施工图设计阶段BIM应用将各专业模型构建并进行优化设计的复杂过程。各专业信息模型包括施工图阶段的建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业。在此基础上,根据专业设计、施工等知识框架体系,进行三维设计出图、三维管线综合、竖向净空优化、幕墙优化分析和二次结构优化设计等应用,完成对施工图阶段设计的多次优化。大型主题乐园施工图设计阶段存在设计体量大,形体复杂,机房分布多,管线排布密集,走向复杂等特点和难点,通过BIM技术的应用这些难点可得到有效解决。
1.施工图模型三维设计出图
三维设计出图是以三维设计模型为基础,通过剖切的方式形成平面、立面、剖面、节点等二维断面图,可采用结合相关制图标准,补充相关二维标识的方式出图,或在满足审批审查、施工和竣工归档要求,直接使用二维断面图方式出图。相对于传统二维设计的分散性,三维设计出图更加强调数据的统一性、协同性和完整性,整个设计过程是基于同一模型进行的。
对于大型主题乐园复杂局部空间,借助三维透视图和轴测图进行表达,能保证各专业内平面图、立面图、剖面图、系统图、详图等表达的一致性和及时性,消除专业间设计冲突与信息不对称的情况,为后续设计交底、深化设计、施工等提供依据。利用BIM的出图功能,出图效率较传统二维设计出图提高近40%。施工图模型三维设计出图图面如图10-11—图10-13所示。
图10-11 BIM模型输出施工图——平面图
图10-12 BIM模型输出施工图——立面图
图10-13 BIM模型输出施工图——剖面图
2.三维管线综合
三维管线综合的主要目的是基于各专业模型,应用BIM三维可视化技术完成建筑项目设计图纸范围内各种管线布设、建筑、结构平面布置和竖向高程相协调等三维协同设计工作,尽可能减少碰撞,避免空间冲突,避免设计错误传递到施工阶段。
针对大型主题乐园地下室面积大,机房分布多,管线排布密集,走向复杂的特点。三维管线综合通过BIM模型提前模拟安装,进行多专业协同,管线综合排布为后期施工安装保证质量,避免施工现场的安装出现冲突返工。三维管线综合模型与现场安装管线效果对比如图10-14所示。
图10-14 BIM三维管线综合模型与现场安装管线对比
3.竖向净空优化
竖向净空优化的主要目的是基于各专业模型,优化机电管线排布方案,对建筑物最终的竖向设计空间进行检测分析,并给出最优的净空高度。图10-15为某主题乐园地下室机械车道竖向净空优化示意图。(www.xing528.com)
图10-15 竖向净空优化示意图
4.幕墙优化分析
建筑幕墙是集建筑、设计、装饰、加工为一体的综合性技术,大型主题乐园的幕墙一般具有曲面造型复杂、设计拟合困难、金属幕墙面积大、控制标准化难度高、施工定位困难、与各专业的配合要求高的特点,与普通平面幕墙相比,存在更多建造过程中的技术难点,对施工工艺的要求和对施工质量的控制也更为严格。
幕墙优化分析采用参数化技术提取幕墙信息模型数据,通过调整模型,解决幕墙表皮的控制面优化、幕墙分割优化、最优板材尺寸的确定等问题,最终给出安全可靠、实用美观以及经济合理的最佳方案。例如某主题乐园幕墙造型,以铝板及玻璃幕墙为主要材料,幕墙分割优化示意图如图10-16所示。
图10-16 幕墙分割优化示意图
5.结构优化设计
大型主题乐园的结构设计特别是异形结构设计往往很难精准控制空间定位,主体结构在施工时经常会出现与外立面设计的冲突,特种设备与主体结构也存在冲突可能。通过BIM技术,可以很好地在设计阶段控制结构设计,避免冲突。另外,通过BIM各专业协同,可以在设计阶段确定结构板上预留孔洞的准确位置。图10-17为某主题乐园特种设备与结构柱的冲突示意图,图10-18为幕墙与主体结构的冲突示意图。
图10-17 特种设备与结构柱的冲突示意图
图10-18 幕墙与主体结构的冲突示意图
6.大型游艺设备模拟分析
针对大型游艺设备,如电影乐园乘骑设备、包装DBV等大型设备等,在设计模型的基础上附加布线轨迹、运动过程、时间顺序等信息,进行游艺设备运动过程的可视化模拟,并充分利用建筑信息模型对方案进行分析和优化,提高方案审核的准确性,实现游艺设备运动过程的可视化分析。图10-19为某主题乐园乘骑游览设备运动过程仿真模拟示意图。
图10-19 乘骑游览设备运动过程仿真模拟示意图
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