图1 鸟瞰图
本项目由济南市西客站片区工程建设指挥部主导建设，由国际著名的法国AS建筑工作室完成方案设计，中建国际与山东同圆设计集团有限公司（简称“山东同圆”）组成联合体分别承担扩初和施工图设计。
项目挑战及解决方案
作为第十届艺术节重点工程，三馆项目的挑战包括：设计参与方多、设计周期短、空间关系复杂，外形折面多、异形曲面多，空间定位困难、设备管综复杂，这都给设计工作带来很大的挑战。
面对以上的问题，山东同圆设计集团有限公司项目组借鉴国内外先进设计院的经验，组建了一支BIM设计小组，通过把BIM技术应用于该项目从而实现了辅助设计方案调整、辅助空间坐标定位、辅助设计出图，重点解决各专业间碰撞及管线综合设计，全过程控制图纸质量，优化设计。同时还将应用扩展到了景观设计优化，室内精装修虚拟现实模拟等专项设计领域，为下一阶段服务施工和运营提供了基础。
基于BIM模型的可视化设计及设计优化
三馆项目各个功能建筑被作为一个整体体量进行设计。因此其整体效果和室内空间设计均是设计难点，通过BIM模型可以直观展示其设计效果，为可视化设计提供了基础。在方案初期，通过方案资料建立出三馆建筑模型和场地模型以便对方案进行推敲，而针对三馆的室内重点空间则通过Autodesk Navisworks漫游的形式来推敲其方案的合理性。
图2 美术馆室内漫游 图3 图书馆室内漫游
图4 群艺馆室内漫游 图5 空间使用效果分析
图6 大空间视觉效果推敲 图7 钢结构截面视觉效果推敲
图8 屋顶冷却塔优化设计
基于BIM模型的可持续设计
随着国家对绿色建筑、可持续设计的重视，建筑的性能分析也逐渐成为方案前期需要考虑的事情，借助Autodesk Ecotect、Autodesk Project Vasari等软件对三馆整体和局部空间做了相应的风洞模拟、日照阴影分析、可视度分析、采光和热环境以及声环境的模拟，为绿色节能设计提供了强有力的支持和参考依据。
图9 风洞模拟 图10 日照轨迹和阴影模拟
图11 可视度分析 图12 贵宾室室内采光分析
图13 多媒体视听区维护结构得热分析 图14 群星剧场声场模拟
碰撞检查和管线综合及机电深化
项目中常见碰撞内容包括：硬碰撞和软碰撞两类，我们常说的多指硬碰撞，例如建筑与结构专业碰撞，内容主要包括标高、剪力墙、柱等位置是否不一致，梁与门是否冲突；结构与设备专业碰撞，内容主要检测设备管道与梁柱是否发生冲突；而设备内部各专业碰撞内容是检测各专业与管线冲突情况，检测管线末端与室内吊顶冲突是设备与室内装修主要碰撞内容，一般情况设备专业很少与结构柱碰撞多是与结构梁、剪力墙等。
图15 地下二层管线综合BIM模型 图16 地下一层级其他各馆管线综合BIM模型
图17 碰撞报告及漫游
因三馆项目特别是该项目中的美术馆项目斜柱较多，造成了设备专业和结构柱打架的情况，而针对幕墙或者外挂石材之类和结构的碰撞多是由于操作空间要求引起的软碰撞。针对硬碰撞项目组指定了相应的碰撞分类和优先解决方案。
图18 暖通风管和钢结构碰撞 图19 处理意见示意
软碰撞结合施工进度情况作了相应的调整规则。三馆BIM服务是一个全过程的服务，对于施工现场服务现阶段主要是机电深化服务，根据施工单位及项目管理公司的要求，重新调整了管线排布和模拟管线安装顺序。
图20 幕墙与钢结构软碰撞 图21 局部管线综合-平面排布、剖面及三维大样
图22 机电深化设计 图23 综合管线安装工序模拟
基于BIM模型的扩展应用
利用BIM模型，采用虚拟现实技术对项目进行全方位互动性的展现，是BIM的新的拓展领域。BIM模型的多领域利用性使项目展示获得了新的方法与流程，这在传统的虚拟现实制作流程上引发了新的变革。在本项目中，BIM模型的多元化运用使山东同圆获益匪浅，BIM模型的精细准确也使虚拟现实的质量有了巨大飞跃，使虚拟现实有了更强的表现力和更多的表现内容，突出应用表现在室内精装修展示和室外三维景观设计。
图24 群星剧场室内精装BIM模型 图25 群星剧场室内精装效果图
图26 群星剧场室内虚拟现实展示 图27 室外三维景观虚拟现实展示
图28 人视点三维景观虚拟现实展示
山东同圆利用BIM信息模型，取代了以往的传统模型建造手段，使数字城市与BIM真正结合起来，拓展了BIM的作用领域，在本项目中三馆地块所有地形建筑均为BIM模型，与数字城市管理平台的数据交换顺畅便捷，效果优良，数据量更加丰富。
图29 三馆数字城市展示
应用总结及未来展望
在BIM应用过程中，山东同圆做了多方位的尝试，对BIM所带来的价值有了深入的体会，其间经历过许多的曲折，遇到很多的难题。通过研究与交流，山东同圆克服了大部分的困难，但仍有许多不足等待进一步的解决。BIM的理念与技术使山东同圆确信，利用BIM 来提升效率与质量，提高竞争力、扩大服务范围是真正可行的，是山东同圆前进发展所必须的。
图30 BIM应用总结
通过项目的实际生产过程中，山东同圆选择了欧特克公司的整套BIM软件体系，在协同、数据交换、信息管理等各方面都十分顺畅便捷，在越来越深入的了解整个软件体系的实际应用性后，山东同圆十分感叹欧特克公司在BIM领域实力的庞大与精细，同时也深感对软件的选择是正确的。
BIM的作用随着应用的深入越来越大，涉及面也越来越广，通过本项目的深入实践，原先设计模式下松散的、孤立的工作流程变成并行、交互、融合的形式，数据、图形的修改，与各方的沟通交流都快捷简便。利用BIM，山东同圆保障了工作的顺利完成，提高了山东同圆设计的质量与效率，同时获得了业主的肯定。今后山东同圆将持之以恒的深入探索BIM的实际应用价值，将BIM落到实处，用踏实的工作来推进BIM的发展，BIM的时代来临了，让大家共同努力，为BIM的发展做出应有的贡献。
