BIM设计在超高层异形建筑北京CBD Z6塔中的应用

 使用BIM进行计算,我们将面板类型的数量从446个减少到73个,减少了80%以上。我们进一步优化了面板重叠的方式,从而无需使用昂贵的弧形玻璃窗单元。仅此一项,就可以为业主节省总幕墙成本的30%。谢立杰, 北京建筑设计研究院 项目建筑师


使用BIM提供出色的设计,同时降低成本

2020年末,北京天际线将迎来引人注目的新建筑:北京CBD Z6塔。CBD Z6塔楼拥有5星级酒店和可容纳10,000人的办公空间,其视觉效果和可持续性均采用创新设计。CBD Z6塔的形状从刚开始开花的花蕾开始。镶板的双层幕墙系统充当了芽的“花瓣”,并在覆层中提供了一个间隙,以支持自然通风,从而降低了建筑物的能源消耗。由于意识到2D设计工具缺乏复杂项目所需的功能,CBD Z6 Tower设计团队转向Autodesk Architecture,Engineering&Construction Collection中BIM(建筑信息模型)软件来驱动设计过程。
BIM设计在超高层异形建筑北京CBD Z6塔中的应用

性能更高,成本更低

Foster + Partners领导了CBD Z6塔的建筑和工程设计部分。北京建筑设计研究院(BIAD)的一大批内部团队为建筑设计提供了支持,中国建筑第三工程局担任总承包商。其他多家公司也为该项目的特定领域贡献了工程专业知识。

塔的复杂设计以及雄心勃勃的可持续性和性能目标威胁到该项目的工作进度,并导致更高的成本。例如,复杂的双层玻璃面板可能迫使团队设计和制造数百种不同形状和尺寸的面板,这将增加制造和建造成本。BIAD团队决心设计建筑物以进行高效制造,同时使用分析来优化建筑物的性能。

根据项目建筑师谢立杰的说法,BIAD认为使用Revit建筑设计软件实施BIM流程是成功推进项目的关键:“项目的复杂性要求许多利益相关者之间进行密切协调,包括结构,MEP(机电),覆层,可持续性,交通,照明,成本核算等。BIM的最好之处在于,它将多个学科链接到一个设计模型。这就是为什么我们依靠BIM以高精度和最高效率完成整体设计的原因。”


为成本和制造优化面板

当团队从概念设计转移到更详细的Revit模型时,他们意识到塔楼需要超过9,800个玻璃面板,每个玻璃面板的拐角重叠。初步估计表明,该团队需要设计445种以上的面板类型以适应建筑物的复杂形状。大量不同的面板增加了制造成本。另外,在施工过程中管理这么多不同的面板会带来更高的安装错误风险。

该团队决定寻找配置面板的方法,以减少所需的形状和尺寸。他们求助于一些BIM工具。使用团队开发的算法,一个3D分析工具为9800多个面板确定了更有效的形状和配置,从而减少了所需的不同面板设计数量。Dynamo是AEC(建筑、工程、建造)集合中的计算设计工具,它可以自动完成将每个面板的规范转移到Revit建筑模型中的过程。

“使用BIM进行计算,我们将面板类型的数量从446个减少到73个,减少了80%以上,”谢立杰说。“我们进一步优化了面板重叠的方式,从而无需使用昂贵的弧形玻璃窗单元。仅此一项,就可以为业主节省总幕墙成本的30%。”

BIM设计在超高层异形建筑北京CBD Z6塔中的应用


将令人惊叹的外观变成自然通风

随着设计的进行,BIAD工程团队专注于建筑性能和可持续性特征。他们使用他们的Revit模型和计算设计软件以及计算流体动力学(CFD)模拟,探索了通风选项。他们能够利用双层幕墙为建筑物设计自然通风系统。

由于使用了玻璃面板,窗户面积如此之大,团队将电动百叶窗纳入了设计之中,从而使建筑物的操作员可以更好地控制采光。采光分析为百叶窗的设计提供了信息,团队优化了百叶窗的不透明度以降低能源成本,同时保持良好的采光和乘员视野。

“在该项目中,可持续建筑始于BIM流程生成的设计数据,”谢立杰说。“数据为项目特征分析提供了信息,可最大程度地利用空间,有效利用加热和冷却设备,改善照明设计等等。”

BIM加快质量设计流程

塔楼很少有重复的楼层平面图,每个楼层所需的详细设计都花了很多时间。BIAD团队使用其BIM工具来节省其他领域的时间。Revit中进行设计时,他们在需要施工文档时自动生成2D工程图。他们还开发了Revit插件,该插件可以自动存档模型中的设计和编号元素。

“ 从设计管理,时间效率和生产率的角度来看,BIM代表了对传统流程的重大改进,”谢立杰解释说。“但是,在CBD Z6塔这样的复杂项目中,效率并不是最大的区别。我们发现,BIM极大地提高了设计质量,这帮助我们实现了最初的设计意图,而没有偏离路线。



以上文章由海南省BIM中心整理翻译,原作者为AUTODESK公司。


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原文始发于微信公众号(海南省BIM中心):BIM设计在超高层异形建筑北京CBD Z6塔中的应用

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