1 工程概况
苏州工业园区体育中心项目(下文简称苏体中心)位于金鸡湖东核心区，北部毗邻商业文化区、湖东核心区，南部隔斜塘河与斜塘片区中心相邻。项目西起星塘街，东至规划路，北接中新大道，南临斜塘河，规划总面积近60dm²，总建筑面积约35.28万m²，是集体育竞技、休闲健身、商业娱乐、文艺演出于一体的多功能、综合性的甲级体育中心，可以举办全国综合性运动会和国际单项体育赛事，是一个绿化环保的生态型体育中心和环境优美的敞开式体育公园(图1)。

2 项目挑战与应对
上海建筑设计研究院作为设计总包单位，承担了包括一场两馆、配套设施、中央地库以及室外总体在内的整个体育中心的施工图设计和管理协调工作。本项目功能的多样性和独特的方案造型决定了设计的复杂性，分包顾问和专项设计内容多达44项有余，对于设计总包而言隐性的协调管理工作量大难度高。加之本项目位于苏州工业园区，该园区是中国与新加坡两国合作具有国际一流水准的合作项目，因而业主方——园区管委会在项目之初就确定了精益化设计和精细化管理的目标。BIM的运用为项目的顺利推进保驾护航。
 
3 融合创新
本项目采取一种被称之为“伴随设计过程”的BIM实施模式。
 
此模式不会对现有组织结构和设计主业流程造成太大的影响，也不会像个别第三方BIM顾问咨询那般游离于设计工作以外。这种工作模式是经过历年项目的实践经验，结合企业现状调研形成的一种适用于目前国有设计院大型设计项目BIM实施的模式。其理念是在BIM与设计业务融合的过程中对技术、流程有所突破与创新。
3.1BIM整合下的设计优化
在施工图设计过程中往往面临大量的设计优化工作，在二维协同设计环境下，很多设计信息受到现有图纸目录体系的限制往往被离散地反映在若干张不同专业的图纸上，一定程度上影响了设计意图表达的连续性和设计成果的协调一致(图2)。

借助BIM设计模型能较直观地反映原本二维设计中不易发现的问题，弥补二维图纸表达不完整的内容，使设计优化工作更周到更高效。
3.2基于BIM信息的创新设计检查
可视化是BIM的特性之一。通过对BIM模型的动态观察能让设计师、管理者、其他参与方提前体验项目建成后的效果。在没有BIM的设计环境下设计团队会通过检查技术经济指标、多专业拍图和图纸的三校两审等手段控制设计质量和解决协调性问题，然而在苏体中心项目中设计总包在既有成熟手段的基础上，又融入了诸如“多专业模型集成审阅、模型数据判定、预设的模型检查流程以及模型化过程中实时检查”等基于BIM模型信息的设计检查方法(图3)。

例如对于一场两馆这样有着异型造型的单体，设计团队就利用模型对异型双曲幕墙的可开启面积进行分析，研究是否满足防火规范，利用预设的多套参数组合提供暖通专业不同的排烟开启方案进行对比，帮助设计团队在比选中找到功能与造型的平衡(图4)。

各专业拍图过程也从以往二维图纸拍图逐渐演变为借助模型进行2D+3D的多专业综合模型审阅协调，不仅增进了沟通效率也提高了专业间提资的有效性。在利用模型检查各专业协调冲突方面，设计团队摒弃利用软件进行全专业全构件的碰撞检查，因为这种简单粗暴的检查方式所获得的成千上万个碰撞点对设计团队及时发现解决问题没有帮助。因此设计团队从以往最常见的设计问题中总结提炼，制定了一套操作性更强的设计模型检查体系，从而将有限的时间和宝贵的精力集中在团队最关注和对项目影响较大的问题上。
 
本项目中每个专业的BIM协调员利用问题追溯平台，随时记录模型化过程中发现的问题，小问题及时沟通解决，需要多专业配合较复杂的问题，阶段性提供BIM专题问题报告(图5)。

3.3施工图表达方式创新
本项目在方案之初，外方合作单位就已经使用了Nurbs这种先进的造型设计技术和GH参数化设计手段进行方案推敲。这种造型技术是可以用方程式精确描述的真正意义上的曲线曲面，是制造业标准的模型数据结构能与后端加工制造无缝对接；但在建筑业运用的缺点是其几乎无法在施工图中标注尺寸，因而无法用文字和二维图纸描述其唯一性。在业主的认可下，本项目约定二维图纸仍然是具有法律效力的正式设计资料，但BIM模型可作为幕墙、钢结构等图纸无法描述清楚的异型元素定位、加工、算量等的依据(图6)。

4 整合协作
4.1设计与分析计算的整合协作
建筑设计与结构计算分析之间既关系紧密又相互约束，一旦信息沟通不畅就会造成工作的反复。在本项目中建筑结构自始至终沿用同一数据源(BIM模型)衍生的模型，确保设计成果的协调一致。暖通等机电专业也可通过BIM输出的数据作为不规则异型空间负荷计算的依据。此外，BIM模型所蕴含的数据可为声学、景观、照明等提供准确实时且协调一致的数据提资。
4.2设计协作流程的整合
BIM不仅改变了设计工具和设计方法，其更大的价值是在一定程度上改变了协作流程。从表1中可见，在2D协同和BIM设计环境下专业间协作流程的改变(表1)。

4.3设计分包的整合协作
设计总包需履行大量协调管理职责。BIM模型和其衍生的数据明细在项目实践过程中成为除图纸外最为重要的提资审阅工具。本项目中，例如幕墙顾问、钢结构深化、机电深化、LEED均已实现模型对模型的提资和审阅。
 
5 应用实例
5.1整合结构三维模型的设计推敲
体育场馆类建筑空间的特色之一是结构构件充当着极其重要的角色。如何使结构需求和建筑美学之间有良好的互动一直是设计师关切的重点。BIM将结构和建筑需求进行更好的整合，从BIM的三维空间中校核设计、发现问题、推敲解决方案。
 
以体育馆为例，由于建筑体型较小、空间布置紧凑，疏散楼梯与钢V柱难以同时满足：(1)梯段净高2200；(2)距离钢V柱500mm的安装净距，如图8所示(红圈为安装净距控制位置)。
 
BIM团队对此尝试了多种调整方案(图7、8)，借助遗传算法推演满足上述需求的最合理的布置以及对专业间协调影响最小的方案

5.2结构方案综合比选及优化
例如在游泳馆单体设计过程中，为使得游泳馆公共泳池区域空间感受最佳，泳池上部结构形式在原方案基础上进行方案优化比选。通过BIM模型整合土建以及机电专业，使得结构方案在比选过程中结合多工种因素，进而设计决策依据更加完整充分(图9)。

5.3技经指标实时维护与追踪
BIM在设计全过程中进行商业建筑各部分面积统计、占比计算、功能分析等，对技术经济指标进行实时维护与追踪。配合商业顾问进行合理的商业业态规划，融合商业服务与体育、生态、文化，以体育为主核，发展配套服务业。
 
如图11、12所示，通过BIM可追溯设计全过程中建筑功能调整，实时更新维护诸如功能分区面积等数据的变化趋势。为今后同类型项目的开发和设计积累数据。
5.4土方工程调配计算及优化
图10～15集中展示了BIM技术在苏体中心项目的基坑施工阶段土方计算与现场土方调配方案优化中的应用过程。

在项目工程的设计和施工阶段，土方计算、填挖调配方案优化，室外总体的管线布置等必不可少。从业主的层面上看，精确的场地土方计算数据，高质量的室外管线综合，能够有效的把控项目整体进度。
 
在场地设计中，传统模式大都依靠二维图纸和经验，例如目前很多工程依旧采用方格网的土方计算方法，土方量只能用手工计算,项目场地的整平、设计地形土方计算的时候往往需要做出几十个截面,一旦变更,又要重新计算，辛苦而且不准确。
 
在本项目中，地形较为复杂、地下室开挖较大，利用带有数据库，实时动态联动的三维设计方式处理土方计算以及土方调配方案优化等问题，不仅在生产效率方面大幅度提升，而且解放了设计以及管理人员反复、无用的绘图计算工作，让他们更加专注设计本身，极大的节省了项目资源。
 
6 结语
与国内近几年大型体育建筑BIM案例对比(表2)，不难发现，苏体中心无论建设规模、难度还是BIM实施范围都刷新了纪录，且所有单体的BIM设计和实施管理都由上海院一家独立完成。

本项目所积累的实践经验很好地阐述了BIM如何从技术、协作和管理三个层面协助我院应对项目挑战，对今后我院承接同类型大型体育建筑项目的设计总包任务，具有重要参考价值。