王嘉祺 （機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，吉林 長春 130011）

1 BIM技術(shù)在工業(yè)建筑中的發(fā)展

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加速，工業(yè)建筑的定義已經(jīng)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)換,新世紀(jì)科技工業(yè)化發(fā)展迅猛，對于其配套的工業(yè)建筑在各個方面的要求也愈發(fā)的嚴(yán)格，目的更多的是為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，達(dá)到為經(jīng)濟(jì)增值的目的[1]。其中BIM基于其特有的數(shù)字化表達(dá)和項(xiàng)目周期性構(gòu)架等優(yōu)勢，在我國工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)領(lǐng)域占有很大的比重。對于以工業(yè)建筑為主導(dǎo)的總承包設(shè)計(jì)院而言，BIM技術(shù)不僅涉及多階段多專業(yè)的設(shè)計(jì)工作[2]，而且可以在業(yè)主方、工程總承包方、設(shè)計(jì)方、施工方、采購方之間建立起實(shí)時溝通橋梁，能夠較為清晰地將項(xiàng)目各階段的實(shí)施情況展現(xiàn)給項(xiàng)目各參建方。

我國現(xiàn)階段工業(yè)建筑的建設(shè)多數(shù)基于BIM-revit軟件的正向設(shè)計(jì)。從項(xiàng)目方案階段開始，方案設(shè)計(jì)就采用了revit模型的實(shí)時模擬與數(shù)字化調(diào)整，使方案能夠更為清晰的呈現(xiàn)在業(yè)主方眼前。到項(xiàng)目施工圖階段，施工圖的審圖及整改也利用了revit圖模同步的優(yōu)勢，使圖紙與模型兩者在整改過程中始終保持一致性。其中我國采用BIM正向設(shè)計(jì)的工業(yè)建筑就包括一汽解放廣漢基地部分車間建設(shè)、湖州長城蜂巢部分車間建設(shè)等。

2 BIM項(xiàng)目的圖紙及模型整改

項(xiàng)目施工圖的整改主要發(fā)生在業(yè)主審圖、設(shè)計(jì)變更、施工返工等幾個階段[3]，這些整改工作一般體現(xiàn)在以下幾個方面，如業(yè)主方對于建筑部分形體提出新的要求、業(yè)主方為節(jié)省成本更換門窗型號和尺寸、施工過程中配套設(shè)施位置的安裝問題、部分設(shè)計(jì)與規(guī)范不符等情況。這些情況普遍存在于建筑設(shè)計(jì)和施工的全過程中，其中圖紙的整改必然伴隨著建筑模型的同步整改，相較于2D層面的圖紙整改，3D層面的模型整改工作會更加的復(fù)雜，花費(fèi)的時間也相對更多。因此，加深BIM軟件在模型正向出圖階段的前期優(yōu)化工作勢在必行。

以工業(yè)建筑為例，根據(jù)建筑模型整改對象位置的不同，可以將模型的整改工作劃分為兩種。一種是橫向移動整改，另一種是縱向移動整改。其中結(jié)合功能屬性進(jìn)一步細(xì)化又可以分為門、窗、雨棚、入口坡道、散水、梁、柱、墻體、樓板等幾小類，如下表所示。

按功能屬性劃分表

3 電極車間項(xiàng)目概況

為了適應(yīng)新時代下數(shù)字化與工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的有效結(jié)合，本文通過模擬某電極車間revit正向出圖前期優(yōu)化的準(zhǔn)備過程（圖1），從而突出BIM正向出圖前期優(yōu)化的必要性[4]。項(xiàng)目位于浙江省，占地面積約為50萬m2，為廠區(qū)建筑群。其中電極車間為該項(xiàng)目的子項(xiàng)之一，該車間是以新能源電池生產(chǎn)為主的工業(yè)建筑，建筑面積約為2.7萬m2。車間建筑高度小于24m，建筑層數(shù)為二層。

圖1 電極車間BIM-revit模型

4 基于BIM模型正向出圖的前期優(yōu)化

根據(jù)圖紙與模型優(yōu)化工作的同步性，結(jié)合下表的分類，將電極車間的前期優(yōu)化過程進(jìn)行目標(biāo)分解，分別劃分為配套設(shè)施的優(yōu)化和維護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化兩部分。其中配套設(shè)施的優(yōu)化包括門的優(yōu)化工作、窗的優(yōu)化工作、雨棚的優(yōu)化工作、入口坡道的優(yōu)化工作、散水的優(yōu)化工作；維護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化則包括梁的優(yōu)化工作、柱的優(yōu)化工作、墻體的優(yōu)化工作、樓板的優(yōu)化工作。

4.1 模型配套設(shè)施的前期優(yōu)化方法

對電極車間所涉及的所有門窗在屬性欄中進(jìn)行統(tǒng)一復(fù)制，將每個復(fù)制的門窗進(jìn)行尺寸調(diào)整，按照調(diào)整后的尺寸對門窗進(jìn)行逐一命名和載入。

在電極車間立面視圖中，新建門檻標(biāo)高，在屬性欄中統(tǒng)一將門底標(biāo)高約束到指定樓層的門檻標(biāo)高之上；在電極車間立面視圖中，新建窗底標(biāo)高，在屬性欄中統(tǒng)一將窗底標(biāo)高約束到指定樓層的窗底標(biāo)高之上（圖2）。

圖2 窗底與窗頂高度約束

在坡道輪廓編輯界面中，將入口坡道兩側(cè)尺寸與外門兩側(cè)邊緣進(jìn)行尺寸約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理（圖3）。

圖3 入口坡道與門尺寸約束

在電極車間立面視圖中將外門中線、雨棚中線、坡道中線進(jìn)行對齊約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理（圖4）。

圖4 門、棚、坡中線對齊約束

在明確外墻門窗縱向?qū)R的前提下，對同一縱列的門窗中線進(jìn)行對齊約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理。

在散水輪廓編輯界面中，將散水內(nèi)外側(cè)線距進(jìn)行尺寸約束，將散水內(nèi)側(cè)輪廓線與外側(cè)外墻線對齊約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理（圖5）。

圖5 散水與外墻尺寸約束

4.2 模型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的前期優(yōu)化方法

在三維剖切框視圖中，將電極車間通向屋面的結(jié)構(gòu)柱頂與建筑屋面進(jìn)行頂部附著約束，將通向樓層板的結(jié)構(gòu)柱頂與樓層板進(jìn)行頂部附著約束（圖6）。

圖6 柱頂與屋面約束

在剖面視圖中，將電極車間不同層間梁上邊緣與指定樓板和屋面進(jìn)行對齊約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理（圖7）。

圖7 梁上邊緣與屋面約束

在指定層樓板編輯界面，將樓板邊緣線與內(nèi)測外墻線進(jìn)行對齊約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理。

在剖面視圖中，將電極車間內(nèi)指定墻體頂端與屋面進(jìn)行頂部附著約束，通過鎖定圖標(biāo)將兩者進(jìn)行鎖定處理。

5 前期優(yōu)化對整改的影響

通過模擬對電極車間正向出圖前期的優(yōu)化工作，可以降低建筑后期在設(shè)計(jì)和施工階段圖模整改的工作量，提升圖紙與模型協(xié)調(diào)同步的契合度，以電極車間后期圖模整改過程為例具體說明如下。

5.1 電極車間后期門窗縱向位置的整改工作

前期優(yōu)化方法替代了“選取移動”的操作流程，通過調(diào)整以設(shè)定的標(biāo)高參數(shù)，從而完成所有門窗縱向位置的調(diào)整工作，大大提高了圖模整改的工作效率。

5.2 電極車間后期外門、雨棚、入口坡道位置的整改工作

前期優(yōu)化方法替代了“逐個平移、對齊調(diào)整”的操作流程，通過前期的優(yōu)化方法，在進(jìn)行外門位置的橫向調(diào)整時，與外門相約束的雨棚和入口坡道會隨著外門同時移動，且上下位置自動對齊，大大提高了圖模整改的準(zhǔn)確性。

5.3 電極車間屋面高度的整改工作

在進(jìn)行建筑模型屋面高度變動的同時，與屋面等高的梁、柱不會隨之變動，導(dǎo)致屋面與梁、柱分離，給后期模型整改工作帶來了很大的負(fù)擔(dān)。采用前期優(yōu)化方法，在進(jìn)行屋面高度調(diào)整的同時，附著于屋面的梁、柱會隨著屋面高度的變化而統(tǒng)一變化，且梁、柱標(biāo)高始終與屋面標(biāo)高保持一致，大大降低了圖模整改的工作量。

5.4 電極車間樓層板及外墻尺寸的整改工作

建筑模型外墻尺寸及位置的變動會導(dǎo)致樓層板、散水與外墻內(nèi)側(cè)產(chǎn)生不必要的縫隙，降低了模型平面的精準(zhǔn)度。采用前期優(yōu)化方法，在對建筑外墻尺寸及位置變動的同時，樓層板和散水內(nèi)側(cè)邊緣會隨著外墻同時變動，始終與外墻對齊銜接，避免了模型在整改過程中縫隙的產(chǎn)生，大大降低了模型復(fù)檢的工作量。

6 結(jié)語

本文以某工業(yè)建筑的BIM模型正向出圖前期優(yōu)化工作為研究對象，通過對優(yōu)化成果的分析，總結(jié)得出BIM模型正向出圖前期優(yōu)化工作的必要性。基于BIM技術(shù)目前在我國工業(yè)建筑設(shè)計(jì)及施工領(lǐng)域仍處在發(fā)展性階段，前期優(yōu)化工作的研究仍需要不斷的改進(jìn)，因此本文針對BIM模型正向出圖前期優(yōu)化的研究工作提出幾點(diǎn)意見。

①建筑領(lǐng)域相關(guān)部門應(yīng)盡快修訂并完善與BIM模型前期優(yōu)化相關(guān)的技術(shù)工作，建立健全BIM模型正向出圖前期優(yōu)化工作的框架體系；

②在后期BIM模型正向出圖優(yōu)化模擬實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)更為系統(tǒng)地?cái)U(kuò)充BIM模型前期優(yōu)化工作的覆蓋范圍及覆蓋領(lǐng)域，建立健全BIM項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)域全周期的準(zhǔn)備工作；

③BIM三維建模軟件在設(shè)計(jì)過程中具有二維軟件所不具備的優(yōu)勢，但也存在著一定的不足[5]。當(dāng)下CAD等二維設(shè)計(jì)軟件仍然是我國建筑設(shè)計(jì)工作者的主要工具，因此BIM軟件的開發(fā)和完善仍需要開發(fā)者和使用者在BIM模型正向出圖優(yōu)化過程中的不斷探索和積累。