在北京黑騎士高爾夫會所一體化改造中應用SketchUp進行輕量化BIM輔助設計綜述

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　　摘    要：在行業內大力推廣BIM的歷史階段，本文記錄了在北京黑騎士高爾夫會所一體化改造項目中，綜合考慮到項目的設計建造周期、材料和安裝成本等因素，應用SketchUp軟件進行輕量化BIM輔助設計并指導施工的案例。在BIM設計思維模式下，該項目最終優化了設計流程，解決設計和施工中部分痛點，大量采用后場加工、現場裝配作業方式，減少了材料浪費和環境污染，加快的工程進度，產生了良好的經濟效益和社會效益。
　　關鍵詞;BIM; 一體化; SketchUp;建筑設計;輕量化 ;室內設計
　　1  引言
　　建筑信息模型化（BIM）是近年來建筑產業的一大熱門。然而BIM的真正運用，并不只是設計施工建模這么簡單，需要全產業鏈的共同努力。這個過程自上而下的整合是相當不容易的。而且由于傳統產業模式的強烈慣性，以及相關人才和成本方面的考慮，現階段的實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目的特定階段，以BIM思維為基礎進行階段性的輕量化BIM運用，并帶來項目整體效率的極大提升。本文將以由筆者承當設計項目負責人的北京黑騎士高爾夫會所一體化改造項目為例對應用SketchUp軟件進行輕量化BIM輔助設計并由此帶來的相關影響進行闡述。
　　2  項目概況
　　位于北京首都國際機場附近的黑騎士高爾夫會所是一幢總面積約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。限于當年的歷史條件，加上會所建成后國內經濟高速增長，高爾夫運動也迅速發展，近幾年來原有的會所規模偏小、動線不合理的弊端越發突出。同時原有建筑風格缺乏特色，外部與內部形象也逐漸老舊，原有設備老化且當年的設計標準較低，故而會所運營方于2016年，也就是會所正式運營的10年后，決定對會所建筑整體進行全面改造。
　　3  輕量化BIM設計思想確立
　　在設計初期，項目就確立為在原有建筑主體不拆除的情況下，由功能優化為主導進行一體化改造建設。自項目一開始就直接面臨建筑內外協同配合的問題。作為設計項目負責人，筆者需要帶領團隊對該會所建筑外部和內部改造的設計進行整體把控，同時協調與景觀的配合。首先對內部流線進行梳理，然后迅速反饋給室內設計進行細化，幾乎同時也會反饋到外立面造型，均需要呈現完整設計方案給項目運營方進行決策。于是決定在設計方案階段采用設計模型共享的方式，加強設計協同。
　　隨著項目迅速推進，由于內部功能變更、建筑面積增加和建設標準提高，很快就面臨各種難題：
　?。?）原有結構因為荷載變大和標準提高需要加固，同時也面臨局部拆除和擴建的問題。這方面需要結構專業團隊的密切配合。
　?。?）因為運營方對于改造后的凈高要求高，受限于原有結構主體層高，改造要求設備專業提供高標準配合。
　　（3）會所改造是在整個球場改造之后且完全停止運營的情況下進行的，對于項目完工的時間有著嚴格的限制，故而在改造施工中將會存在大量交叉施工和密切銜接的問題。
　　以上問題都給項目的設計帶來了挑戰。團隊內部各專業以及景觀配合方協商之后，發現完全有條件在利用內外部設計模型一體化的基礎上更進一步，把結構和設備相關因素綜合考慮，并在模型上直觀體現出來。于是在該項目中輕量化運用BIM思維進行輔助設計并指導后期建造安裝的思想就確立了。由于北京地區環保的壓力，同時也是工程從工程進度方面考慮，該項目一開始就將裝配式作為主要施工方案，因此輕量化BIM方案也得到了項目運營方的認可和支持。
　　4  輕量化BIM設計實踐
　　前文所述的模型一體化，是基于SketchUp這樣一款在建筑師、室內設計師和景觀設計師群體中廣泛采用的輔助3D設計軟件。區別于專業化大型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，通常用于方案設計階段，亦能通過相關插件或者和其他軟件配合展示設計效果。
　　此文所提及的“輕量化”，并不是指BIM的工作量變少，也不是說指實施BIM的軟件不專業。恰恰相反，由于SketchUp軟件并不被結構工程師或設備工程師所熟悉，在該項目BIM實踐過程中，建筑師和室內設計師的工作量是大量增加的，為此專門增設了為模型組。然而鑒于前文所述BIM整體產業現狀，該項目并不具備全面BIM的條件。所以該項目選擇基于SketchUp部署BIM也是無奈之舉。而所謂“輕量化”則就是指該項目大部分的設計工作還是建立在以CAD為基礎的傳統形式上，BIM所建立的模型數據，僅限于輔助設計協同和有限度的指導建造安裝。且由于SketchUp軟件的局限性，相關設計信息數據需要靠人工進行輸入，至多依靠一些中間軟件進行計算機輔助轉換，與真正的BIM數據信息全流程實時共享還是有著極大的差距的。具體實施過程如下：
　　（1）在設計工作開展前對現狀建筑進行了全面建模。因為是全面改造，所以為了減少建模周期，建模工作沒有考慮該會所原有的裝飾部分以及墻體門窗等，而是著重與搭建現狀結構梁板、樓梯、屋頂甚至基礎等必要部分。
　?。?）正是有了這樣的模型基礎，在進行改擴建方案設計過程中，直觀呈現改擴建方案中每一項改變對于原建筑的影響，讓參與設計決策各方能夠快速地提出功能及造型調整意見，進而對工程進度造價等各方面進行與評估。
　　（3）最終的改造為了在原建筑二層增加一個四百平方米的大空間宴會廳，需要將原建筑北側入口大廳部位包括屋頂需完全拆除。在設計團隊提供的一體化數字模型中，拆除前后結構的變化以及內外部造型清晰明確，結構設計團隊也迅速跟進，提供了拆除后相關梁柱加固方案和大廳鋼結構重建方案。由于效果和各項數據對比直觀，在此基礎上經過數輪高強度方案調整，歷時三個月就確定了改擴建方案。
　?。?）方案確定后，留給深化設計的時間相當緊張。經過統籌，此過程由建筑室內設計團隊領銜，協同結構、設備和外立面團隊進行。具體流程是，室內將設計意圖體現在一體化數字模型上，反饋給結構設計團隊進行擴建結構布置及計算，將結果返回給室內設計團隊，并體現在數字模型中。如此數輪之后，分別由室內和外立面設計團隊同步進行深化和調整。在此過程中室內設計團隊同時需要和設備工程師各專業進行同樣的互動，并且同樣由數字模型為媒介進行最終檢驗確認。
　?。?）最終設計成果的完成不但一體化數字模型發揮了重要作用，同時數字模型本身也是一個最終成果。通過數字模型，室內設計和管線綜合直接產生交互——盡管設備管線部分的表現形式比較初略，同時也把室外幕墻與屋面界面清晰展現。整個設計過程歷時四個半月（不含前期策劃部分）。從時間上看似乎并沒有太多的優勢，然而輕量化BIM思維帶來的一體化數字模型的價值卻在后期施工過程中提現出來。
　?。?）如前文所述，該項目除了部分基礎以及結構加固部分外，現場大部分采用裝配式施工方式。其中結構擴建用的是鋼結構（不過連接采用的現場焊接），室內飾面一體墻板使用率也達到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字模型直接或間接提供數據，減少了二次建模的工作量。同時在數字模型的幫助下，設備安裝進程大大加快。該項目最終建成面積六千平方米，從開工至最終投入試運營，歷時八個月。
　　5  結語
　　該項目應用輕量化BIM輔助設計優化了設計流程，解決設計和施工中部分痛點，大量采用后場加工現場裝配作業方式，減少了材料浪費和環境污染，加快的工程進度，產生了良好的經濟效益和社會效益。該項目之所以能夠實施輕量化BIM設計，是諸多因素共同促成，包括規模適中、運營團隊理念超前、設計團隊配合密切等，也有該項目雖在區位有些特殊要求有關，有些因素也有著某種不可復制性。因此輕量化BIM不是每個項目都適合。本文并非倡導輕量化BIM設計。只是作為一個案例以供參考。衷心希望建筑行業的BIM進程能加快。
　　參考文獻：
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