在北京黑骑士高尔夫会所一体化改造中应用SketchUp进行轻量化BIM辅助设计综述

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　　摘    要：在行业内大力推广BIM的历史阶段，本文记录了在北京黑骑士高尔夫会所一体化改造项目中，综合考虑到项目的设计建造周期、材料和安装成本等因素，应用SketchUp软件进行轻量化BIM辅助设计并指导施工的案例。在BIM设计思维模式下，该项目最终优化了设计流程，解决设计和施工中部分痛点，大量采用后场加工、现场装配作业方式，减少了材料浪费和环境污染，加快的工程进度，产生了良好的经济效益和社会效益。
　　关键词;BIM; 一体化; SketchUp;建筑设计;轻量化 ;室内设计
　　1  引言
　　建筑信息模型化（BIM）是近年来建筑产业的一大热门。然而BIM的真正运用，并不只是设计施工建模这么简单，需要全产业链的共同努力。这个过程自上而下的整合是相当不容易的。而且由于传统产业模式的强烈惯性，以及相关人才和成本方面的考虑，现阶段的实际可操作性也存在一定的障碍。但是这并不妨碍在某些特定项目的特定阶段，以BIM思维为基础进行阶段性的轻量化BIM运用，并带来项目整体效率的极大提升。本文将以由笔者承当设计项目负责人的北京黑骑士高尔夫会所一体化改造项目为例对应用SketchUp软件进行轻量化BIM辅助设计并由此带来的相关影响进行阐述。
　　2  项目概况
　　位于北京首都国际机场附近的黑骑士高尔夫会所是一幢总面积约3000平方米的二层坡顶建筑，始建于2004年，与2006年全面投入使用。限于当年的历史条件，加上会所建成后国内经济高速增长，高尔夫运动也迅速发展，近几年来原有的会所规模偏小、动线不合理的弊端越发突出。同时原有建筑风格缺乏特色，外部与内部形象也逐渐老旧，原有设备老化且当年的设计标准较低，故而会所运营方于2016年，也就是会所正式运营的10年后，决定对会所建筑整体进行全面改造。
　　3  轻量化BIM设计思想确立
　　在设计初期，项目就确立为在原有建筑主体不拆除的情况下，由功能优化为主导进行一体化改造建设。自项目一开始就直接面临建筑内外协同配合的问题。作为设计项目负责人，笔者需要带领团队对该会所建筑外部和内部改造的设计进行整体把控，同时协调与景观的配合。首先对内部流线进行梳理，然后迅速反馈给室内设计进行细化，几乎同时也会反馈到外立面造型，均需要呈现完整设计方案给项目运营方进行决策。于是决定在设计方案阶段采用设计模型共享的方式，加强设计协同。
　　随着项目迅速推进，由于内部功能变更、建筑面积增加和建设标准提高，很快就面临各种难题：
　　（1）原有结构因为荷载变大和标准提高需要加固，同时也面临局部拆除和扩建的问题。这方面需要结构专业团队的密切配合。
　　（2）因为运营方对于改造后的净高要求高，受限于原有结构主体层高，改造要求设备专业提供高标准配合。
　　（3）会所改造是在整个球场改造之后且完全停止运营的情况下进行的，对于项目完工的时间有着严格的限制，故而在改造施工中将会存在大量交叉施工和密切衔接的问题。
　　以上问题都给项目的设计带来了挑战。团队内部各专业以及景观配合方协商之后，发现完全有条件在利用内外部设计模型一体化的基础上更进一步，把结构和设备相关因素综合考虑，并在模型上直观体现出来。于是在该项目中轻量化运用BIM思维进行辅助设计并指导后期建造安装的思想就确立了。由于北京地区环保的压力，同时也是工程从工程进度方面考虑，该项目一开始就将装配式作为主要施工方案，因此轻量化BIM方案也得到了项目运营方的认可和支持。
　　4  轻量化BIM设计实践
　　前文所述的模型一体化，是基于SketchUp这样一款在建筑师、室内设计师和景观设计师群体中广泛采用的辅助3D设计软件。区别于专业化大型BIM软件，这款软件本身并不是为了BIM打造的。由于其具有直观易用的特点，通常用于方案设计阶段，亦能通过相关插件或者和其他软件配合展示设计效果。
　　此文所提及的“轻量化”，并不是指BIM的工作量变少，也不是说指实施BIM的软件不专业。恰恰相反，由于SketchUp软件并不被结构工程师或设备工程师所熟悉，在该项目BIM实践过程中，建筑师和室内设计师的工作量是大量增加的，为此专门增设了为模型组。然而鉴于前文所述BIM整体产业现状，该项目并不具备全面BIM的条件。所以该项目选择基于SketchUp部署BIM也是无奈之举。而所谓“轻量化”则就是指该项目大部分的设计工作还是建立在以CAD为基础的传统形式上，BIM所建立的模型数据，仅限于辅助设计协同和有限度的指导建造安装。且由于SketchUp软件的局限性，相关设计信息数据需要靠人工进行输入，至多依靠一些中间软件进行计算机辅助转换，与真正的BIM数据信息全流程实时共享还是有着极大的差距的。具体实施过程如下：
　　（1）在设计工作开展前对现状建筑进行了全面建模。因为是全面改造，所以为了减少建模周期，建模工作没有考虑该会所原有的装饰部分以及墙体门窗等，而是着重与搭建现状结构梁板、楼梯、屋顶甚至基础等必要部分。
　　（2）正是有了这样的模型基础，在进行改扩建方案设计过程中，直观呈现改扩建方案中每一项改变对于原建筑的影响，让参与设计决策各方能够快速地提出功能及造型调整意见，进而对工程进度造价等各方面进行与评估。
　　（3）最终的改造为了在原建筑二层增加一个四百平方米的大空间宴会厅，需要将原建筑北侧入口大厅部位包括屋顶需完全拆除。在设计团队提供的一体化数字模型中，拆除前后结构的变化以及内外部造型清晰明确，结构设计团队也迅速跟进，提供了拆除后相关梁柱加固方案和大厅钢结构重建方案。由于效果和各项数据对比直观，在此基础上经过数轮高强度方案调整，历时三个月就确定了改扩建方案。
　　（4）方案确定后，留给深化设计的时间相当紧张。经过统筹，此过程由建筑室内设计团队领衔，协同结构、设备和外立面团队进行。具体流程是，室内将设计意图体现在一体化数字模型上，反馈给结构设计团队进行扩建结构布置及计算，将结果返回给室内设计团队，并体现在数字模型中。如此数轮之后，分别由室内和外立面设计团队同步进行深化和调整。在此过程中室内设计团队同时需要和设备工程师各专业进行同样的互动，并且同样由数字模型为媒介进行最终检验确认。
　　（5）最终设计成果的完成不但一体化数字模型发挥了重要作用，同时数字模型本身也是一个最终成果。通过数字模型，室内设计和管线综合直接产生交互——尽管设备管线部分的表现形式比较初略，同时也把室外幕墙与屋面界面清晰展现。整个设计过程历时四个半月（不含前期策划部分）。从时间上看似乎并没有太多的优势，然而轻量化BIM思维带来的一体化数字模型的价值却在后期施工过程中提现出来。
　　（6）如前文所述，该项目除了部分基础以及结构加固部分外，现场大部分采用装配式施工方式。其中结构扩建用的是钢结构（不过连接采用的现场焊接），室内饰面一体墙板使用率也达到70%，而外墙部分更是采用GRC面板，装配比例接近100%。这些都可以由一体化数字模型直接或间接提供数据，减少了二次建模的工作量。同时在数字模型的帮助下，设备安装进程大大加快。该项目最终建成面积六千平方米，从开工至最终投入试运营，历时八个月。
　　5  结语
　　该项目应用轻量化BIM辅助设计优化了设计流程，解决设计和施工中部分痛点，大量采用后场加工现场装配作业方式，减少了材料浪费和环境污染，加快的工程进度，产生了良好的经济效益和社会效益。该项目之所以能够实施轻量化BIM设计，是诸多因素共同促成，包括规模适中、运营团队理念超前、设计团队配合密切等，也有该项目虽在区位有些特殊要求有关，有些因素也有着某种不可复制性。因此輕量化BIM不是每个项目都适合。本文并非倡导轻量化BIM设计。只是作为一个案例以供参考。衷心希望建筑行业的BIM进程能加快。
　　参考文献：
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