呂曉 高洋

(北京市住宅建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100005)

近年來，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來越普及，尤其是形式復(fù)雜的公共建筑，從最初的方案推敲到后期深化的施工圖設(shè)計均已開始涉入BIM應(yīng)用的領(lǐng)域，不僅提高了設(shè)計者在甲方心目中的位置，也為設(shè)計人員大大減輕了因為“無法想象的異型立面、剖面”而帶來的麻煩，因此BIM的到來對公建設(shè)計的意義非同凡響。

相比復(fù)雜的公共建筑，簡單、標準化的住宅建筑設(shè)計對于BIM應(yīng)用的研究相對缺乏，也似乎顯得不是那么必要，然而從提升設(shè)計品質(zhì)、提高設(shè)計效率的角度來看，BIM在住區(qū)設(shè)計中的應(yīng)用同樣是一次意義重大的行業(yè)革命。

1 項目概況

本設(shè)計項目位于北京市昌平區(qū)，為1818－028地塊居住項目普通商品房項目，總用地面積87 193 m2，總建筑面積249 358 m2，地上建筑面積192 966 m2，地下建筑面積56 392 m2。

2 BIM在方案選擇及優(yōu)化中的應(yīng)用

方案旨在“營造舒適、宜人、低耗優(yōu)雅”的“綠色住區(qū)”，為此，建筑及規(guī)劃設(shè)計不能僅僅停留在場地規(guī)劃、建筑設(shè)計的層面，具體的、量化的模擬分析技術(shù)的應(yīng)用是目前實現(xiàn)走向綠色建筑的唯一切實可行的設(shè)計手段。

首先，方案設(shè)計階段，在充分考慮容積率、交通、社區(qū)視覺等因素之后確定了兩個規(guī)劃方案，進一步利用ANSYS對方案1及方案2的住區(qū)場地內(nèi)通風(fēng)狀況進行模擬(如圖1、2、3、4所示)，根據(jù)模擬結(jié)果分析(如表1):

表1 方案優(yōu)劣對比

這樣在數(shù)據(jù)的支持下更理性地確定規(guī)劃方案的方式，不僅提高了設(shè)計師對方案的掌握程度，同時也能夠更容易地說服甲方。

完成了住區(qū)外環(huán)境的控制之外，良好室內(nèi)環(huán)境的營造是“舒適住區(qū)”的另一個重要目標。良好的室內(nèi)環(huán)境除了空間尺度的舒適之外，室內(nèi)風(fēng)環(huán)境和光環(huán)境也是極其重要的。因此，在進行戶型調(diào)整的過程中，在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，進一步使用Airpak、Ecotect分別進行風(fēng)環(huán)境(如圖6、7、8)和光環(huán)境(如圖9)的模擬，在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過適當?shù)倪M深、外立面開口的位置、大小的調(diào)整，實現(xiàn)戶內(nèi)照度合理，通風(fēng)良好的目標，完善戶型設(shè)計。

3 單元式戶型基于Revit的應(yīng)用

眾所周知，每個住區(qū)項目設(shè)計中即便有再多的住宅單體也不外乎于幾種形式的單元戶型，不同的樓棟也是基于幾種戶型的拼接而形成不同的單體形式，或者利用同樣的戶型進行不同的建筑立面處理從而形成不同的建筑風(fēng)格。

針對住宅的這種建筑設(shè)計特點，利用Revit建立三維的戶型組，完成標準戶型或標準單元模型的創(chuàng)建，利用這些戶型組來“鏈接”組合成不同的樓棟單體，在此基礎(chǔ)上進行局部的修改和完善，完成立面上不同的建筑單體。

這樣的工作模式，減少了專業(yè)內(nèi)部大量的重復(fù)性制圖及修改，大大提高了設(shè)計效率。另外，通過不斷的積累，也可以逐漸形成完善的內(nèi)部戶型庫，在以后的住宅設(shè)計項目中就更加事半功倍。

4 Revit在建筑施工圖中的應(yīng)用

項目進行施工圖設(shè)計時，采用了利用初設(shè)模型添加設(shè)計細部、不斷深化的施工圖設(shè)計方式。在此過程中，由于施工圖設(shè)計深度的要求及以往的二維出圖習(xí)慣的影響，對Revit本身也有了更多的需求，無論是其帶來的便捷還是問題，都是二維設(shè)計中前所未有的。

4.1 Revit中圖紙的生成

Revit最大的優(yōu)勢就是三維信息模型的建立，在繪制好建筑平面的同時賦予構(gòu)建相應(yīng)的高度及材質(zhì)等，其剖面、立面都是無需另外繪制的，這種完全自動生成的立面和剖面圖完全實現(xiàn)了平、立、剖圖紙的高度統(tǒng)一，將傳統(tǒng)圖紙“對不上”的問題降為0，甚至還省去了校圖人員核對平、立、剖的工作量。

另外，在充分展現(xiàn)其優(yōu)勢的同時也存在著一些問題，自動生成的建筑剖面圖中建筑構(gòu)建之間的接合關(guān)系無法正確顯示，這就為后期的處理帶來了很多的麻煩，甚至有的問題難以在三維模型中處理，必須轉(zhuǎn)到二維圖中強行修改，這為百分之百實現(xiàn)Revit施工圖出圖帶來了很大的障礙。

4.2 直觀的3D節(jié)點視圖

在施工圖的學(xué)習(xí)中，大部分設(shè)計人員在初學(xué)時往往是參照以前的樣本進行修改臨摹，然后在資深設(shè)計師的修改意見下照本宣科，如此循環(huán)而已。幾套施工圖下來也不見得真正理解復(fù)雜節(jié)點的真實構(gòu)成，更是不知道其設(shè)計方式的緣由，然而在Revit平臺下的施工圖設(shè)計顛覆了以往“難以想象其形式”的復(fù)雜二維節(jié)點，三維的節(jié)點展示方式(如圖10、11所示)讓設(shè)計人員更直觀地了解其構(gòu)成，能夠更快地學(xué)習(xí)。

4.3 Revit施工圖出圖

本次施工圖設(shè)計力求使用Revit進行設(shè)計，并且基本達到了90%的圖紙基于Revit平臺出圖。

在Revit中建立詳細的施工圖模型后，形成不同視圖的圖紙，然后在Revit圖紙中利用詳圖線進行出圖修正，或者導(dǎo)出到CAD進行少量的補充和修改，形成傳統(tǒng)標準的二維交付圖紙。

然而，傳統(tǒng)的二維繪圖方式是在一個大比例的圖紙的基礎(chǔ)上一步步進行深化，逐步形成二維的細部節(jié)點等圖紙，圖紙之間沒有關(guān)聯(lián)的聯(lián)系性;而三維的繪圖方式最大優(yōu)點之一的“絕對統(tǒng)一的平立剖”成了二維出圖習(xí)慣的絆腳石，足夠統(tǒng)一及細化的三維模型并不再適合二維圖形的大比例出圖標準和習(xí)慣。

4.4 施工圖使用建議

按照目前的行業(yè)標準和BIM相關(guān)技術(shù)的支持，最適用的施工圖繪制方式是:在Revit中完成建筑三維模型的建立，導(dǎo)出相應(yīng)的剖面、立面和墻身二維圖紙，在此基礎(chǔ)上利用CAD作為輔助繪圖平臺對圖形進行補充和修改，生成用于交付和使用的二維圖紙。但是，我們相信相信，隨著行業(yè)三維圖紙標準的出臺和Revit自身的發(fā)展，逐步可以減少甚至離開二維圖形軟件的協(xié)助，逐步實現(xiàn)完全的三維標準制圖、出圖以及審圖、施工使用等。

5 管線綜合、碰撞檢查

三維管線綜合是三維設(shè)計參與到建筑深化階段的一個十分重要的組成部分，三維的管道系統(tǒng)更能直觀地反映真實的空間狀態(tài)。

顛覆了以往二維布線的傳統(tǒng)方式，在建筑三維模型的基礎(chǔ)上，利用MEP搭建BIM三維管道模型，明確管線的標高和位置，發(fā)現(xiàn)并檢測出各專業(yè)之間的設(shè)計沖突，及時反饋給專業(yè)的設(shè)計者進行協(xié)同調(diào)整、修改模型，重復(fù)核查不斷完善模型。經(jīng)過幾次的反復(fù)，最終完成一個無需施工現(xiàn)場調(diào)整的“零碰撞”三維信息模型(如圖12、13)，提高了設(shè)計深度的同時，使得設(shè)計師對方案的施工可行性有了更好的控制。

6 目前BIM存在的問題

6.1 數(shù)據(jù)流通接口的開放性

Revit本身雖然在制圖上已經(jīng)實現(xiàn)大多數(shù)的需求，但再優(yōu)秀的軟件也不可能是萬能的，而BIM本身的意義除了Revit的主導(dǎo)作用之外，更具特色的是軟件之間的結(jié)合應(yīng)用。而在實際設(shè)計中，無論是方案推敲、建筑的環(huán)境模擬還是施工圖過程中的結(jié)構(gòu)荷載計算，都需要與其他軟件結(jié)合應(yīng)用，那么，實現(xiàn)軟件之間“無縫對接”的意義則十分重大。流通接口的開放性應(yīng)能夠保證軟件之間互導(dǎo)時完整數(shù)據(jù)信息的傳遞，減少或避免信息丟失或后期重復(fù)手動輸入的工作。

6.2 三維模型標準的問題

BIM雖然改變了行業(yè)二維繪圖的習(xí)慣，但并未改變圖紙的交付標準。這種三維設(shè)計方式最終卻要歸于二維的交付方式部分阻礙了BIM的發(fā)展進程，浪費了設(shè)計師時間的同時，更是降低了三維圖形的直觀性所帶來的好處。因此，一個統(tǒng)一的、既不限制創(chuàng)作同時也可供審核的三維設(shè)計標準的推進是必須的。

6.3 圖紙中構(gòu)建交接問題

現(xiàn)行Revit中剖面、立面圖紙的構(gòu)建交接問題比較明顯，自動生成的剖面、立面圖中，構(gòu)建之間的接合關(guān)系不能夠正確顯示的問題也應(yīng)得到較好的解決。

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