劉賽楠

(中國十九冶集團(tuán)有限公司， 四川成都 610000)

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BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用與對比分析

劉賽楠

(中國十九冶集團(tuán)有限公司， 四川成都 610000)

文章以樂至縣中醫(yī)院門診樓和住院樓設(shè)計為例，將傳統(tǒng)設(shè)計的圖紙與利用BIM技術(shù)做出的設(shè)計成果進(jìn)行比較分析，重點(diǎn)從方案階段和后期各專業(yè)之間空間位置關(guān)系兩個方面分析BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中應(yīng)用的優(yōu)缺。

BIM； 建筑設(shè)計； Autodesk Revit

BIM(建筑信息模型)是Autodesk公司于2002年提出的。如今，BIM的發(fā)展潮流已勢不可擋，美國及歐洲一些國家基于BIM技術(shù)應(yīng)用軟件的普及率已達(dá)60 %～70 %。而在國內(nèi)，隨著建筑業(yè)對信息化要求的不斷提高、國家科研投入不斷增多及大力推動和基于BIM技術(shù)的軟件開發(fā)商宣傳下，相關(guān)機(jī)構(gòu)和各個部門已經(jīng)開始著手研究和應(yīng)用BIM技術(shù)。并且在 “十五”期間，國家政府部門推動BIM技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，已充分的表明BIM以后的發(fā)展和應(yīng)用勢必會占有相當(dāng)大的市場。

BIM(Building Information Modeling)指的是建筑信息模型，是近些年來在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，它是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)建立完整的、高度集成的建筑工程項目信息化模型，從而在建筑工程設(shè)計、施工及管理等整個生命周期內(nèi)，提高建筑工程的信息化、集成化程度[1]。所謂信息化是指在BIM模型中除了傳統(tǒng)模型中展現(xiàn)的材料及簡單的做法外，還有具體的裝飾材料，詳細(xì)的建筑做法，結(jié)構(gòu)特性，而且還能夠根據(jù)甲方要求詳細(xì)的添加更多的信息資料；集成化指的是在BIM模型中能夠?qū)⒔ㄖ?、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等相關(guān)的專業(yè)集成為一個模型，能夠切實(shí)的看到各個專業(yè)的相對位置等，為后期的施工提供的更詳細(xì)的數(shù)據(jù)和相對位置。

1 工程概況

醫(yī)院建筑是建筑項目中較為復(fù)雜的建筑類型之一，醫(yī)院建設(shè)中的節(jié)能、資源可持續(xù)利用等策略也日益被重視，而在設(shè)計階段，設(shè)計方案和后期各專業(yè)設(shè)計理念成為建設(shè)該項目的重點(diǎn)。

本文以樂至縣中醫(yī)院門診樓和住院樓設(shè)計為例，把傳統(tǒng)CAD設(shè)計出來的圖紙，運(yùn)用BIM技術(shù)在三維空間展現(xiàn)出來，對傳統(tǒng)CAD設(shè)計成果進(jìn)行分析。本工程名稱為樂至縣中醫(yī)院主體遷建工程，門診樓總建筑面積11 423.91 m2，地上4層，建筑高度20.700 m,住院樓總建筑面積11 737.34 m2，地上11層，建筑高度44.100 m。

2 模型的建立

2.1 建筑模型的建立

該項目模型建立應(yīng)用的是Revit系列軟件，包含Revit Architecture ( 建筑設(shè)計) 、Revit Structure( 結(jié)構(gòu)設(shè)計) 、Revit MEP( 建筑設(shè)備)，這樣可以利用同一個平臺進(jìn)行協(xié)同設(shè)計[1]。通過創(chuàng)造的狗共同的模板，各專業(yè)可以將信息模型建立，最后方便的進(jìn)行鏈接或者整合。

首先，在Revit中任一里面建立標(biāo)高和平面，將其保存為一個.rte格式的樣板。其次，將一層平面圖進(jìn)行寫塊，導(dǎo)入Revit中一層平面內(nèi)，拾取軸網(wǎng)；再次，將每層平面圖寫塊，導(dǎo)入Revit中相應(yīng)平面內(nèi)，以縱橫軸網(wǎng)為標(biāo)準(zhǔn)使其對齊。最后，按照設(shè)計要求，對建筑的墻體、門窗、裝飾配件的外觀和材質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計。完整的建筑模型見圖1。

圖1 完整的建筑模型

2.2 結(jié)構(gòu)及設(shè)備模型的建立

打開建筑模型時建立的模板，同樣將結(jié)構(gòu)、機(jī)電施工圖打塊后導(dǎo)入Revit中，按照設(shè)計要求建立梁、板、柱、水管、風(fēng)管、橋架等，門診樓及連廊建立起來的結(jié)構(gòu)及設(shè)備模型如圖2、圖3所示。

圖2 結(jié)構(gòu)模型

圖3 設(shè)備模型

利用Revit軟件，將設(shè)計好的樂至縣中醫(yī)院的施工圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，包含建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通5個專業(yè)，整合后的建筑模型渲染后見圖4。

圖4 渲染后模型

3 分析

3.1 方案階段

(1)傳統(tǒng)方法制作的方案圖，由于經(jīng)費(fèi)等因素報送至建設(shè)單位時一般只有正面、側(cè)面、整體圖等幾張，而且，這些方案圖在圖紙上不能看清楚局部的處理和設(shè)計，更顯示不出方案的優(yōu)勢，只有靠設(shè)計師在一旁做詳細(xì)的介紹，這也讓建設(shè)單位和非專業(yè)設(shè)計人員無法理解，不能更清楚的展示自己的設(shè)計意圖。而用BIM技術(shù)建立的方案圖紙，可以通過制作的動畫，多角度漫游，讓人們從不同的角度看該項目建成后的樣子，更加直觀。圖5是傳統(tǒng)二維方案圖和BIM模型中截取的方案圖。

(2)不僅僅是外觀造型，內(nèi)部的細(xì)節(jié)也是可以通過動畫和現(xiàn)場展示，更直觀的看到每個細(xì)節(jié)。該模型可以從不同的角度，不同的局部看到設(shè)計造型。內(nèi)部展示見圖6(文中僅截取了幾個面)。

3.2 碰撞檢測

近些年在工程的施工過程中出現(xiàn)工藝及專業(yè)間設(shè)計沖突的地方依然很多，導(dǎo)致工期和成本的增加。諸如此類問題，查閱公司近3年所設(shè)計項目資料后發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，不同專業(yè)之間的設(shè)計師從方案階段到初設(shè)階段再到最后的施工圖階段，由于某一專業(yè)的改動影響別的專業(yè)的修改，最終因為返工量大而形成無盡的“打架”。

采用BIM技術(shù)建立三維模型，運(yùn)用Navisworks Simulate校審軟件進(jìn)行沖突檢測以及干擾檢查?？梢院苤庇^的發(fā)現(xiàn)這些沖突，并為后期修改圖紙錯誤提供數(shù)據(jù)支持。

(1)圖7所示是建筑結(jié)構(gòu)留洞不一致，在用BIM建立的模型中能夠直觀的看到這一問題。

(2)圖8所示為水管與風(fēng)管出現(xiàn)碰撞圖。在傳統(tǒng)的CAD

(a)傳統(tǒng)設(shè)計方案圖

(b) BIM技術(shù)模型中截取的幾個面圖5 傳統(tǒng)模型與BIM技術(shù)中的模型

圖6 內(nèi)部展示圖

(a)對應(yīng)傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)施工圖

(b)BIM模型中洞口圖7 BIM模型與傳統(tǒng)模型對比(一)

(a)BIM模型中水管風(fēng)管碰撞展示圖

(b)二維水暖施工圖圖8 BIM模型與傳統(tǒng)模型對比(二)

(a)BIM模型設(shè)備位置安裝不合理(一)

(b) BIM模型設(shè)備位置安裝不合理(二)圖9 BIM模型與傳統(tǒng)模型對比(三)

設(shè)計過程中，分別出暖通和水的施工圖，標(biāo)高分別由各專業(yè)的設(shè)計人員標(biāo)注，由于圖紙量大，會出現(xiàn)各專業(yè)碰撞現(xiàn)象。

(3)圖9中通過BIM模型顯示設(shè)計不合理或者孔洞設(shè)備位置不合適等問題。

4 結(jié)束語

雖然目前BIM技術(shù)的應(yīng)用還存在一些問題，但是我們也從各個方面看到了BIM的實(shí)際價值，未來BIM的應(yīng)用可能會促使建筑業(yè)向設(shè)計、施工總承包的方向發(fā)展，從一個項目的開始就使用BIM，通過項目運(yùn)行的不同階段不斷完善同一個模型，不斷增加專業(yè)的信息數(shù)據(jù)。這樣不但發(fā)揮了各行業(yè)人自身的專業(yè)優(yōu)勢，也增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的流動性，節(jié)省了時間、人力和物力。

[1] 岳杰. BIM 技術(shù)及其在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 四川建材， 2011，37(5) : 270-271.

[2] 楊科,康登澤,車傳波,等.基于BIM的碰撞檢查在協(xié)同設(shè)計的研究[J]. 土木建筑工程信息技術(shù)， 2013(4).

劉賽楠(1986～)，女，碩士，工程師，從事設(shè)計工作。

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[定稿日期]2016-10-28