BIM技术在复杂商业项目设计阶段的深度应用

陈凌

摘    要：在中外合作设计的复杂综合体项目的实践中使用BIM技术，尤其是“后BIM技术”进行施工图设计阶段碰撞检查和净高优化已非常普遍。随着商业地产竞争更趋白热化，超高强度开发、全持有运营的超复杂综合体项目将成为市场主力，这类项目显示出项目周期超长、设计阶段细碎、运营标准高、多个外方设计单位参与等新特征，利用BIM技术进行设计总成与设计协调管理的需求更迫切、技术要求更高。

关键词：复杂商业综合体;BIM应用设计管控

1  上海大宁久光项目概况

利福国际集团是香港著名零售商业开发运营商。久光大宁项目（利福上海闸北项目）是利福集团在上海的第三个、也是迄今最大的开发项目。项目地块为原闸北体育场，位于大宁路、共和新路，南临大宁国际，北接大宁公园与上海马戏城，是中心城区的高强度开发复杂项目。项目建造包含地上7层购物中心与久光百货、地下两层购物中心与高端超市，两幢99.9m高的5A写字楼，地下三层、四层设约1758个车位的地下车库，总建筑面积约34.8万平方米，商业面积17.8万平方米。

2  大宁久光项目的BIM技术应用的创新点和价值

针对久光大宁项目这样的超大型复杂综合体，项目设计阶段主要面临的挑战除了工程技术本身复杂外，设计/建设周期超长、境外建筑师众多、专项设计分包数量多等特征，都成为项目设计阶段的技术总成与设计管理的巨大难题。业主委托同济设计院除完成常规国内设计院的土建设计工作以及室内LDI、景观LDI等全专业的国内设计院工作，同时委托作为项目从头到尾的设计总协调方及BIM顾问方，保证各阶段设计交付品的按时间节点交付、设计深度足够且与主体设计、顾问与顾问间无瑕疵。

2.1 复杂部位的三维早期介入

目前市场上大量都是“后BIM”的应用模式，在施工图全部做完后进行BIM校核，以提高设计精度。久光大宁项目，2013年底开始桩基及基础施工，由于各种原因，做为外方主建筑师之一的UNStudio 2014年9月才进入，着手开始购物中心主动线的空间设计和建筑外形的内圈立面设计。类似的情况贯穿于整个2013至2017年三年多的设计周期中，同时，由于项目的造型、功能的复杂，早期工程推进内容存在诸多不确定性，并威胁最终设计效果的实现。

2.1.1  土建先行，复杂部位早期锁定

久光大宁由于地下室基坑复杂，施工图周期节拍很长，土建必须尽早开工并持续不断地推进。本项目地下、地上的土建全专业分别于2014年4月和2015年5月全部通过审图，土建施工也均在上述节点后无缝快速推进。作为设计总协调管控方，尽早完成土建的中央模型，并随时在外方建筑师的初步概念、概念设计、方案意向、方案定稿等非常早期的阶段，就不断地与其草图模型进行碰撞，双线保证现场施工的正确方向和外方创意设计的最终可实现。

内广场裙边是项目的最大造型的最重要特色，三维扭转的形态带来商业舞蹈的动感。同时在早期的三维介入就可以看到（图2），图示中发现的主体结构梁与铝板裙边发生了微小的干涉（小到甚至在一般项目土建层面都不是问题），而且这种干涉是没有规律的，甚至可以说是不通过三维检查无法发现，但对效果实现都是致命的。随后，结构专业及时调整次梁位置或者高度，留够幕墙构造厚度，局部建筑造型进行不可察觉的微调，问题迎刃而解。反过来的情况，有些干涉结构无法调整，因为在设计早期，以土建三维作为设计条件，外方也很容易调整创意，匹配主结构，达到各方都满意的效果。

2.1.2  BIM模型为室内提资

在购物中心项目中，室内设计介入晚是项目开发和设计管理流程的通病。大宁久光项目，中庭呈向上开放旋转的姿态，不仅造型复杂，而且是存在土建和装修两个轮次的技术统合校验，才能保证最终效果。设计团队通过非常早期的、多达十几轮的提资与合模。从室内概念一直到室内施工图完成，通过三维管控，复杂三维造型的最终完美呈现。项目中有三个异形中庭，还有无数三维复杂部位，如果没有三维的早期介入，效果势必大打折扣。

2.1.3  早期介入复杂部位，辅助解决技术问题

传统的扩初与施工图流程都习惯在单纯二维图纸中进行，但一直以来问题的解决精度是存疑的，很多情况下也只是到，大致这样就可以了，為项目的后续实施带来隐患。同时，随着项目的复杂度提高，有些部位靠二维几乎无法解决。

以强电进线为例：35kV在坡道（一条扭转的车道）下方进线。供电公司原计划35kV 进线从坡道下方的空间布线，通过两个月的设计协调，技术上无法确认此方案可行。通过BIM技术验证后，发现设计不能满足电缆转弯半径的要求（也是通过三维向供电证明其理想化路由不成立）;如图3所示，可以看到这条路由的艰难，通过三维设计，局部调整结构，在复杂三维空间中找路由，采用安保消控室上部增设电缆夹层的方式得以解决，同时在地下室外墙施工前及时修改东侧预留进线位置。在复杂的空间中通过早期三维手段，完成结构、建筑的匹配方案、复杂空间或工况下的机电路由等成功设计片段贯穿于整个设计阶段的各个专业、各个部位。类似的部位还包括四个卸货平台上方的复杂部位、冷冻主机房的出管区域、核心筒地下机房周边等。

2.2 提高设计精度，提高招标精度，保护工程利益

众所周知，设计深度与精度在不同阶段都有相关规定和约定俗成，其意义就是满足施工的基本信息同时又保有恰当的“宽容度”以符合工程的实际。招标图、施工图中的信息是工程进行内容的“法定约定”，应该准确且“无瑕疵”。实际项目中，招标图、施工图中很多图纸信息都是概略的，意图性的表达，效果的保证存疑，对于工程量的定义明显精度不足。

2.2.1  BIM三维管综下的机电管游的阶段性梯度式精度不断提高提高

久光大宁项目在第一版机电招标图完成后，为了提高招标精度，更精准地锁定工程量，利用三维BIM技术在土建与机电的匹配度、机电管游与净高优化以及商业机电条件预留等三方面，进行了长达五个多月的三维可视化与管综工作，经历了招标图初版、V1与V2三个版次，层层递进，在管游路径、管线翻折与管线标高精细化设计方面做了大量工作。图4反映了一次机电招标图（V2版）与之前版本的变化，工程量存在较大变化。而在与商场精装修配合后的二次机电招标图，在前面工作的基础上，变化就不那么明显。招标精度额提高，意味着工程量锁定和设计意图可实现的三维承诺。

2.2.2  室内精装与二次机电的精细化匹配

久光大宁项目的商场公共区域由三家外方设计事务所做到DD交付，由同济团队完成精装修施工图与二次机电设计。示例是卫生间通向商场的走道，这里管线最密、平面最窄，而UNStudio的设计中弧形灯槽与卫生间和商场的灯槽造型绵延相通。通过反复的管综，极限情况下最小影响造型的做法就是把极小的局部灯槽深度减小100mm，在走廊通向mall的高度变化处以极缓的斜坡过度，达到几乎不被察觉的精准度。这样的设计总成精度，没有BIM三维总成手段难以达到，没有技术预见，现场爆出问题的时候，要么做现场“聪慧”的临时调整，要么只有效果做出牺牲。

2.2.3  利用BIM三维技术中长期净高监控

传统意义上的BIM净高控制，是在施工图完成后，跟据已完成的现实状况，设定一个基本可实现、可接受的净高目标，然后通过管综和其他设计优化手段，达到所谓“净高”目标。久光大宁项目使用BIM三维技术，尤其是设计阶段的早期介入和全过程监控，从扩初阶段着手一直到施工机电深化BIM监管，像画素描一样分阶段逐步地将“净高目标”的逐步落实，既坚持精益求精——争取最好结果，又实事求是——在局部、不重要的部位适当妥协。保证了整体高品质交付。

3  小结

久光大宁项目是近年来少有的超大型复杂商业综合体，在长周期、精细化管控要求下的BIM技术应用，凸显了其非凡的技术和技术管理双重价值。同济设计院以BIM手段进行技术总成和专项设计管控，使一直以来始终非常飘忽的技术统合与设计管理的工作效果落到实处。成果卓著，但工作也是庞杂且艰辛的，仅BIM总成工作就持续进行了近三年，一劳永逸的简单土建BIM校核与本项目的技术应用深度和管控价值天壤之别。图12显示了63个标志性的BIM报告对整个设计阶段所提供的技术支持。本项目的BIM应用在2018年的欧克特“创新杯”BIM应用大赛，商业综合体组，获得了全国第二名的优异成绩。为今后更多更复杂综合体项目的设计与工程实践提供了良好示范作用。