智慧商业的 BIM 正向设计探索 | 道心惟微

智慧，就是方便地解决人和物的联系。

建设智慧城市，以人为本，顺其自然。

正其心诚其意，道心幽微深远。

知行合一，修己安人，

精神内守，心寄万物。

项目

位于江苏省宿迁市，商业地块总建筑面积约为12万平方米，主要使用功能分布为集中式自持型购物中心(商业Mall)+销售型商铺+物业管理用房的框架结构综合体，自持型购物中心包括零售、儿童活动场所、健身娱乐中心、餐饮、影院等业。地库包括商业、超市及设备用房、机动车库和非机动车库(非机动车库有夹层)，地下室局部配建民防工程。

本文主要介绍正在建设中的商业部分BIM正向设计应用。

正向设计BIM策划

三维正向设计前期需要结合项目情况进行BIM策划

，明确项目的BIM应用目标及各个阶段的实施要点，统一各专业互提资管控要点、各专业出图方式，校审方式等项目管理流程；约定包括项目样板、统一技术措施等项目技术标准，使正向设计出图能适应整个项目的设计节奏。

项目BIM策划目录树

BIM项目策划分别从五点进行剖析：

01

BIM建模标准

：依据原构BIM标准体系（5+2标准体系），过滤出每个专业设计人员在开展BIM项目前必须熟读的建模要求，如建模规则，各专业互提资规定，出图设置，各专业样板使用手册。

02

各专业项目样板更新内容

：可以根据需要更新内容梳理，包含项目信息，项目基点，构造做法，明细表，系统族，外建族；外建族创建要符合公司BIM标准体系中各专业模型与信息标准对照表要求。

03 

各子项模型拆分人员安排表

：项目三维出图模型共有6个子项，分别为通用图（项目组合模型）、地库、商业MALL、商业街S5及商业街S6~S10，以子项为基点，再对各子项模型进行拆分，并分配好每个零件模型及组合模型的设计管理人员。

04 

各专业的模型拆分及命名原则

：约定好各零件组合模型间的链接原则，如，零件里链接模型均为覆盖（包含本专业），出图模型中链接关系专业内为附着，专业间为覆盖。

05 

专业内和专业间的提资方式

：均用提资视图的方式进行协同设计。

设计过程

本项目建筑、结构、给排水、暖通、电气分楼栋、独立创建沿街商业、MALL及地库的单专业设计模型，专业间协作均基于单专业的分楼栋模型，结合项目特征、专业特点、出图要求等因素各专业分别进一步确定了各楼栋模型的零件拆分逻辑：建筑、结构专业按主体、楼电梯、详图拆分模型，机电按系统拆分成若干零件模型。

MALL建筑模型拆分

商业街建筑模型拆分

MALL结构模型拆分

商业街结构模型拆分

方案配合-幕墙比选

在方案配合阶段，通过Dynamo生成不同幕墙方案，进行立面比选。

结构方案对比

本项目影院屋面为大跨度结构，设计过程中屋面标高、屋面梁高、屋面排水方向多次甄选调整，结构设计采用设计选项，备份不同设计条件下结构方案，结合三维模型直观地显示不同方案的区别和影响。

日照模拟分析

利用模型模拟分析屋面日照时长分布情况，基于分析结果集中布置太阳能集热板，兼顾了太阳能系统设计合理性以及景观需求。

结构分析

本项目属复杂商业结构，存在建筑超长、多处大开洞、大跨度、大悬挑结构；

针对超长，前期与方案配合在不影响建筑功能的前提下，设置合理的结构缝，大MALL及地库设计进行温度应力复核梁板配筋；

针对大跨度、大悬挑，设计满足承载力计算的前提下，采用预应力技术控制梁的挠度裂缝，满足舒适度要求

屋面采光顶采用轻钢屋面，通过IFC转换格式，实现模型的无缝衔接，保证钢柱与混凝土支座对齐无误

三维可视化协同设计

机电专业在BIM设计过程中充分利用三维模型直观、可视化优势，借助模型理解建筑空间关系，推敲机电设计方案，力求契合建筑设计手法，做到合规且合理。

屋面设备布置的合理性影响屋面的实用性、美观性

设计阶段通过划定屋顶平面区域控制范围、竖向标高控制线(设备高度)，以此为界复核出屋面机房位置合理性，进而规划设备基础及管线路由，并在设计阶段就提供遮挡、维护措施推荐高度、范围，供景观介入后实施，确保了屋顶设备及管道的布局合理性，保障屋面景观效果。

建筑立面设计优化

立面出风百叶、消防救援窗、固定窗优化、外廊与其他子项连廊位置对下面百叶影响。

前置机电综合设计及竖向净空优化

结合BIM设计的不同实施阶段，机电协同建筑、结构开展了基于模型的竖向净空条件分析及优化，通过模型验证建筑、结构、机电设计方案的合理性，并通过机电管线综合设计保证了建筑各功能区净空要求，提高了空间使用舒适度。

BIM正向设计协同方式

BIM正向设计通过自主研发的三维设计协同平台进行项目管理，并用提资视图的方式进行协同设计。

原构BIM三维设计平台通过OA平台进行人员及项目策划，每个设计人都有独立的账号，通过协同平台客户端登录，附着软件可以是CAD也可以是Revit。

协同设计的工作区为设计人个人操作平台，分为设计工作区，提资区，成品归档区；协同设计的设计标准区，汇集各专业的二三维设计标准、样板文件及企业族库。

设计成果

01 建筑三维出图

02 结构三维出图

03 机电三维出图

解决的难题：设备用房设计

商业项目的设备用房设计是机电设计的难点之一，本项目在初设阶段通过模型分析各净高敏感区域竖向净空条件，反复调整、验证确保机房落位的合理性，施工图阶段通过模型精细化设计机电设备机房、管井，校核了机房面积合理性，进而提高了空间利用率，并由模型直接出具机房大样详图，为施工安装提供有力指导。

创新：“原构工具集”，提高正向设计的效率

BIM正向设计常常被人诟病出图效率低，其中有很大一部分原因是由于在出图时软件自己身的缺陷导致一些图面处理缓慢，研发所通过自主开发插件，有针对性的、高效的解决各专业正向出图时的相关问题，把重复工作交给计算机程序完成，实现正向设计的提效。

△插件开发

源代码

打通出图节点，保障数据流通

本次项目的最终目标是打通出图节点

，保障数据流通，为保障目标完成，我们结合之前BIM正向研发成果，制定了正向设计指南、正向设计族库及各专业项目样板文件，

最终达到综合出图率为86%

。

提高设计质量

正向设计以流程为核心，构件为基础，标准是保障，最终实现图模联动，达到提高设计图纸的质量，减少因变更出现的各专业协调时间这一目标。

整个项目从设计启动，机电方案评审，防火分区方案比选，到施工图设计正式启动，定制本项目的BIM策划，更新项目样板等等，再到施工图BIM初版内审，施工图正式外审，拿到审图合格证，机电平面竖井优化，屋面机房及排水方案优化，再到最近的机电深化评审，总共历时396天，受疫情影响，周期被拉长，目前项目还在进行中。

▲ 项目现状

从2012年BIM团队成立开始，正向设计一直是原构BIM的核心，从方案到施工图，从BIM正向设计到BIM反向咨询服务再到BIM研发，原构BIM团队致力于以数字化为设计支撑，权衡社会、公众等多方利益，探索更多元的城市需求和项目领域。

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