江苏大剧院建设：BIM技术应用助力

3.1　BIM的参数化找形

图6-4　建筑整体模型

江苏大剧院单体建筑造型如同一滴水珠，为构建这一复杂的曲面造型，运用了Rhino5.0软件及其参数化插件Grasshopper，利用软件在曲面表达参数化关联方面的优势，实现了建筑设计意图的完美表现。首先确定“水珠”的边界条件，并绘制参数可调的简单曲线作为屋盖的轮廓，见图6-4。水珠的纬向可以用横波来描述，利用单弧线控制波峰和波谷的高度，并将波峰和波谷的平面位置与轴线一一对应。通过横波线和轮廓线可以确定屋盖造型的经向控制线，从而生成屋盖的参数化三维模型。

在BIM软件中完成建筑外壳找形，标高、放样曲线、断面曲线均可由参数控制。在确定建筑外壳后，依据结构设计形式在模型中构造结构中心线模型，为结构计算提供准确定位，其中立柱个数、位置、结构厚度等均为可调参数。结构形式和位置确定后，对幕墙进行单元划分，其中单元的长宽比例、大小均为可调参数。幕墙划分确定后，依据一定数学关系确定开窗的位置和大小，大小为可调参数。由参数控制的建筑形体便于设计师依据专业分析结果，快捷地完成调整，高效直观。

3.2　仿真技术应用

BIM技术相比于传统建筑设计不仅实现了建筑的参数化设计，还有效地将计算机仿真技术应用起来。设计人员在建筑设计完成后可以通过计算机仿真技术对建筑的各项标准进行检验，确保在受力以及各部分建筑协调上具有可行性，最低标准是在使用期内不能发生结构安全事故，同时在建筑过程中应该体现经济性特点。在设计中除了要满足日常使用需求外还要考虑一些突发情况，例如受到重物的冲击或者地震等因素的影响，保证承受一定范围外力的影响，保障人们的生命财产安全。在设计中考虑到相关因素可能造成的影响，利用BIM技术对设计方案进行演练，并结合仿真结果在设计之初利用力学原理，从不同角度进行受力分析，例如建筑物的抗震能力可以通过仿真来实现。

3.3　BIM设计流程

BIM模型作为一个信息传递的统一载体贯穿了项目的全过程，各参与方通过这一载体完成了交互式协同，提高了工作效率，保证了项目高品质地顺利实施。以复杂的屋盖系统设计流程为例说明BIM设计流程：

(1)利用参数化技术完成复杂屋盖形体的找形。(www.xing528.com)

(2)在BIM模型中构建结构计算单线模型，并导入专业分析软件中进行演算，完成结构设计。

(3)将结构设计数据整合到BIM模型中进行设计校核，并进行三维协调、修改设计。

(4)利用已确定设计的BIM模型直接导出屋盖部分施工图。

(5)将屋盖BIM模型提供给施工单位进行深化设计，并对其深化BIM模型进行校核。施工单位依据BIM模型进行下料、加工、安装。

(6)当现场安装出现问题时，利用BIM模型比对现场照片，结合现场实地测量，找出问题，快速加以解决。

3.4　技术设计

技术设计阶段可以随时切换三维模型和二维图纸工作，将建筑所需要的构件如门、窗、楼梯等构件添加到模型上，确定构件尺寸及位置，平面图纸上的每个部分在三维视图中都是真实可见、相互对照的。对于复杂的建筑形体，可随时在任意位置做出剖面进行分析，大大降低了设计盲区，只要在明细表中添加一个公式就可得到想要的面积。Revit利用三维可视技术和数据管理，真实反映建筑构件的物理属性，随着方案的深化，逐步添加或者修改构建属性，直到施工图纸的完成。

3.5　排水设计

复杂、异形屋面的排水设计是一个极为重要的问题，通过编写GH程序，可以在屋面Rhino模型中平均选取一些采样点进行排水坡度的分析，找出排水不利点，通过调整曲面造型或者增加排水设施等方法满足屋面排水设计的要求。同时，利用BIM模型可以快捷地统计出汇水面积，为排水设计提供准确的数据支撑。