海棠湾红树林费尔蒙七星级度假酒店BIM设计应用

一、项目背景
1、项目名称：海棠湾红树林费尔蒙七星度假酒店项目
2、项目类型：酒店综合体
3、项目设计单位：悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司（CCDI）
CCDI（悉地国际）成立于1994年，十七年时间，CCDI从小型设计事务所成长为大型综合设计咨询公司，经历了创业、发展、改制、开拓的成长历程，并且这种成长还在不断继续。今天，已有近3800名各领域的设计师、工程师和咨询师等人才在CCDI工作，他们以自己的专业能力为客户提供全面和优质的服务。CCDI将致力于成为中国城市建设的综合服务者，为推进中国的城市化进程贡献力量。
4、投资金额：16.8(亿元)
5、项目周期：2009年——2013年
6、相关软件应用：
AutodeskRevitArchitecture
AutodeskRevitStructure
AutodeskRevitMEP
AutodeskNavisworks
AutodeskEcotectAnalysis
AutodeskDesignReview
7、BIM与CCDI：
BIM是当前建筑行业非常热的一个词，BIM的英文是BuildingInformationModeling，多数被翻译为“建筑信息模型”，但笔者更倾向于另一种翻译，即“建筑信息模型化”。通过建筑模型这个载体，将围绕建筑物由各种方式产生的各种数字化信息聚集起来。当这些信息在建筑物的整个生命周期内，在产业链的各个环节流转时，可以更准确、无损的进行信息的传递、应用。如果从这个角度看，BIM这三个字符中价值最大的是“I”，即信息（Information）。“M”则是建筑信息的基础，是信息的源头。
CCDI作为一家以建筑设计为核心业务的公司，对BIM的理解简单而独到，用公司内通用的一句话说：“BIM是改变建房子的整件事”。

二、正文

海棠湾红树林费尔蒙七星度假酒店项目

项目概况：
三亚海棠湾酒店是今典集团在海南省三亚市海棠湾兴建的七星级酒店综合体。基地总用地面积215549平方米，地势中央高四周低。地块西面为城市规划道路，东面面向南海，临海为宽约25米的公共绿化带，南、北两面均为规划公共绿地。有较好的景观资源，是商务休闲酒店的理想用地。
本工程由三幢相连的建筑（酒店主楼、主宴会厅及小宴会厅）和一座独立的锅炉房组成，总建筑面积160563平方米。主要建筑（酒店主楼、主宴会厅及小宴会厅）建筑面积160329平方米，地上30层，地下4层。主体建筑高度120.2米，最高点高度148.18米。项目设施齐备，建成后将成为当地标志性建筑。
本项目应用BIM技术进行设计，改变了工作方式、提高了工作效率、提升了服务质量。同时也为CCDI的BIM团队积累了宝贵的BIM设计经验，BIM施工图经验。

图1海棠湾红树林费尔蒙七星度假酒店项目鸟瞰图

图2海棠湾红树林费尔蒙七星度假酒店项目透视图

BIM设计组织：
涉及专业：建筑、结构专业。

设计深度：初步设计。

图3BIM设计组织图

BIM设计流程：
建筑结构专业以BIM模型为中心进行设计，与机电专业通过DWG进行提资与反提资，形成3D+2D的工作流程：

图4BIM设计流程图

BIM可视化设计
BIM不等同于单纯的建模，更不等同于效果图，效果图基于线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了构件之间的互动性和反馈性。在BIM建筑信息模型中，构件之间形成互动性和反馈性的可视，可视化的结果不仅可以用来展示，同时可以制作二维设计图纸、报表，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

图5AutodeskRevit建筑结构模型

图6AutodeskRevit模型局部一

图7AutodeskRevit模型局部二

BIM参数化设计：
海棠湾红树林项目裙房部分的外立面采用了大量的装饰性构件，很细腻，很有机理。这些构件以木格栅为主。
在立面上布置大量的木格栅需要注意两方面的问题：一是木格栅的尺度、布局要融合于建筑形式和环境特征；二是木格栅的尺寸规格要尽量少，尽量统一。面对这两个问题，设计人员考虑通过参数化设计对木格栅的规格进行控制。
对木格栅立面的参数化控制主要分为三个层次。
1．木格栅立面的最基本元素是木条，因此设置木条的长宽高三个参数，这是第一层控制；
2．木条布局方式，包括间距、角度、主次关系等等，这是第二层控制；
木格栅的布局是受立面形态限制的，因此要对木格栅立面的边界和转折进行控制。

图8裙房外立面参数化设计表现图

项目难点设计
1、塔楼中庭双曲面设计
本项目中，主楼中庭的构造异常复杂。设计时，依据Revit模型进行方案探讨和确定，辅助结构计算和验证。像这种复杂的构件可以基于三维模型设计，并由模型生成二维的设计图纸。换一个角度考虑，甚至可以不需要二维图纸，直接输出构件参数给相关厂商进行生产。

图9塔楼中庭双曲面模型图

图10塔楼中庭双曲面设计图纸

2、入口大雨棚设计
海棠湾项目中，主楼入口的大雨棚用到桁架结构，Revit模型在桁架结构设计和计算中发挥了独特的优势。

图11入口大雨棚模型图

3、塔楼两翼斜柱设计
由于建筑形式的特殊性，结构专业需要解决两翼不断向外伸展的平台支撑问题。应用Revit结构模型，设计了多套斜柱方案，并协调斜柱与建筑的关系，导出相关数据辅助进行结构计算。
海棠湾红树林项目自三层至十六层，两侧逐层向外伸展，悬挑长度最大处达30米，由于平面上是弧形的，两测的悬挑还带有一定弧度。
这样的建筑方案，给结构带来最大的问题是，如此大的悬挑，结构如何支撑。结构人员设计了斜柱的方案，但问题是斜柱并不是线性向上倾斜，而是带有一定旋转的向上倾斜、延伸。斜柱的空间定位、斜柱和悬挑楼板边界的位置关系、斜和楼板上幕墙的位置关系等等，都是摆在结构人员面前的难题。

图12塔楼两翼斜柱设计模型图

上图中所示，是斜柱方案推敲过程中BIM搭建的模型，设计人员根据BIM模型进行斜柱的定位，然后在结构计算程序中进行计算。根据计算结果，调整BIM模型中斜柱的定位，然后在进行验算。最后从BIM的模型中输出斜柱平面定位图。
虽然斜柱的支持方案确定了，但是斜柱尺寸很大，当斜柱处于房间中时，空间的感觉到底如何呢，会不会影响房间的使用功能，或给使用者带来不舒服的体验？常规情况下，这些问题只有在建成并投入使用后才能知道。根据业主方的要求，使用BIM技术对斜柱、悬挑楼板、幕墙进行了三维动画模拟，以人的视角模拟从电梯厅到达斜柱所处房间，并在房间中行走的动画，从动画中可以清楚的展现建筑构件之间的空间关系，这种可视化的沟通方式，业主不需更多的专业知识，便能提前把控设计风险并与设计人员更好的沟通解决。

图13斜柱在房间的位置图

Revit出图
初设阶段结束后，基于BIM模型输出了初设成果图纸，图纸所表达的内容和深度，达到国家规定的出图标准，下面是图纸成果示例：

图14裙房某层模型

图15裙房某层平面图纸

BIM展望
BIM是一个平台，或者说是一种更先进的表达形式，建筑全信息模型概念是这个表达形式的关键。设计师可以用这个平台干很多以前干不了或者干不好的事情。BIM平台大大的提高了生产效率和设计质量。
从CAD二维平台设计到BIM理念下的三维平台设计的转变，其核心问题是观念的转变。因此，掌握BIM理念设计的核心是在设计过程中，设计师将平面化的建筑构件赋予超过三维范围的信息赋值过程。同时，在满足建筑本身基本功能的前提下，要符合国家相关的设计规范及技术规程。之后，通过三维软件以及各专业之间的协同设计，优化管路、减少碰撞，在经济上做到成本最小化。
对一些建筑规模较大、结构较为复杂、机电系统相对繁多的公建项目，在方案设计阶段中使用BIM技术，除了能对整个项目进行造型、体量和空间分析外，还可以对整个项目进行能耗分析和建造成本分析，使初期的方案在决策上更具科学性。在扩初设计时，利用模型信息对项目进行能耗、结构、声学、热工、日照等分析，并进行各种干涉检查和规范检查，以及进行工程量统计和成本计算。项目组认为，使用BIM的目的还是要使设计工作重心前移：在方案及扩初阶段将关键技术问题解决，缩短施工图设计周期，恢复设计师的本来面目。