(jì)師的工作量是大量增加的，為此專門增設(shè)了為模型組。然而鑒于前文所述BIM整體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，該項(xiàng)目并不具備全面BIM的條件。所以該項(xiàng)目選擇基于SketchUp部署B(yǎng)IM也是無(wú)奈之舉。而所謂“輕量化”則就是指該項(xiàng)目大部分的設(shè)計(jì)工作還是建立在以CAD為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)形式上，BIM所建立的模型數(shù)據(jù)，僅限于輔助設(shè)計(jì)協(xié)同和有限度的指導(dǎo)建造安裝。且由于SketchUp軟件的局限性，相關(guān)設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)需要靠人工進(jìn)行輸入，至多依靠一些中間軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助轉(zhuǎn)換，與真正的BIM數(shù)據(jù)信息全流程實(shí)時(shí)共享還是有著極大的差距的。具體實(shí)施過(guò)程如下：

（1）在設(shè)計(jì)工作開展前對(duì)現(xiàn)狀建筑進(jìn)行了全面建模。因?yàn)槭侨娓脑?，所以為了減少建模周期，建模工作沒(méi)有考慮該會(huì)所原有的裝飾部分以及墻體門窗等，而是著重與搭建現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)梁板、樓梯、屋頂甚至基礎(chǔ)等必要部分。

（2）正是有了這樣的模型基礎(chǔ)，在進(jìn)行改擴(kuò)建方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，直觀呈現(xiàn)改擴(kuò)建方案中每一項(xiàng)改變對(duì)于原建筑的影響，讓參與設(shè)計(jì)決策各方能夠快速地提出功能及造型調(diào)整意見，進(jìn)而對(duì)工程進(jìn)度造價(jià)等各方面進(jìn)行與評(píng)估。

（3）最終的改造為了在原建筑二層增加一個(gè)四百平方米的大空間宴會(huì)廳，需要將原建筑北側(cè)入口大廳部位包括屋頂需完全拆除。在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的一體化數(shù)字模型中，拆除前后結(jié)構(gòu)的變化以及內(nèi)外部造型清晰明確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也迅速跟進(jìn)，提供了拆除后相關(guān)梁柱加固方案和大廳鋼結(jié)構(gòu)重建方案。由于效果和各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比直觀，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)數(shù)輪高強(qiáng)度方案調(diào)整，歷時(shí)三個(gè)月就確定了改擴(kuò)建方案。

（4）方案確定后，留給深化設(shè)計(jì)的時(shí)間相當(dāng)緊張。經(jīng)過(guò)統(tǒng)籌，此過(guò)程由建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，協(xié)同結(jié)構(gòu)、設(shè)備和外立面團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。具體流程是，室內(nèi)將設(shè)計(jì)意圖體現(xiàn)在一體化數(shù)字模型上，反饋給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行擴(kuò)建結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算，將結(jié)果返回給室內(nèi)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，并體現(xiàn)在數(shù)字模型中。如此數(shù)輪之后，分別由室內(nèi)和外立面設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同步進(jìn)行深化和調(diào)整。在此過(guò)程中室內(nèi)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同時(shí)需要和設(shè)備工程師各專業(yè)進(jìn)行同樣的互動(dòng)，并且同樣由數(shù)字模型為媒介進(jìn)行最終檢驗(yàn)確認(rèn)。

（5）最終設(shè)計(jì)成果的完成不但一體化數(shù)字模型發(fā)揮了重要作用，同時(shí)數(shù)字模型本身也是一個(gè)最終成果。通過(guò)數(shù)字模型，室內(nèi)設(shè)計(jì)和管線綜合直接產(chǎn)生交互——盡管設(shè)備管線部分的表現(xiàn)形式比較初略，同時(shí)也把室外幕墻與屋面界面清晰展現(xiàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程歷時(shí)四個(gè)半月（不含前期策劃部分）。從時(shí)間上看似乎并沒(méi)有太多的優(yōu)勢(shì)，然而輕量化BIM思維帶來(lái)的一體化數(shù)字模型的價(jià)值卻在后期施工過(guò)程中提現(xiàn)出來(lái)。

（6）如前文所述，該項(xiàng)目除了部分基礎(chǔ)以及結(jié)構(gòu)加固部分外，現(xiàn)場(chǎng)大部分采用裝配式施工方式。其中結(jié)構(gòu)擴(kuò)建用的是鋼結(jié)構(gòu)（不過(guò)連接采用的現(xiàn)場(chǎng)焊接），室內(nèi)飾面一體墻板使用率也達(dá)到70%，而外墻部分更是采用GRC面板，裝配比例接近100%。這些都可以由一體化數(shù)字模型直接或間接提供數(shù)據(jù)，減少了二次建模的工作量。同時(shí)在數(shù)字模型的幫助下，設(shè)備安裝進(jìn)程大大加快。該項(xiàng)目最終建成面積六千平方米，從開工至最終投入試運(yùn)營(yíng)，歷時(shí)八個(gè)月。

5 ?結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目應(yīng)用輕量化BIM輔助設(shè)計(jì)優(yōu)化了設(shè)計(jì)流程，解決設(shè)計(jì)和施工中部分痛點(diǎn)，大量采用后場(chǎng)加工現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)方式，減少了材料浪費(fèi)和環(huán)境污染，加快的工程進(jìn)度，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該項(xiàng)目之所以能夠?qū)嵤┹p量化BIM設(shè)計(jì)，是諸多因素共同促成，包括規(guī)模適中、運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)理念超前、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)配合密切等，也有該項(xiàng)目雖在區(qū)位有些特殊要求有關(guān)，有些因素也有著某種不可復(fù)制性。因此輕量化BIM不是每個(gè)項(xiàng)目都適合。本文并非倡導(dǎo)輕量化BIM設(shè)計(jì)。只是作為一個(gè)案例以供參考。衷心希望建筑行業(yè)的BIM進(jìn)程能加快。

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