張露漩，肖瑤，譚紅顏

(四川音樂(lè)學(xué)院美術(shù)學(xué)院，四川 成都 610021)

1 時(shí)代背景下的BIM技術(shù)

1.1 緊跟數(shù)字化發(fā)展的步伐

《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出“加快建設(shè)數(shù)字中國(guó)”，國(guó)務(wù)院在2016年底印發(fā)的《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》將“數(shù)字中國(guó)建設(shè)取得顯著成效”作為中國(guó)信息化發(fā)展的總目標(biāo)。在我國(guó)乃至國(guó)際數(shù)字化大背景下，探索更適應(yīng)當(dāng)代與未來(lái)發(fā)展道路的匹配技術(shù)，更能加速數(shù)字中國(guó)的建設(shè)，而B(niǎo)IM技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用能夠推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的數(shù)字化進(jìn)程。

1.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)在環(huán)保事業(yè)上的責(zé)任

在2017年住建部印發(fā)的《綠色建筑后評(píng)估技術(shù)指南》的文件中將“土建工程與裝修工程一體化設(shè)計(jì)施工”作為綠色建筑的評(píng)分項(xiàng)之一。我國(guó)土地資源匱乏、能源消耗巨大、生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。提高眾人的節(jié)能減排意識(shí)以及建筑建造的科技含量，打造綠色可持續(xù)性建筑，不光是建筑行業(yè)迫在眉睫的問(wèn)題，更是全社會(huì)全人類的意識(shí)警覺(jué)。在室內(nèi)設(shè)計(jì)方面，就需要建造“綠色環(huán)境”，除了要使用綠色環(huán)保建材，還需要運(yùn)用“綠色方法”，而B(niǎo)IM技術(shù)正是這樣的綠色方法。

室內(nèi)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的延續(xù)、深化與再創(chuàng)造，室內(nèi)設(shè)計(jì)信息化是提升設(shè)計(jì)核心競(jìng)爭(zhēng)能力與促進(jìn)行業(yè)迅猛前進(jìn)的關(guān)鍵推動(dòng)力，也是建造“智能綠色室內(nèi)”的必然因素，幫助走上可持續(xù)發(fā)展道路的一大“捷徑”。

1.3 便捷高效化的道路

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)化社會(huì)中，許多建筑和設(shè)計(jì)項(xiàng)目的周期都在壓縮，在客戶以及一些客觀因素的影響下，每個(gè)項(xiàng)目不得不抓緊呈現(xiàn)。而在用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工流程實(shí)施的過(guò)程中，會(huì)遇到施工圖紙多次修改、報(bào)價(jià)預(yù)算跟實(shí)際偏差、工期延后等一系列問(wèn)題。而B(niǎo)IM技術(shù)的介入能夠高效快捷且合理地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，在一定程度上還可以降低建造的成本。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

BIM技術(shù)的應(yīng)用在美國(guó)是比較成熟的，它是研究最早且最為深入和廣泛?jiǎn)⒂媒ㄖ芯颗c實(shí)踐的國(guó)家。早在2003年，美國(guó)SOM公司就將BIM技術(shù)應(yīng)用到紐約世貿(mào)中心1號(hào)大廈從建筑到室內(nèi)的整體設(shè)計(jì)建造上，獲得了很大的成功。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)62%的規(guī)劃單位在全面推行BIM技能。2011年5月，英國(guó)政府也相應(yīng)制定了一個(gè)期限為6年(2011年-2016年)的戰(zhàn)略建設(shè)計(jì)劃《政府建設(shè)戰(zhàn)略(Government Construction Strategy)》，要求到2016年實(shí)現(xiàn)全面協(xié)同的信息化管理。這意味著B(niǎo)IM技術(shù)已被納入英國(guó)政府強(qiáng)制要求。隨著B(niǎo)IM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在歐美國(guó)家的發(fā)展，一些亞洲的發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼制定本國(guó)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。新加坡政府早在1995年就啟動(dòng)了建筑信息化項(xiàng)目，政府強(qiáng)制性要求建筑面積大于5000m2的工程項(xiàng)目必須提交相應(yīng)的BIM模型。在韓國(guó)，也已有許多重要政府機(jī)關(guān)投入到制定完善的、符合國(guó)情的BIM標(biāo)準(zhǔn)的工作中，自2016年起，全面實(shí)現(xiàn)所有政府投資的社會(huì)服務(wù)建筑項(xiàng)目都必須應(yīng)用BIM技術(shù)的目標(biāo)[1]。

目前的BIM設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)上有三大主流軟件開(kāi)發(fā)公司：美國(guó)的Autodesk公司、Bentley公司以及匈牙利的Graphisoft公司，其中Revit系列軟件與ArchiCAD軟件最為典型[2]。

2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)從2003年起就開(kāi)始引入BIM概念和相關(guān)軟件技術(shù)。2007年11月，我國(guó)首個(gè)大型BIM討論會(huì)在全國(guó)性行業(yè)會(huì)議論壇——“全國(guó)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)信息化發(fā)展技術(shù)交流論壇”中展開(kāi)。2018年12月，國(guó)家郵電通信人才交流中心印發(fā)了《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)BIM專業(yè)技術(shù)等級(jí)培訓(xùn)考試的通知》(通信人才【2018】9號(hào))，標(biāo)志著我國(guó)BIM專業(yè)技術(shù)等級(jí)考試制度的建立，該文件明確將推動(dòng)培養(yǎng)創(chuàng)新型、實(shí)戰(zhàn)型、復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)用BIM技術(shù)的企業(yè)目前主要分為兩大類：一是民用修建的規(guī)劃企業(yè)，二是基礎(chǔ)設(shè)施與工業(yè)規(guī)劃企業(yè)。在運(yùn)用BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目案例方面，上海中心大廈、上海迪士尼樂(lè)園和去年剛投入運(yùn)營(yíng)的北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)，以及還未運(yùn)營(yíng)的天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)、成都獨(dú)角獸島等新項(xiàng)目工程的建筑設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)方面在不同程度上均運(yùn)用了BIM技術(shù)，它不僅在很大程度上縮短了項(xiàng)目周期，改善了項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的反復(fù)與繁瑣問(wèn)題，優(yōu)化了項(xiàng)目呈現(xiàn)的綜合管理，并且使綠色節(jié)能建筑在前行的道路上跨出一大步。國(guó)內(nèi)軟件開(kāi)發(fā)方面，廣聯(lián)達(dá)公司所研究開(kāi)發(fā)的BIM5D在行業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)不錯(cuò)。

在國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展存在一些障礙：第一，專業(yè)人才缺失，培養(yǎng)成本過(guò)高，少數(shù)專業(yè)BIM技術(shù)人員多數(shù)呆在大型建筑設(shè)計(jì)所或企業(yè)；第二，我國(guó)引進(jìn)BIM技術(shù)較晚，實(shí)踐基礎(chǔ)還不夠豐富；第三，大多數(shù)設(shè)計(jì)師習(xí)慣操作運(yùn)用較廣的軟件，如CAD、3D MAX等，對(duì)新軟件的學(xué)習(xí)有種“惰性”。

3 BIM技術(shù)在現(xiàn)代化室內(nèi)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用探索

3.1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)其優(yōu)化性、整合性、可視性將為室內(nèi)設(shè)計(jì)帶來(lái)一大便捷，運(yùn)用了BIM技術(shù)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中，更替了以往用CAD、3D、犀牛等不同的軟件來(lái)分工分階段地完成設(shè)計(jì)圖紙，解決了因不同人員圖紙溝通交接有差異導(dǎo)致設(shè)計(jì)施工圖和效果圖呈現(xiàn)效果不理想，設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)漏等問(wèn)題[3]。它貫穿了從方案規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)到拆除的建筑全生命周期，通過(guò)運(yùn)用數(shù)字化表現(xiàn)形式，室內(nèi)設(shè)計(jì)師可以對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行更多的發(fā)散思維與創(chuàng)意推敲，不用再將大量的時(shí)間和精力消耗在不斷地修改圖紙上，從而提高設(shè)計(jì)效率、節(jié)約項(xiàng)目成本、縮短項(xiàng)目工期和提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，能夠有效控制工程成本，減少人員浪費(fèi)與不必要的工作重復(fù)，從而達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3.2 一體化設(shè)計(jì)的推進(jìn)

一般建筑設(shè)計(jì)是先于室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)行并完成的，在建筑設(shè)計(jì)師及單位完成建筑的同時(shí)，有可能無(wú)暇顧及室內(nèi)具體空間的布局以及線路管道和設(shè)備的安插。因此在室內(nèi)設(shè)計(jì)之前，建筑里面的一系列管道線路是在滿足基本需求前提下進(jìn)行。而當(dāng)室內(nèi)設(shè)計(jì)師介入之后，許多系統(tǒng)性的布置問(wèn)題就比較棘手。而B(niǎo)IM技術(shù)的一大特點(diǎn)是“一體化”，也就是在建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)，室內(nèi)設(shè)計(jì)師、管道設(shè)備設(shè)計(jì)師等可以在方案初期就介入進(jìn)來(lái)，運(yùn)用BIM軟件來(lái)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

在室內(nèi)設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，客戶能夠看到的直觀過(guò)程是效果圖設(shè)計(jì)階段，在傳統(tǒng)的方式方法里，效果圖一般是在確定平面布局圖之后呈現(xiàn)，有一些設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)有培養(yǎng)一些效果圖制作團(tuán)隊(duì)，有一部分是通過(guò)合作的效果圖公司來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的直觀表達(dá)。自行培養(yǎng)的團(tuán)隊(duì)固然是好，能夠在設(shè)計(jì)初期就參與到項(xiàng)目中來(lái)；而有些效果圖公司的介入不一定能夠完整地理解到設(shè)計(jì)概念和想表達(dá)的效果，因此溝通成本和時(shí)間周期也會(huì)增長(zhǎng)。BIM軟件能夠在平面圖制作的一開(kāi)始就同步所有材料、立面、模型等一系列圖紙[5]，并建立軟裝的模型，還可添加燈光設(shè)計(jì)施行“渲染”命令，以渲染所制作出的效果圖，甚至還可以根據(jù)圖紙生成材料表和預(yù)算表。雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中還會(huì)遇到業(yè)主反復(fù)修改的問(wèn)題，“牽一發(fā)而動(dòng)全身”在傳統(tǒng)方式上修改是很麻煩的情況，但在BIM軟件里，聯(lián)動(dòng)修改的技術(shù)能夠有效地降低溝通成本和縮短工程周期。

3.3 管理便捷性

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市里的大型建筑、異形建筑“拔地而起”，它們的體量也越來(lái)越大。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工方式上，要想在短時(shí)間內(nèi)，高效地完成一幢高樓大廈可能很難，更別說(shuō)是造型獨(dú)特且室內(nèi)布局復(fù)雜的建筑。不同專業(yè)和不同工種在同一空間或者過(guò)程中的協(xié)調(diào)、交接與配合十分重要，而通過(guò)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠整合管理上百乃至上千的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，它能夠根據(jù)設(shè)計(jì)方案和施工流程，自動(dòng)演算和劃分施工內(nèi)容的時(shí)間先后順序，規(guī)范每個(gè)工種的施工工藝及時(shí)間，超期的情況下會(huì)及時(shí)預(yù)警。這樣的話設(shè)計(jì)師就可以將施工進(jìn)度掌握于心。

已經(jīng)投入使用的北京大興機(jī)場(chǎng)僅僅用了一年時(shí)間就完成了從初步方案設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，著實(shí)體現(xiàn)出了BIM技術(shù)對(duì)于設(shè)計(jì)效率的有效提升。據(jù)統(tǒng)算在施工階段最高峰時(shí)期，每天有八千多名工人同時(shí)施工，并在十個(gè)月內(nèi)建完整個(gè)主體工程，用不到三個(gè)月時(shí)間，完成了屋頂?shù)陌惭b，各種力學(xué)結(jié)構(gòu)指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)。這相當(dāng)于每個(gè)月需完成25座18層的高樓。因?yàn)槿^(guò)程采用了BIM技術(shù)，在工期方面就整整節(jié)約了3個(gè)月左右的時(shí)間。

3.4 降低錯(cuò)誤率

BIM技術(shù)在對(duì)室內(nèi)墻地頂面、管道線路的設(shè)計(jì)中，同步了詳細(xì)的材料表、施工圖以及大樣詳圖等。能夠利用構(gòu)件的碰撞實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)到各構(gòu)件位置之間的不合理性，消除他們互相碰撞的情況，包括各個(gè)構(gòu)件之間、水電與機(jī)械、構(gòu)件與原建筑結(jié)構(gòu)等方面[6]。能夠有效地預(yù)判問(wèn)題布局，在施工前直觀地將問(wèn)題暴露出來(lái)，及時(shí)修改和糾正錯(cuò)誤，減少了施工后對(duì)方案的調(diào)整和預(yù)制件的返工產(chǎn)生率。

成都獨(dú)角獸島項(xiàng)目的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為扎哈事務(wù)所，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是扎哈一貫的曲線風(fēng)格。在設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中，因異形建筑的表皮是雙曲面，而結(jié)構(gòu)柱又有很多斜撐，西南建筑設(shè)計(jì)院的BIM設(shè)計(jì)部門(mén)介入配合，應(yīng)用了BIM技術(shù)完成了施工圖三維正向設(shè)計(jì)，也就是前期就開(kāi)始介入，在運(yùn)用了BIM技術(shù)的Revit軟件里，可以更直觀的計(jì)算表皮和結(jié)構(gòu)可能存在的碰撞問(wèn)題，將曲線與曲面的設(shè)計(jì)難度和施工難度轉(zhuǎn)化為可實(shí)施方案。除了在室內(nèi)結(jié)構(gòu)上的嚴(yán)謹(jǐn)，在其玻璃幕墻的定制也是通過(guò)BIM技術(shù)參數(shù)化進(jìn)行設(shè)計(jì)和定位的，能夠幫助材料制作商有效地進(jìn)行預(yù)制件的加工和生產(chǎn)，保證了每一塊玻璃的尺寸都在可施工面積的范圍之內(nèi)。

3.5 室內(nèi)人居環(huán)境生態(tài)性能分析

世界衛(wèi)生組織曾發(fā)布一組數(shù)據(jù)：人一生中平均有80%的時(shí)間在各種室內(nèi)環(huán)境中度過(guò)，因此室內(nèi)人居環(huán)境的品質(zhì)越來(lái)越受到重視。BIM技術(shù)為室內(nèi)人居環(huán)境生態(tài)性能分析提供了平臺(tái)，比如室內(nèi)日照分析、采光模擬、空氣質(zhì)量分析、聲環(huán)境分析、照明分析和視線分析等[7]。隨著建筑的體量增大與奇特造型的增多，室內(nèi)格局變得更復(fù)雜多變，設(shè)計(jì)師僅僅經(jīng)驗(yàn)的話可能比較難去宏觀地考慮室內(nèi)人居環(huán)境生態(tài)的復(fù)雜程度。因此，在條件復(fù)雜的、不確定性存在的情況下，BIM技術(shù)可以有效且準(zhǔn)確地對(duì)實(shí)地情況進(jìn)行物理模擬分析，從而幫助設(shè)計(jì)師做出正確的判斷并及時(shí)修改設(shè)計(jì)方案。

成都獨(dú)角獸島項(xiàng)目的建筑形似一朵開(kāi)放的蓮花造型，中庭部位的漏斗結(jié)構(gòu)下面是一個(gè)采光中庭，運(yùn)用了玻璃和幻彩鋁板的雙層幕墻。但室內(nèi)的采光時(shí)間是不能單憑經(jīng)驗(yàn)主義而能得出的，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用了BIM技術(shù)來(lái)模擬真實(shí)日期年限下的日照數(shù)據(jù)以及降雨量的分析，使采光井的設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化趨于合理，不僅能夠吸收充足的陽(yáng)光，還能很好地收集雨水，能夠?yàn)槭覂?nèi)辦公和活動(dòng)提供良好的自然采光和環(huán)境景觀。

4 總結(jié)

隨著社會(huì)進(jìn)程的發(fā)展，以后無(wú)論是建筑業(yè)發(fā)展還是室內(nèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的道路中，BIM技術(shù)必定將為方案設(shè)計(jì)、施工管理、后期維護(hù)等建筑生命周期的各個(gè)階段帶來(lái)極大的便利和效益，正因?yàn)槠溆袆e于傳統(tǒng)的單一的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，其科學(xué)性、合理性、優(yōu)化性符合可持續(xù)發(fā)展觀的需要，在我國(guó)BIM在室內(nèi)設(shè)計(jì)中處在初級(jí)階段，許多設(shè)計(jì)師及機(jī)構(gòu)還沒(méi)能完全了解此技術(shù)的優(yōu)秀表現(xiàn)，以及培養(yǎng)BIM技術(shù)人才的投入成本不低。BIM技術(shù)人員是需要充分了解BIM相關(guān)的管理、技術(shù)等知識(shí)與技能，綜合素質(zhì)較高的專業(yè)型人才。

我覺(jué)得各大高校應(yīng)當(dāng)專門(mén)開(kāi)設(shè)BIM技術(shù)的相關(guān)課程，使之作為一項(xiàng)基礎(chǔ)課程來(lái)供建筑或者室內(nèi)設(shè)計(jì)的學(xué)子們學(xué)習(xí)研究。從而培養(yǎng)BIM技術(shù)人才，為室內(nèi)設(shè)計(jì)帶來(lái)質(zhì)的突破，為創(chuàng)建美好的人居環(huán)境做出偉大的貢獻(xiàn)。