摘要：柬埔寨国家体育场是我国建筑师在海外重要的实践项目，项目建筑等级高、规模大、社会意义政治意义重大。本项目建筑设计难度大、要求高、工期紧，设计团队面临很多挑战。在项目设计中中国中元的设计团队运用多软件协同工作法进行了全生命周期的BIM设计。
关键词：国家体育场、BIM设计、多软件协同、全生命周期、BIM拓展应用
项目背景介绍
柬埔寨国家体育场位于柬埔寨首都金边市，洞里萨河和湄公河两河之间的体育中心内。
体育场可容纳观众6万人，可满足举办国际田径和足球赛事的需求，兼顾举办国家庆典活动的集会场所。 建成之后将举办2023年的东南亚运动会，并用作申办2036年世界杯的主体育场。
将柬埔寨的国家精神以及民族符号通过现代的设计手法体现在新的国家体育场中的想法是我们方案创意的出发点。因此我们将“合十礼”、“龙舟”、“古建筑屋脊”、“古代雕刻花式”以及“护城河”的规划理念通过不同的建筑手法融入设计中，最终呈现出新柬埔寨国家体育场的整体形象。这一形象在整体上简洁而富有力量，在细节上又体现出了对传统与历史的追求。
本项目也是中国建筑师在海外实践的最大体育场单体项目，也是中国政府对外援助的最大单体项目。新的体育场整体呈现提拔优美的龙舟形象，象征着中柬两国的友谊之舟。两座主塔的高度达到99M，将会成为整个金边市新的地标。
BIM基础应用难点与亮点
一、项目投标阶段精确把控、快速提交成果
本项目采用国内国外两轮竞标制，投标文件制作要求高、时间紧。如何快速准确的完成设计方案是一个关键问题。本项目采用BIM全周期应用，尤其在项目的前期阶段充分发挥了revit等BIM核心软件的数据平台作用，在短时间内通过参数化建模、BIM化团队管理、BIM文件快速出图表达等新的设计手段顺利完成投标工作并胜出。处分体现了以revit为核心的BIM工作流程在方案前期的应用能力。
二、多模型协同的工作模式
在设计过程中不同的建筑部位和功能需要在相应的设计软件里工作。本项目利用revit模型强大的数据平台作用在项目的不同阶段建立多个并行的工作模型，结合Dynamo、rhino、sketchup等外部软件在各阶段搭建工作模型组协同工作。
三、室外场地的BIM一体化设计。
体育场占地规模15公顷，用地条件复杂，景观设计也较为丰富。我们将总图方案纳入BIM设计流程，通过revit和civil 3D、GIS等软件的协同工作，对场地标高、土方量计算、场地交通道路、景观等单项进行一体化设计。能够更好的推动BIM平台下场地的一体化设计，为设计师提供了更加便捷和高效的设计手段。
四、BIM文件的多方案化设计
项目团队在方案初期有很多设计方向，多方案比选成为设计工作中必要的阶段。我们通过BIM文件的内部管理实现了对罩棚、赛场看台、平面功能、剖面关系等关键部位多方案比较设计，并通过云平台技术快速与业主进行沟通，做到设计最优化。
五、利用Dynamo对金属幕墙进行参数化设计
本项目外表皮为创新性的金属网板索幕墙结构，这个结构每一品的幕墙结构都有不同，且需要较高的精确度。我们利用Dynamo对金属幕墙的外形进行参数化控制，同时进行了多方案比较，还通过revit对幕墙的工程量进行了统计。
六、人字形吊塔、膜结构罩棚的精确建模与工程量统计。
人字形吊塔是本项目的标志性构件，也是关键的结构构件。结构专业通过revit模型对人字形吊塔和索膜结构罩棚进行精确建模和内部流线和关系控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本人字形吊塔与锁模罩棚是目前世界唯一的斜拉锁模结构罩棚。BIM技术对这一结构形式的演算和精细化设计起到关键作用。
七、云渲染等可视化技术的应用
境外项目的一大特点是与业主的沟通收到时空限制，有时会出现沟通不畅的问题。通过云渲染、三维漫游可视化等技术结合第三方软件，对楼梯、平台等关键部位进行可视化设计，将成品的VR视频和渲染文件实时的与外方通过互联网共享，可以实现与业主进行无障碍沟通。
八、多软件协同的室内与景观设计
以revit作为基础模型结合多种表达软件，进行了全方位的室内空间设计，并进行工程量统计。通过第三方软件实时更新进行景观的可视化设计，确定树种和景观形式。
九、标准化、精细化的BIM施工图管理
柬埔寨国家体育场是一个极其复杂的项目，除了传统的建筑、结构、机电等专业外还有体育工艺、专业声学、景观照明等专业的设计分包。因此施工图阶段的精细化、标准化管理尤为重要。根据模型的不同用途及出图阶段，选择各专业不同深度的几何信息与非几何信息等级.规范各专业模型深度，控制图纸及模型质量。在各个设计阶段，各专业在唯一的BIM模型上展开工作，详细划分文件权限，构建团队框架，全专业全过程协同设计。
十、BIM模型控制下的梁柱体系与装配式看台设计
再设计过程中项目组通过Dynamo等参数化软件进行两柱结构体系的设计、同时通过revit模型和云平台数据库共同协作的模型对全场5000多块预制混凝土看台构建进行装配式设计和管理。这种先进的设计方法和理念大大提高了设计效率和设计精度。
BIM拓展应用特点与亮点
除了通常的BIM软件应用外，我们重点开发了基于BIM平台的性能化拓展应用。主要基于以下几个方面；
一、基于revit模型的疏散设计。基于revit模型，利用thunderhead pathfinder等软件对赛场看台进行人员疏散模拟和方案控制，从设计之初就控制了体育场关键剖面。再调整方案的同时可以随时了解疏散情况，从而大大减少了后期方案翻车的风险。
二、利用simulation CFD进行数字风动模拟。通过revit模型导出CFD软件进行数字风动的模型，简化实体风动的模拟工作量。达到罩棚角度、幕墙形式的初步判断和精细调整两级化设计模式，大大提高了效率。在方案的不同阶段针对不同细致程度的模型进行风压、乱流等关键数据进行模拟计算。在罩棚角度比选、金属幕墙单板构造等关键设计环节进行方向把控，从而起到明确设计方向和保证设计质量的关键作用。
三、多软件协同的复杂结构设计。利用revit模型结合ANSYS、abaqus等专业的结构计算软件，对主吊塔、锁模罩棚、不规则斜柱等复杂结构部件进行网格化并行运行分析和计算。
四、VR协同设计和3D打印应用。利用Autodesk软件系列强大的数据衔接功能，运用live、stingray进行全程VR协同设计，第一时间掌握建筑空间效果。利用revit模型数据进行3D打印输出用作方案分析与展示模型的制作。在设计过程中我们和Autodesk公司充分合作，建立了完整的VR汇报模式，并通过Fuzor、Lumion 等三维展示软件充分模拟了各种施工中和完成后的项目效果，大大增加了前中期项目组决策效率。
施工阶段BIM运用
一、详尽的施工计划安排
利用BIM模型，详细划分各阶段施工步骤，安排施工时间及分区。对地基处理、灌注桩、现浇工程、索桁架工程等关键步骤进行精确控制和可视化展示。
二、科学高效的施工场地布置
根据BIM模型，在场地内精确划分施工现场布置，细分施工材料，构件等摆放区及加工区。利于施工管理，对预制构件等重要部件做到系统化生产、存放与安装。
三、关键部位的施工过程模拟
根据BIM模型，制作施工模拟动画，指导施工，便于不同职位不同专业领域的施工人员理解学习。
吊塔部分进行模板搭建和爬升模拟，分阶段实施和关键位置单独施工。
环梁环柱、清水混凝土饰面、预制看台装配等技术难点，通过BIM模型模拟进行逐项拆解。
锁模罩棚整体张拉作为整个建筑施工的技术难点，我们通过BIM模型进行驻点把控和技术模型。
总结
柬埔寨国家体育场作为一座高标准的体育场建筑有着和非凡的设计价值和多项技术难点，BIM技术的应用必将是本项目成功的关键。方案投标阶段完全可以利用BIM技术进行设计，方案创作中应建立适合项目的软件工作流程，体育场建筑设计中应当结合revit与其他多款软件协同设计，房间面积工程量的统计应该在创作初期就在revit中进行，方案投标文本的内容可以由BIM类软件直接导出，不需加工。BIM模型可用于环境模拟、疏散模拟、实体模型建模等多种工作。
论文作者:张煜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/11
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