中信建筑设计研究总院有限公司湖北省武汉市430014
摘要：光谷国际网球中心项目的BIM模型所包含的信息能满足参建各方全生命周期的需要，实现绿色理念。本次设计研究除延续BIM项目在施工图出图，可视化等基本内容的研究外，我们将重点研究三维阶段的协同设计，参数化设计技术等国际先进技术。总结新技术对的研究经验，为提高BIM应用的工作效率，提高BIM设计的可实施性，为推广BIM技术创造有利条件，同时通过研究BIM技术，推动设计管理升级。
关键词：BIM技术；建筑设计；协同设计；参数化技术
项目概况
BIM技术经过多年的发展，现在正处于一个十字路口。设计人员普遍发觉，面对日益复杂的大型工程项目，建立一个完善的BIM模型并非那么简单。就BIM技术本身而言，这是一个量变到质变的时期。
现如今，面对大型复杂项目的BIM技术，实现的条件越来越成熟。一是近年来不断发展的信息技术提供了技术进步的外在条件；二是团队赢得了光谷网球中心项目的设计权，其中15000座网球馆造形复杂，规模宏大，是探索BIM技术的难得机遇。
中标方案外表皮以旋转提升的竖向杆件构筑出整个建筑向上飞扬的整体动势。意象、造型、结构的完美统一，创造出前所未有的视觉及空间体验。作为武汉承办的世界女子职业网球赛WTA超五巡回赛的主场馆，项目具有很大的地区影响力，预计投资27亿元，总面积达7万平方米。光谷国际网球中心15000座网球馆凭借优美的造型，形似飞速旋转的网球又如体育圣坛上耀眼生辉的桂冠。被形象的喻为“旋风球场”。
项目研究
本项目对设计质量的高要求与项目本身的复杂程度很高两方面原因，决定了二维方式难以实现设计目标。经讨论我们将基于Revit软件平台搭建BIM模型，在全专业协作的框架下全面探索大型复杂工程项目的BIM应用方法，最终完成施工图设计,找到同类型项目的BIM道路。
大型复杂顶目中BIM应用面临的困境主要有以下三点：１、现有硬件设备面对海量工程数据处理时显得力不从心。从二维到三维，图形文件的数据量呈几何级数增长，在现阶段BIM的工作方法中，通常采用的“中心文件协同方法”又集中了几乎所有数据。对于大型复杂项目，采用这种方式进一步加剧了硬件设备的负担。２、不仅仅是硬件设备，从参与人员上来看，需要建立和处理的工程模型信息量是巨大的，远非二维设计可比。设计人员的劳动量处于“硬增长”状态。随着项目的复杂程度与规模的上升，纯粹依靠增加人力，不仅治标不治本，同时也加剧了项目管理和协同的难度。３、在实际工程项目中，各种形式的设计修改不可避免，通常二维设计并没有太大问题，运用三维设计方式就会面临着大量的模型修改工作量，将进一步加剧BIM项目实现的难度。
面对电脑硬件负荷过大、人力工作量的巨大提升与设计过程中反复修改等矛盾，国际上诞生了一系列技术手段和方法，主要有以下两方面：一是三维阶段的协同设计，通过组织管理多层嵌套链接，分布式管理项目信息。二是通过参数化设计，利用快速的计算机计算快速完成设计调整，节约人力修改的巨大成本。
对于三维协同设计方法，我们结合自身特点，学习国际上的通行做法。结合AecosimAutocadarchitecture等其它平台软件的经验，全面认识BIM模型：它不是简单的一个带工程数据信息的三维模型，而是一个工程信息综合数据库，包含多个模型系统，分布式协同管理。我们将在工作计划中体现这一特征：模型的拆分与人员分配一一对应。项目信息不强调集成模型，而是强调各模型间通过多层嵌套的方式进行的有效链接。中心文件仅起到协同同步的作用，这样实际上就降低了设计人员的硬件与劳动负荷，而合理的链接方式起到了协同的作用，提高模型的重用效率，便于项目负责人进行管理。在项目出图发布成果阶段实现“按需分配”模型的方式，大大提高成图效率。
项目协同设计中将项目文件夹与设计族库等子文件夹独立设置，其中项目文件夹主要分为建筑族、水暖电族。族库文件夹分为通用族、一般命名规范、模型文件命名、模型文件命名、工作集命名、视图命名、视图明细表命名、图纸视图命名、成图样式。
项目BIM协同策略运用信息化手段，建立协同设计平台。在此协同设计平台基础上，多专业、多用户协同设计，极大的提高了大型项目的操作效率，加强了不同专业设计协同。实践进行了实际项目的BIM协同设计平台，实现了从项目创建到模型建立、模型分析、模型优化、模型出图、图纸审核归档的全过程,结合国内标准和项目实际，建立了一套完整的、标准的BIM协同设计体系。
除此之外我们应用重点是参数化技术解决复杂外部造型的问题。在本次项目的设计研究中我们探索使用这些先进的技术方法，解决我们遇到的设计技术难题。对于参数化设计技术，我们在本项目中面临着复杂的构造形式，必须用参数化方式建模以保证相关构件的效果、精确度与可实施性。在世界范围内，这一技术已得到越来越重要的应用。参数化技术形成的参数联动机制通过算法逻辑，用计算机的逻辑劳动代替了设计人员的手工劳动，在某种程度上大大提高了建模精度与速度，同时可以方便的应对设计修改。我们应用了Grasshopper，GenerativeComponents等软件在本项目中对这些领域展开探索。
体育建筑本身是非常复杂的庞大系统，设计受项目投资、建筑运营、流线、施工定位等多方面因素限制，传统设计手法很难高效协调设计条件，一旦形体构造有所变化，对传统方法的设计成果近乎都是颠覆性的。
例如在施工图设计中，为考虑增加观众入大厅面积，以提高场馆使用品质。这一改变需要加大网状表皮底部轮廓半径，而在这一系统化造型条件下，增加底部半径就意味着整个外部造型将产生巨大变化，所有外部造型杆件全部需要修改，幕墙系统与屋面系统都需要重新进行划分。传统二维设计环境中，这次改变将意味着之前所有工作成果几乎归零，设计改变带着的工作量非常巨大，并需要极大的延长设计周期。但通过参数化设计软件，改变设计逻辑中的控制性数值，杆件重新生成，在原有杆件基础上自动划分幕墙屋面系统，在很短的时间内就完成了设计形态的重新生成。
我们运用的非线性方案根据设计概念通过设计特定的算法程序，将各种设计条件综合起来生成一个可控制的三维计算模型，然后将所受限制条件抽象成参数，通过调整参数化模型，动态查看参数变化，同时通过参数控制，跟踪形态与多个条件间的关系，最终达到最优的设计结果。
结语
随着中国经济与技术的快速发展，在“设计互联网+”“智慧城市”等宏观背景下，建筑行业信息化、数字化也顺势得以快速发展，并普遍被认为是建筑技术发展潜力巨大的朝阳产业。基于BIM技术的建筑设计作为建筑设计与互联网最直接的接口，BIM技术发展迎来了更大的发展空间。同时，结合城市的规划与建筑设计的发展，越来越多的特大型建筑都伴随着复杂空间与复杂表皮出现。未来的建筑设计中BIM技术运用的成败决定这建筑设计的成败，本项目中我们抓住光谷国际网球中心项目这一历史机遇，放眼世界，探索钻研，全面提升BIM设计团队技术研发与应用水平，从而将设计质量推向新的高度。
项目BIM模型包含的信息能满足参建各方的全生命周期需要，实现节能、节水、节地、节材和环境保护等绿色理念。基于BIM平台的整合设计，完成声学、光学、CFD空调模拟、室内设计、低碳设计等各专题设计任务，提升了设计水准。并通过虚拟现实及可视化专题研究，实现BIM技术对施工方、业主方、运营方的推广，降低技术门槛。总结较为成熟的BIM设计流程与方法，为推广BIM工程设计创造有利条件。同时通过研究BIM技术，为推动建筑设计企业技术升级、管理升级，引导企业有效使用BIM技术，做出了极有意义的尝试。