王曉璐 孫亞丁

(1.濟(jì)南大學(xué)土木建筑學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022； 2.山東同圓建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250000)

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以居住類建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例談BIM技術(shù)的運(yùn)用

王曉璐1孫亞丁2

(1.濟(jì)南大學(xué)土木建筑學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022； 2.山東同圓建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250000)

介紹了BIM技術(shù)的概念、應(yīng)用軟件以及在工程運(yùn)用中具有的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，闡明了運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑施工圖設(shè)計(jì)實(shí)踐的目的，探討了BIM技術(shù)的三維可視化優(yōu)勢(shì)，并總結(jié)了BIM技術(shù)在住宅施工圖繪制中的意義。

BIM技術(shù)，居住類建筑，施工圖

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 BIM基本概念

BIM的英文全稱是Building Information Modeling，即建筑信息模型。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì),在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。

1.2 BIM技術(shù)的政策引導(dǎo)

2011年國(guó)家提出《2011年—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,提出在“十二五”期間，基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用，文中多次強(qiáng)調(diào)要在我國(guó)建筑業(yè)推進(jìn)應(yīng)用BIM技術(shù)，同時(shí)要發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的服務(wù)作用，開展行業(yè)信息化培訓(xùn)，推動(dòng)信息技術(shù)的普及應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)部分設(shè)計(jì)院也成立了自己的BIM團(tuán)隊(duì)，并在實(shí)際項(xiàng)目中學(xué)習(xí)、研究、實(shí)踐BIM技術(shù)。為了緊隨國(guó)家政策和設(shè)計(jì)潮流，作者所在的山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)一分院也于2015年大力開展學(xué)習(xí)與發(fā)展BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)施工圖中的應(yīng)用。

1.3 關(guān)于BIM技術(shù)軟件的選擇

國(guó)內(nèi)常見的BIM軟件有Autodesk Revit，Bentley Architecture，ArchiCAD，Allplan Architecture，Vectorworks Architect，Digital Project等，而大多數(shù)BIM設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)常選用Autodesk Revit作為BIM全專業(yè)建筑施工圖繪制的應(yīng)用軟件，原因是：首先，該軟件與CAD共同出自Autodesk公司，操作界面相似，繪圖人員上手也較容易，其次，在該軟件上二次開發(fā)的軟件較全面，同時(shí)與其他的繪圖軟件兼容性也比較好。

1.4 BIM技術(shù)實(shí)際運(yùn)用中的顯著特點(diǎn)

1)可視化——“所見即所得”。傳統(tǒng)的CAD圖紙是對(duì)建筑信息的抽象表達(dá)，真實(shí)建筑世界被抽象成了二維圖紙，在這一張抽象圖紙中，太多的建筑細(xì)節(jié)被忽略。這些“忽略”的建筑信息并非不重要，而是實(shí)屬無奈，這是因?yàn)槎S信息無法表達(dá)三維世界。此外，還包括由于二維信息無法描述的三維世界中的相關(guān)建筑構(gòu)件的屬性信息。比如我們常見的機(jī)電管線信息，由于在CAD世界中，只能通過線條進(jìn)行描述，缺失了空間信息，同時(shí)，管線本身的管徑與空間關(guān)系也無法描述，就出現(xiàn)了管線綜合碰撞問題。這就是CAD時(shí)代信息不充分問題的體現(xiàn)。BIM技術(shù)可以將常規(guī)的二維表達(dá)形式轉(zhuǎn)變?yōu)槿S可視化模型，表達(dá)信息形象、直觀，可視化可以幫助非專業(yè)人員通過清晰的立體模型理解建筑創(chuàng)意，熟悉建筑構(gòu)造，協(xié)調(diào)各方(設(shè)計(jì)方、甲方、施工方)及時(shí)、高效的進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2)協(xié)調(diào)性。采用BIM技術(shù)的項(xiàng)目，各專業(yè)間、各工作成員間都在一個(gè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境中共同工作，設(shè)計(jì)深化、修改可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)更新。這種無中介即時(shí)的溝通方式，很大程度避免了因人為溝通不及時(shí)而帶來的設(shè)計(jì)錯(cuò)漏，便于輕松有效的提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

3)模擬性。通過BIM技術(shù)可以模擬真實(shí)建造過程及場(chǎng)景，并可以通過此過程預(yù)先發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，最大限度減少因設(shè)計(jì)或施工方面的失誤所帶來的損失。

4)優(yōu)化性。BIM及其配套的各種優(yōu)化工具能對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可能的優(yōu)化處理，利用模型提供的各種信息來優(yōu)化，如幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息來對(duì)復(fù)雜程度高的建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5)可出圖性。運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的施工圖紙的輸出可以簡(jiǎn)要總結(jié)為“建筑設(shè)計(jì)圖+通過各專業(yè)BIM模型進(jìn)行碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改=綜合設(shè)計(jì)施工圖”，通過軟件二次打開的結(jié)構(gòu)軟件，實(shí)現(xiàn)土建施工圖、綜合管線圖、結(jié)構(gòu)預(yù)留洞圖、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告以及優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)方案等實(shí)用的施工圖紙。

2 BIM技術(shù)在居住類建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目概況

首先采用BIM技術(shù)進(jìn)行住宅施工圖設(shè)計(jì)的項(xiàng)目為山東省濟(jì)南市郭店鎮(zhèn)安置房項(xiàng)目，由于是初次嘗試使用該技術(shù)，因此僅拿出其中的1號(hào)樓由建筑專業(yè)采用revit繪制建筑施工圖。其次是山東省德州市慶云縣百盛未來城住宅項(xiàng)目，此項(xiàng)目匯集了全專業(yè)使用BIM來進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)BIM有了更深一步的理解和認(rèn)識(shí)。最后是山東省日照市公務(wù)員小區(qū)住宅項(xiàng)目，此項(xiàng)目匯集全專業(yè)運(yùn)用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且在擴(kuò)初階段就采用了BIM模型與甲方共同探討戶型優(yōu)化的合理性和可行性，目前此項(xiàng)目還在進(jìn)行中。

2.2 運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑施工圖設(shè)計(jì)實(shí)踐的目的

我們嘗試采用BIM技術(shù)進(jìn)行住宅施工圖設(shè)計(jì)的目的可以概括為以下幾點(diǎn)：熟練操作revit軟件；嘗試全專業(yè)應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免傳統(tǒng)二維繪圖模式帶來的問題，提高圖紙質(zhì)量；通過實(shí)際項(xiàng)目的施工圖配合，尋找各專業(yè)間新的、最佳的協(xié)同方式；順應(yīng)國(guó)家政策，運(yùn)用新的技術(shù)，提高自身行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 BIM技術(shù)在住宅類建筑施工圖設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用

經(jīng)過幾個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際使用，由單純的建筑專業(yè)運(yùn)用revit軟件進(jìn)行嘗試到各專業(yè)三維協(xié)同使用revit軟件進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，作為設(shè)計(jì)人員，主要有以下幾點(diǎn)感受：

1)revit軟件和CAD同出于Autodesk公司，因此兩款軟件在操作界面上基本一致，對(duì)于初次接觸該軟件的人員來說，上手比較容易。

2)對(duì)于住宅建筑來說，戶型是甲方經(jīng)常調(diào)整的內(nèi)容，往往在施工圖繪制的過程中，由于前期方案不夠完善與準(zhǔn)確，仍需要與各專業(yè)溝通調(diào)整，對(duì)于傳統(tǒng)的二維圖紙來說，往往平立剖面圖都要調(diào)整一遍，當(dāng)出圖數(shù)量較大時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)漏碰缺。而在revit軟件中，建筑的平立剖面圖是相互聯(lián)動(dòng)的，即對(duì)平面圖進(jìn)行了修改，其立面和剖面中相應(yīng)的位置也會(huì)自動(dòng)進(jìn)行修改，保證了圖紙平立剖的一致性，并且在進(jìn)行平面的繪制時(shí)，可以隨時(shí)查看建筑的三維效果。

3)在revit中，建筑墻體及樓板可以進(jìn)行自定義，根據(jù)做法說明分別定義不同功能房間的樓板降板和做法，保證了剖面繪制和大樣繪制時(shí)的準(zhǔn)確性。同時(shí)對(duì)于設(shè)備專業(yè)來說，通過鏈接土建模型，避免了后期施工時(shí)出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤，因?yàn)榻ㄖI(yè)模型中的降板準(zhǔn)確，可以直觀的檢查設(shè)備管線同土建之間的碰撞。

4)關(guān)于建筑門窗的插入，revit提供了豐富的族庫，基本上能滿足方案中所需的門窗形式。即使沒有提供的門窗形式，也可以通過修改族的形式來繪制所需要的門窗樣式。

5)住宅項(xiàng)目通常有著豐富的線腳和屋頂造型，在revit中通過對(duì)復(fù)雜形體的建模，能夠直觀的展示復(fù)雜形體以及建筑構(gòu)造之間的關(guān)系，對(duì)于繪制剖面及大樣的準(zhǔn)確性提供了保障，也避免了各專業(yè)間配合時(shí)出現(xiàn)失誤。例如在郭店項(xiàng)目中，建筑立面有著復(fù)雜的線腳和屋頂造型，如果單憑二維圖紙結(jié)合效果圖的方式來進(jìn)行圖紙繪制的話，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，我們利用revit的建模功能，將屋頂造型和立面線腳建出來再進(jìn)行剖切，可以很直觀的表達(dá)出不同造型的構(gòu)造關(guān)系，保證剖面及大樣的準(zhǔn)確性，同時(shí)也幫助結(jié)構(gòu)專業(yè)更好的理解其構(gòu)造關(guān)系，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。

6)revit最大的優(yōu)勢(shì)是其三維可視化，通過將各個(gè)專業(yè)的revit模型鏈接在一起，可以得到四個(gè)專業(yè)的信息建筑模型，幫助各專業(yè)形象、直觀的進(jìn)行住宅戶型優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如在日照公務(wù)員住宅項(xiàng)目中，我們通過revit模型與甲方進(jìn)行溝通，更加有效合理的對(duì)戶型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。地下室是住宅項(xiàng)目中管線最復(fù)雜的部分，以往二維圖紙最容易出現(xiàn)走道凈高過低或剪力墻預(yù)留預(yù)埋與設(shè)備管線沖突的情況，但利用revit模型的三維可視化特點(diǎn)，可以使各專業(yè)非常直觀、準(zhǔn)確的進(jìn)行管線和墻體的對(duì)照調(diào)整，最終得到一個(gè)滿足各方要求的設(shè)計(jì)成果。

7)revit中可通過三維模型進(jìn)行各專業(yè)間的碰撞檢查，同時(shí)也可以生成平立剖面圖、大樣圖等施工圖紙，直接生成pdf格式的圖紙，也可以通過天正接口導(dǎo)出高版本的CAD圖紙。對(duì)于剖面圖、大樣圖來說，由于是直接從模型中剖切得出，仍需要通過CAD或revit自帶的功能進(jìn)行修改，才能得到滿足施工圖出圖標(biāo)準(zhǔn)的圖紙，盡管如此，相對(duì)于傳統(tǒng)二維繪圖模式來說，其工作效率及信息準(zhǔn)確性已經(jīng)有了很大提升。

8)在慶云與日照項(xiàng)目中，我們嘗試各專業(yè)間的三維協(xié)同，即在項(xiàng)目初期，就由各專業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人通過協(xié)商共同定好模型命名原則，以便后期模型更新時(shí)，各專業(yè)可以方便準(zhǔn)確的更新revit鏈接，這和CAD中的參照命令基本一致。而在項(xiàng)目進(jìn)行期間，我們各專業(yè)會(huì)定期進(jìn)行模型鏈接，檢查碰撞問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證最后出圖的準(zhǔn)確性，同時(shí)各專業(yè)模型依次導(dǎo)入合并，四位一體，最終碰撞檢查，避免錯(cuò)漏碰缺。

3 BIM技術(shù)運(yùn)用在住宅施工圖中的意義和展望

3.1 BIM技術(shù)在住宅施工圖繪制中的意義

1)revit軟件的三維可視化特性使得各專業(yè)間的配合從二維平面上升到了三維空間的高度，設(shè)計(jì)人員可以更直觀、準(zhǔn)確的進(jìn)行配合，同時(shí)revit軟件的參數(shù)聯(lián)動(dòng)功能有效減少了專業(yè)內(nèi)部與專業(yè)之間大量重復(fù)性的制圖及修改工作。

2)采用BIM技術(shù)進(jìn)行各專業(yè)間的施工圖配合，增強(qiáng)了專業(yè)之間信息溝通的及時(shí)性、強(qiáng)制性和互動(dòng)性，提高了工作效率。

3)通過幾個(gè)項(xiàng)目的嘗試，也使得我們?yōu)閭鹘y(tǒng)的二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)入革命性的BIM設(shè)計(jì)時(shí)代打好了基礎(chǔ)，也增強(qiáng)了信心。

4)雖然revit可以直接導(dǎo)出平立剖等施工圖紙，但由于軟件特性及族庫的局限，部分導(dǎo)出的圖紙還需要在天正中進(jìn)行圖面的進(jìn)一步完善。因此我們采用的是revit與CAD配合來進(jìn)行圖紙的輸出，即revit能夠表現(xiàn)的信息全由revit導(dǎo)出，而revit缺少的引注、標(biāo)注等圖面信息后期在天正中添加，這樣充分結(jié)合兩款軟件的優(yōu)勢(shì)，既保證了圖紙的準(zhǔn)確性，又提高了圖面的質(zhì)量。

3.2 BIM技術(shù)運(yùn)用在建筑設(shè)計(jì)過程中的展望

1)BIM本質(zhì)是對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘應(yīng)用，原來我們會(huì)用CAD統(tǒng)計(jì)門窗表，但BIM可以統(tǒng)計(jì)的表不僅僅是門窗，這樣就對(duì)了解項(xiàng)目，把控工程起了很大作用。但是這些數(shù)據(jù)信息是關(guān)系型的，也有面向?qū)ο笮秃桶虢Y(jié)構(gòu)型的。我們要使用的，其實(shí)還是那些有關(guān)系的數(shù)據(jù)。

2)最近總被提及的IPD模式是很理想的BIM未來，它的意思是在施工之前，組織設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方等諸多參與單位在一起，做出竣工模型，BIM模型就是一個(gè)建筑建成后最終的樣子，里面包含了非常多的信息。在施工之前，我們已經(jīng)有了竣工模型，就不會(huì)存在設(shè)計(jì)變更、管線碰撞等問題，接下來的任務(wù)就是各方按照計(jì)劃完成自己分內(nèi)的事情就好。

[1] 廖小烽，王君峰.Revit 2013/2014建筑設(shè)計(jì)火星課堂[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 柏幕培訓(xùn)組織.2011建筑施工圖設(shè)計(jì)案例詳解[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

On adoption of BIM technique with example in residential architectural design programs

Wang Xiaolu1Sun Yading2

(1.CollegeofCivilArchitecture,JinanUniversity,Jinan250022,China; 2.ShandongTongyuanArchitecturalDesignGroup,Jinan250000,China)

The paper introduces the concepts, application software, and features in engineering application for BIM technique, combining with practical engineering projects, illustrates the construction mapping design with the BIM technique, explores its three-dimension visible advantage, and concludes its meaning in the mapping of residential construction.

BIM technique, residential building, construction mapping

1009-6825(2016)05-0021-02

2015-12-09

王曉璐(1987- )，女，碩士，助教； 孫亞丁(1987- )，男，碩士，建筑師

TU201.4

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