公共建筑包括很多类型，如医院、体育馆、学校、办公楼等建筑功能和建筑形式也各不相同，本文主要讨论其共同点和主要BIM应用方向。

复杂造型的概念设计

随着工程建设项目的规模、形态和功能越来越复杂，建筑系统设计也变得越来越复杂，传统的建筑系统设计模式已经不能满足目前建筑整体设计的要求。

概念设计是工程项目在实施阶段的第一步工作，也是设计阶段的首要工作，在这一阶段，设计师要对建设单位要求有一个总的把握，如建筑类型的特点、功能、总投资、空间等要求。利用BIM技术进行概念设计，具有承上启下的优势，首先，把建设单位的对建筑的总体要求转化成了BIM模型，以可视化的方式给建设单位汇报，方便多方面筛选和优化方案；其次，BIM模型的信息量广，在概念设计完成后，整个项目的工程造价已经可以量化，有利于建设单位控制投资；最后，因其已具有大量可利用的信息，在进行施工图设计、结构设计、机电专业设计时更加便利，也有助于协同设计的开展。

以Revit为例，Revit提出了一个创造性的思路——概念体量建模。其“体量”功能提供了比标准构件更为灵活的建模与编辑功能，可快速地表达设计概念，在一定程度上满足了复杂形体的建模需要，使设计者可以暂且不考虑构件，从大局入手进行设计，同时也提供了体量转化为构件的功能，以便定案后继续深化。

如图3.15所示，模拟了上海中心大厦的体量模型进行楼层划分，并生成每层楼板的过程。

图3.15 概念体量生成楼层示意图

同时，习惯于其他软件的设计师，如Sketchup、Rhino、3DMax等，也可以先设计概念模型再导入到Revit软件中，继续进行深化设计（如图3.16）。

图3.16 由Rhino导入到Revit生成的幕墙

协同设计

人们对公共建筑在造型、功能、规模上的要求越来越高，各专业之间的矛盾也越发凸显，包括建筑专业与结构专业之间的矛盾、结构专业与机电专业之间的矛盾、机电专业内部的矛盾等，项目团队的协同设计必不可少。

BIM技术给协同设计带来了三维可视化的协同条件，首先，不同专业设计人员可以共享项目信息，各专业设计人员可以将本专业的BIM模型与中心文件进行关联，修改的信息可以自动更新到中心文件，所以各专业之间的冲突一目了然；其次，基于BIM技术的协同设计可以延伸到施工阶段及运维阶段，形成设计-施工-运维协同，例如，在设计阶段，施工单位就可以提前介入，根据以往的施工经验判断设计方案及工艺是否可行、合理；在施工阶段，施工单位对图纸的修改也可以及时反馈给设计单位及其他相关单位，保证了信息的时效性。（如图3.17）在今后的公共建筑的开发建设过程中，基于BIM技术的全生命周期协同设计将会成为的主流协同方式。

图3.17 BIM作为信息共享枢纽的构想

图片来源：中国BIM门户

幕墙深化设计

随着建筑技术的进步和社会的发展，人们对建筑外观的审美要求越来越高。幕墙工程呈现出对建筑美感和造型前所未有的追求，从传统的平直外立面向单曲、双曲等复杂造型跨越。尤其是多种材料搭配、凹凸有致、曲折分明的各种组合幕墙，造型新颖多变、标新立异、外形虚实结合，给人以极强的视觉冲击效果，为现代化城市面貌增加了魅力。空间异形幕墙造型的特殊性也直接导致了整个幕墙深化设计、施工难度大幅度提升。

以长沙梅溪湖国际文化中心项目为例，该工程结构、造型复杂（见图3.18），三个单体共计22000t异形大跨度弯扭钢结构，外面覆盖的幕墙材料主要为GRC幕墙，由1万余块无一相同的双曲面GRC板块组成。

图3.18 长沙梅溪湖国际文化中心项目效果图

图片来源：截取自百度百科

该项目实现了在幕墙专业工程中的全生命周期应用，具体应用措施是设计阶段使用Digital Project软件和Rhino软件进行幕墙全系统参数化建模，将BIM模型通过Navisworks整合（见图3.19），完成碰撞检测，生成碰撞报告，调整设计模型无误后再出施工图。加工阶段使用DigitalProject软件导出GRC模具筋板切割模型，利用CNC三轴雕刻机切割雕刻，保证GRC生产加工精度。施工阶段使用基于微信平台的GRC管理系统进行进度、质量、安全管理，完成GRC的无纸化验收和实现GRC施工动态监测。运维阶段是利用BIM模型进行GRC拆卸方案的模拟和利用GRC管理系统对GRC幕墙运维信息查询。通过幕墙全生命周期的BIM技术应用，实现工程智慧建造与运维。

图3.19 Navisworks的模型整合

复杂节点深化设计

在公共建筑中，比较常见的复杂节点如转换层中的柱与梁、柱与柱帽之间的节点，大尺寸截面的型钢与钢筋的节点。各类钢筋节点处排列紧密、构造复杂、安装要求高、操作人员众多，对比传统节点钢筋安装更加困难。

利用BIM技术的可视化优势，可以在施工前进行复杂节点的模拟排布，降低返工率，给钢筋绑扎留出操作空间，也方便给现场管理人员和施工班组进行交底。如图3.20，在型钢和钢筋节点施工前，利用Revit或者Tekla建立钢筋模型，进行碰撞检测和方案交底，将问题提前解决。

图3.20 型钢与钢筋节点的模拟布置

图片来源：由青建集团股份公司提供

作者：吕燕翔 仅供学习交流 版权归原作者所有

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