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发布时间：2021-05-24 15:49所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
摘要：近年来，随着物质生活和精神生活水平的快速提高，人们对于高质量文化娱乐活动的需求日益增高，中国正日渐崛起成为世界上首要的主题公园市
摘要：近年来，随着物质生活和精神生活水平的快速提高，人们对于高质量文化娱乐活动的需求日益增高，中国正日渐崛起成为世界上首要的主题公园市场。由于大型主题公园往往有着区别于一般文旅小镇的鲜明特点，如其具有大量造型复杂的构筑物、大量尖端的动感游艺设备等等，都为主题公园的建设带来了极大的施工难度。本文将以北京某主题公园为例，详细介绍了利用BIM技术作为数字化设计手段，在主题公园复杂构筑物的正向设计应用与实践。
关键词：BIM技术;主题公园;正向设计;数字化
引言
近年来，随着物质生活和精神生活水平的快速提高，人们对于高质量文化娱乐活动的需求日益增高，中国正日渐崛起成为世界上的首要主题公园市场，各地兴起了主题公园建设的高潮。主题公园是以大型游乐设施为主体，在其中融入一个或多个主题电影场景，为游客提供沉浸式游乐体验的文化娱乐园区。主题公园为了营造沉浸式游乐氛围，一般会将建筑造型设计成电影中的经典场景，也会设计一些大型非常规构筑物来模仿电影中的壮阔的自然景观等。
公园设计论文范例：银帆公园设计功能和对城建发展的分析
这些建筑物、构筑物规模大、艺术造型复杂且包含众多尖端的动感游艺设备，采用常规设计施工方法无法满足设计师的奇思妙想，必须采用数字化的设计手段才能实现主题建筑的建造。本文将以北京某主题公园建设为例，详细阐述以BIM技术为主要数字化设计手段的塑石假山正向设计、轻钢龙骨正向设计、骑乘结构地下结构埋管正向设计、穹顶高空作业阶梯式操作平台正向设计在主题公园建设过程中的应用。
1工程概况
1.1项目简介
北京某主题公园位于北京市通州区文化旅游区内。总面积超过m²，乐园核心面积1.2m²，一期包括一个主题公园、一个零售、餐饮、娱乐综合体，两座主题度假酒店和一座停车设施等。我单位承建其主题公园个特色主题景区中的个，分别为712(区域)和717(区域)：包括侏罗纪及小黄人两个主题乐园。项目建筑用地面积10.7万㎡，共有12座单体建筑，其中游乐设施处，剧院处，餐厅处，后勤用房处。单体建筑结构复杂、专业系统众多、边设计边施工、变更量大、技术要求高，协调难度巨大。
1.2工程难点与特点
(1)单体建筑造型复杂单体建筑造型复杂，设计难度大。园区最高的单体为01百鸟园假山单体构筑物，造型如图所示，山体为高低错落的不规则形体，是为了模仿电影《侏罗纪世界》中白垩纪时期的群山环境而设计的艺术造型。假山山体高约49，纵向投影长度约90，深度约50，局部三层，地下一层。整座假山总计500，约有400根规格不同的钢构件和000余片形式各异的钢筋网片，造型非常复杂，施工难度巨大。
设计难度大在北京某主题公园建设过程中，许多构筑物在建设初期，外方提供的设计资料仅为一张概念效果图。如上述201百鸟园假山单体，外方初期提供的资料仅为假山的概念方案，如何将概念方案转化为重达500，400根杆件的巨型塑石假山，同时又使假山的造型满足业主的创意需求，这是工程设计的难点，也是施工的难点。本项目利用BIM技术直接在三维环境里进行设计，利用三维模型和其包含的信息，表达二维图纸所表达不出的图形位置关系，解决了设计上的难点。
(2)工程协调难度大园区包含单体多，分部分散，施工场地环境复杂，工程工序复杂，工序之间交接配合多，协调难度大。以装饰装修工程为例，装修工程涉及专业繁多，施工作业面广泛，同一区域存在多个专业和不同工序交叉作业现象，例如墙体施工，包含大量的其他专业预留预埋内容，因此工序的交接配合协调是其顺利实施的关键。只有在施工前完成专业之间工序协调的确立，利用BIM正向设计实现图纸意图，才能加快多专业施工范围工序流转及实施进度模拟，降低工序颠倒造成的时间及物质损失，落实实施过程的成品保护，提升工程施工完成质量。
技术创新(1)利用BIM与缩微模型结合技术对假山等大型结构模型进行施工图纸转化，通过等比例创建假山微缩模型，仿真模拟假山的轮廓造型，并结合三维扫描技术，获取假山轮廓参数信息，基于轮廓参数信息，正向设计假山骨架结构，降低了设计过程中的数据传递损失，节约了工期。(2)利用BIM进行轻钢龙骨正向设计，优化传统设计流程，高效指导现场施工。(3)利用BIM正向设计，对骑乘单体地下结构埋管进行设计模拟，极大提升了设计施工效率，节约工期，促进项目实施。(4)利用BIM正向设计，进行穹顶高空作业阶梯式操作平台设计优化及施工，加快工程施工进度，保证施工质量，节约了成本，实现了预期目标。
正向设计应用关键技术
BIM正向设计概念正向设计是近几年BIM技术领域出现的一个热门词汇，是一个在中国被频频引用，却在国际BIM通行标准中没有相对应术语的中国“独有”概念[4]。BIM正向设计所传达出来的理念是指在设计之初即采用BIM技术作为设计手段，而非在采用常规二维设计方法已经出具施工图后，再使用BIM技术进行二次翻模的过程。BIM正向设计是BIM技术应用中最高阶的一种，它构成了BIM技术应用水准的一道分水岭，区分了BIM应用进程的初级阶段和高级阶段[4]。
本文所引案例工程全过程采用BIM正向设计技术，实现在三维环境进行正向设计，优化设计流程，提高工程质量。本文将以巨形假山模型设计、轻钢龙骨设计、演艺骑乘单体地下结构埋管设计和穹顶高空作业阶梯式操作平台设计应用为例做具体阐述。
基于BIM的假山正向设计本工程为营造逼真的主题场景，设计了大量的假山构筑物，由于假山的造型非常规，在设计过程中，首先要创建出一个微缩实体模型，根据微缩实体模型采集相关空间点位信息，完成假山施工图的设计。传统的设计方法无法将造型复杂的假山详细的表示出来，无法表达假山各部件之间的空间位置关系。因此BIM正向设计显得尤为重要。通过三维数字扫描技术扫描假山微缩模型，获得具有相对位置关系的数据信息，并利用BIM软件对三维数据信息进行电子雕刻，去除无用的数据信息，生成真实有效的三维轮廓模型。
在三维轮廓模型中运行碰撞检测，确保各轮廓模型间没有冲突，检测完毕后，即开始假山的正向设计。首先进行假山的钢筋网片模型正向设计，将假山表皮分割成若干个小单元，每个单元分别作为假山表皮的最小独立单元，对该单元进行受力分析，确定内部钢结构骨架的搭设方案，使用Tekla软件进行钢结构正向设计，生成钢结构BIM模型。该模型包含加工、施工所需的全部数据，将模型数据提取即可指导工厂加工、现场施工。基于BIM的轻钢龙骨正向设计本工程各种游乐建筑物内包含多种异形轻钢龙骨墙体，为满足主题公园特色的游乐体验，内部墙体造型相对常规工程也较为复杂多变。利用BIM进行轻钢龙骨的正向设计，能够高效、便捷、清晰的表达轻钢龙骨的结构体系，具有高效的参考和指导意义，能够改善传统设计过程繁杂、数据类型不统一、指导性不强的情况。
首先在BIM软件中提前设定好轻钢龙骨的材质、类型、间距等参数信息，然后在建筑模型中创建单个龙骨的结构模型，根据墙体的厚度、高度、宽度，进行龙骨的受力分析，确定龙骨的尺寸和排布规则。尺寸和排布规则确定后，使用Dynamo进行建模，在Dynamo软件中设定轻钢龙骨的排布逻辑，根据定义的逻辑和参数即可生成轻钢龙骨模型。Dynamo可完成一些重复性、有逻辑性、并且以Revit常规建模方式难以达成的工作，能够在建模过程中有效的简化重复性内容，提高相应建模效率。创建的三维模型中包含尺寸、材质等信息，现场可根据三维模型提取平面、立面、剖面图纸，并且可根据三维模型提取工程量和加工清单，在工厂内完成轻钢龙骨的定尺加工。
基于BIM的骑乘单体地下结构埋管设计除了建筑之外，主题公园的各种设施有着特殊的专业功能要求，很多构件需要艺术性和游艺功能，及各种声光电专业和游艺设备的配合，才能实现完美的游乐体验。这些众多的特殊专业介入使得建筑过程变得更加复杂。为了解决骑乘及演艺游乐设备的电缆敷设问题，并营造完美的沉浸式游乐体验，采用多层地埋管形式，将骑乘及演艺的电缆全部敷设在地面以下。
此种方式更具有隐蔽性，可以避免在游客视线范围内出现主题之外的元素，打造完美场景游乐效果。但由于游艺设备所需的供电线路繁杂，如果全部采用地下预埋方式，地下管线的布设将会盘根错节，十分复杂。应用BIM技术整合游艺设备信息、建筑结构及配电箱柜尺寸等信息确定箱柜安装位置，形成初步连线图纸并简单分层。基于BIM模型直接进行地下埋管路线设计，并与其他专业及管线综合协调。分专业、分系统导出施工图，包括各管段起末点位坐标、管段编号、大小、标高及电缆尺寸等。图纸报审并通过后用于现场施工。
结语
北京某主题公园造型复杂、施工难度大，如果采用常规二维设计方法，一是无法满足美方外资团队对于创意造型的多变要求，二是二维图纸也无法体现出众多构件的空间位置关系，图纸表达将变得极为不顺畅不清晰，从而导致施工难度加大。因此采用BIM正向设计手段必不可少。
本文以北京某主题公园的建设过程为例，阐述了塑石假山、轻钢龙骨、骑乘结构地下结构埋管、穹顶高空作业阶梯式操作平台等BIM正向设计技术在北京某主题公园建设过程中的应用，通过BIM正向设计将问题解决在施工之前，将返工率减低为零，更好的协调和落实了工程创意团队、建设团队、设计团队、监理团队的各项要求。达到缩短施工工期，减少各专业交叉重叠、衔接不当而造成的返工浪费的情况，提高了工程质量并创造了一定的经济效益。随着国内经济发展的不断加速，人们对于美好物质和精神生活的追求不断提高，主题公园的建设也如雨后春笋般越来越多。期望本文的BIM正向设计技术路线，对主题公园的建设提供一定的参考借鉴意义。
参考文献
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[6]张朝虎盛吉申电子产业园二期全专业BIM正向设计实践[J].工程建设与设计,2019(10):276278.
作者：贾学军王久强史琦
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《北京某主题公园BIM正向设计应用实践及创新》