張黔　陳龍　何坤飛　艾治　周瑾（貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院有限公司　貴州貴陽(yáng)　550000）

BIM在設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用研究

張黔陳龍何坤飛艾治周瑾
（貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院有限公司貴州貴陽(yáng)550000）

本文針對(duì)BIM發(fā)展的大背景，結(jié)合貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)分院自身實(shí)際情況，對(duì)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中的一些不足進(jìn)行分析，并對(duì)BIM在可視化、碰撞檢測(cè)等應(yīng)用方面做了一定的學(xué)習(xí)、研究，希望通過BIM來解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，為BIM應(yīng)用的推廣起到促進(jìn)作用。

BIM；建模；建筑設(shè)計(jì)；應(yīng)用研究

1　前言

由于技術(shù)水平的限制，幾十年來，建筑行業(yè)中建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)都是通過二維設(shè)計(jì)施工圖紙及平面技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，效率低、協(xié)同性差。BIM的出現(xiàn)掀起了建筑行業(yè)的一場(chǎng)革命，有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)中的不足，提供了一個(gè)提高設(shè)計(jì)效率、加強(qiáng)協(xié)同設(shè)計(jì)的平臺(tái)。當(dāng)前BIM理念已深入人心，行業(yè)也處在深入探索期。在此背景下，貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)分院根據(jù)自身情況，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目開展了對(duì)于BIM設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究。本文將對(duì)BIM進(jìn)行介紹和分析，并對(duì)應(yīng)用的兩個(gè)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)，希望對(duì)于BIM的推廣有所促進(jìn)。

2　BIM研究背景

2.1國(guó)外的理論與應(yīng)用

最早關(guān)于BIM概念的提出是1975年，任職于卡耐基麥隆大學(xué)的查理伊斯特曼發(fā)表的《The Use of Computers Instead of Drawings》一文中提到的“建筑描述系統(tǒng)”，當(dāng)時(shí)已經(jīng)有比較清晰的BIM的特性。特別是近10多年來，伴隨著學(xué)者的設(shè)想，一些軟件廠商開發(fā)出了一些漸漸成熟的繪圖工具，如：Allplan、Revit、BentleyBIM等。另外美歐一些先進(jìn)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)形成成熟的BIM體系。

2.2國(guó)內(nèi)的研究與應(yīng)用

時(shí)至今日，BIM在國(guó)內(nèi)聲勢(shì)浩大，被廣泛認(rèn)為是設(shè)計(jì)行業(yè)的趨勢(shì)。學(xué)者、愛好者、設(shè)計(jì)師以及軟件工程師利用網(wǎng)絡(luò)交流學(xué)習(xí)并推動(dòng)BIM的普及應(yīng)用。理論上主要翻譯吸收歐美的著作，隨著BIM的發(fā)展近來也有一些BIM的專著出版，如：何關(guān)培所著的《BIM總論》、《那個(gè)叫BIM的東西究竟是什么》等。但是設(shè)計(jì)院對(duì)于BIM的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用很落后，目前也只有少數(shù)團(tuán)隊(duì)推行BIM工作方式。因?yàn)锽IM在設(shè)計(jì)院的應(yīng)用缺乏，目前的BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用也不全面。

3　BIM在項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用研究

在對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，通過實(shí)際項(xiàng)目使理論結(jié)合實(shí)際，希望通過實(shí)際應(yīng)用為以后全面展開BIM做好鋪墊。

3.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目一為廣東中建四局建設(shè)發(fā)展有限公司新型建筑構(gòu)件廠辦公樓，建設(shè)地點(diǎn)位于廣東省東莞市。該工程總建筑面積2796.1m2，建筑層數(shù)為5層，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)（如圖1）。

項(xiàng)目二為臺(tái)江偏寨姊妹節(jié)踩鼓廣場(chǎng)景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目，地點(diǎn)位于貴州省臺(tái)江縣（如圖2）。

圖1　新型建筑構(gòu)件廠辦公樓透視圖

圖2　臺(tái)江偏寨姊妹節(jié)踩鼓廣場(chǎng)效果圖

3.2設(shè)計(jì)建模三維化

利用BIM的可視化對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，由于所見即所得，為設(shè)計(jì)師提供了形象的三維模型，利于方案的推敲、修改。同時(shí)為業(yè)主提供可視化方案模型，大大減少了業(yè)主由于對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的不了解而更改方案的概率，也避免了效果圖與實(shí)際落成的建筑不符合這一無奈的現(xiàn)象。

圖3　新型建筑構(gòu)件廠辦公樓Revit模型

3.3與實(shí)際一致的構(gòu)件信息

為保證建筑質(zhì)量及品質(zhì)，將每一個(gè)構(gòu)件三維模型化，并對(duì)模型的各個(gè)構(gòu)件信息進(jìn)行真實(shí)的輸入，展示出設(shè)計(jì)成果的真實(shí)狀態(tài)，更加直觀，極大的減少了建筑設(shè)計(jì)中存在的信息誤差。同時(shí)，相關(guān)構(gòu)件的信息統(tǒng)計(jì)也能在模型完成時(shí)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出來，從而做到實(shí)時(shí)更新一致。

3.4綜合管線設(shè)計(jì)與管網(wǎng)綜合排查

在進(jìn)行建筑管線設(shè)計(jì)時(shí)，為避免出現(xiàn)管線相撞、管線交錯(cuò)、管線施工不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象，通過BIM技術(shù)直觀地將建筑管網(wǎng)生成三維模型，并利用管線碰撞檢測(cè)功能，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)出管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的不當(dāng)、管線相撞與交錯(cuò)部位并進(jìn)行標(biāo)注紀(jì)錄，極大提高了管網(wǎng)檢查效率，保障管網(wǎng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

從實(shí)際使用中可以發(fā)現(xiàn)，該功能在復(fù)雜的管線綜合項(xiàng)目中優(yōu)勢(shì)會(huì)相當(dāng)明顯，這也是BIM的優(yōu)勢(shì)所在。

3.5建筑效果輔助分析

在建筑設(shè)計(jì)中，通過對(duì)BIM模型進(jìn)行深度優(yōu)化，可以達(dá)到所需要的模擬效果，運(yùn)用這些模型可以對(duì)設(shè)計(jì)成果的合理性進(jìn)行相關(guān)分析。在實(shí)際運(yùn)用中，通過對(duì)兩個(gè)項(xiàng)目模型的材質(zhì)、空間、地理位置等進(jìn)行深度優(yōu)化，并將模型放置在模擬場(chǎng)地中進(jìn)行建筑效果模擬，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地布置中存在的問題，方便及時(shí)修正。以這種立體化的真實(shí)模擬將設(shè)計(jì)成果展示出來，讓設(shè)計(jì)師可以更加充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意，展示構(gòu)思，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的新境界。

4　BIM帶來的設(shè)計(jì)思維及存在的問題

4.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題

傳統(tǒng)二維軟件起到了一定的輔助設(shè)計(jì)作用，但還達(dá)不到“所見即所得”的可視化效果，工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不能發(fā)揮最大的創(chuàng)造性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）專業(yè)間信息溝通不及時(shí)、不順暢。相當(dāng)一部分信息共享和交換是由人工完成的，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息的集成和自動(dòng)化傳達(dá)。

（2）設(shè)計(jì)意圖和理解不明確。設(shè)計(jì)過程中需要與業(yè)主、當(dāng)?shù)卣M(jìn)行設(shè)計(jì)方案影響因素的采集和協(xié)商，最終的設(shè)計(jì)成果需要施工單位去嚴(yán)格和準(zhǔn)確地執(zhí)行，才能保證設(shè)計(jì)成果的科學(xué)性和設(shè)計(jì)意圖的正確實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)方向業(yè)主和施工方交底時(shí)，絕大部分采用二維平面圖形式，甚至有的附屬工程設(shè)計(jì)只有文字說明，施工方不能準(zhǔn)確地理解設(shè)計(jì)意圖，這將直接影響到工程建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量，導(dǎo)致合理的設(shè)計(jì)意圖得不到合理的實(shí)現(xiàn)，并造成人力物力財(cái)力的浪費(fèi)。

（3）設(shè)計(jì)成果不能有效地服務(wù)與運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理。過程中需要在海量的設(shè)計(jì)圖紙中來查找問題部位的設(shè)計(jì)資料，在設(shè)計(jì)單位不參加維護(hù)的情況下，設(shè)計(jì)成果有時(shí)不能得到正確的理解，導(dǎo)致維修工作效率低下。

4.2BIM的設(shè)計(jì)思維和方法的轉(zhuǎn)型

很多設(shè)計(jì)師選用BIM，初衷只是為了工作效率的提高，這是對(duì)BIM的片面認(rèn)識(shí)，因?yàn)榻ㄖ畔⒛Ｐ偷暮诵囊饬x在于：BIM帶來設(shè)計(jì)思維和方法的轉(zhuǎn)變。這一點(diǎn)比起工作效率的提高，其意義要深遠(yuǎn)得多。

BIM提供的是一種更接近于人腦的本源思考方式的設(shè)計(jì)思維模式，它采用計(jì)算機(jī)來模擬現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)物體的方式，以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，改變了傳統(tǒng)的二維圖的工作方式，由電腦代替人腦，完成三維到二維之間的“翻譯”。這使得設(shè)計(jì)師可以更加關(guān)注于設(shè)計(jì)本身而不是耗費(fèi)精力的繪圖，可以說這是對(duì)設(shè)計(jì)方法的本源的一種回歸。

4.3BIM在設(shè)計(jì)應(yīng)用中還存在的問題

（1）對(duì)BIM軟件都還比較陌生，從軟件數(shù)量上來看，BIM是需要多種軟件配合的，BIM做出的成果不是最終的成品圖紙，而是需要進(jìn)一步處理的模型和信息。

（2）生產(chǎn)內(nèi)容和方式發(fā)生了改變，CAD生產(chǎn)的是圖紙，而BIM生產(chǎn)了模型。

（3）受益者的問題，CAD很容易推廣是因?yàn)橐粋€(gè)人即可產(chǎn)生效益，而且CAD的受益者直接明確。而BIM模型只是業(yè)主方所需成品的素材，一個(gè)人不可能完成由素材到滿足不同客戶需求的成品的過程，而同時(shí)制作BIM模型的人未必是整個(gè)團(tuán)隊(duì)的最大受益者，所以怎樣讓制作BIM模型的人樂意為后期做貢獻(xiàn)就成了應(yīng)用BIM需要解決的問題。

（4）BIM建模軟件之間信息互通存在問題，軟件接口問題還未完全解決。當(dāng)然，單靠轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)備技術(shù)更新也還不夠，還需要設(shè)計(jì)師對(duì)相關(guān)知識(shí)和作圖習(xí)慣進(jìn)行更新和轉(zhuǎn)變。

5　總結(jié)

BIM的研究領(lǐng)域非常廣泛，文中所做的一些也只是其中部分應(yīng)用點(diǎn)，分析也還有不足之處，在接下來的應(yīng)用研究中還有很長(zhǎng)的路要走。但是BIM是推動(dòng)建筑業(yè)科技進(jìn)步、觀念更新、行業(yè)發(fā)展的有力工具。政府目前也在推廣信息化技術(shù)的應(yīng)用，在這樣的大環(huán)境下設(shè)計(jì)單位應(yīng)該通過找到BIM對(duì)自身的價(jià)值用以提高自身的工作效率和質(zhì)量從而提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，通過合同文件約束某些利益相關(guān)方按要求應(yīng)用BIM，通過BIM應(yīng)用為自身找到新的客戶以及為已有的客戶提供延伸或增值服務(wù)從而擴(kuò)大服務(wù)范圍。相信通過不斷創(chuàng)新和努力，BIM的未來會(huì)越來越好，從而真正服務(wù)到設(shè)計(jì)中去。

TU311.41

A

1673-0038（2015）51-0074-02

2015-12-5

張黔（1978-），漢族，建筑師，本科，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。