互動與融合之道——BIM與傳統(tǒng)建構(gòu)方式的整

吳吉明 倪 琛

(北京市建筑設(shè)計研究院，北京 100044)

1 引言

人的創(chuàng)造力始終是一切設(shè)計的內(nèi)在靈魂。任何設(shè)計方式都必須維系和加強人在設(shè)計過程中的主體地位。成功的數(shù)字化設(shè)計不應(yīng)顛覆靈感賴以產(chǎn)生的原初設(shè)計過程，而應(yīng)成為這一過程有力的輔助、支撐和延續(xù)。

忻州市規(guī)劃館、博物館、檔案館項目是山西省近年來興建的大型綜合性文化建筑群組。項目于2012 年舉辦國際設(shè)計招標。來自國內(nèi)外的多家知名設(shè)計單位積極應(yīng)標。經(jīng)過激烈的投標競爭，我們的設(shè)計最終脫穎而出，中選實施。

目前，設(shè)計工作已完成，主體結(jié)構(gòu)也已順利封頂，建筑的造型及空間初露端倪，并即將轉(zhuǎn)入內(nèi)外裝修及設(shè)備安裝階段?；叵肴昵暗拈_始設(shè)計歷程，我們的感觸良多。在數(shù)字技術(shù)，特別是以BIM為代表的建筑信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，如何將其與建筑設(shè)計過程完善的結(jié)合，一直是我們思考和探索的重點。我們深深感到，一方面，設(shè)計的感染力來源于設(shè)計師的靈感甚至武斷的直覺，另一方面設(shè)計的理性分析歸納以及描述，直至建造又依賴于嚴謹?shù)倪壿嫽^程，兩者互為支撐，恰如硬幣的正反兩面?？梢哉f設(shè)計中感性的部分倚重于設(shè)計思維，而理性的部分則仰仗于計算思維。

2 互動與融合之道

在數(shù)字化大潮中我們保持了冷靜和相對中立的態(tài)度。我們認為:人的創(chuàng)造力始終是一切設(shè)計的內(nèi)在靈魂。任何設(shè)計方式都必須維系和加強人在設(shè)計過程中的主體地位［1］。成功的數(shù)字化設(shè)計不應(yīng)顛覆靈感賴以產(chǎn)生的原初設(shè)計過程，而應(yīng)成為這一過程有力的輔助、支撐和延續(xù)。因此，在可預(yù)見的將來，以啟發(fā)宏觀概念為基點，概括描述為特點的傳統(tǒng)的設(shè)計方式和以搭建微觀結(jié)構(gòu)為基點，邏輯演繹為特點的BIM 設(shè)計方式將長期共存、彼此互補。

因此本項目設(shè)計“設(shè)計過程”的目標在于:探索傳統(tǒng)設(shè)計和BIM 設(shè)計之間的互動與融合之道。我們的策略是在時間和空間兩個維度合理規(guī)劃設(shè)計流程，應(yīng)用適宜的方法及工具。

2.1 設(shè)計在時間維度的拓撲

根據(jù)我們的經(jīng)驗，傳統(tǒng)的CAD 甚至手繪在設(shè)計在的初期具有快速造型、捕捉靈感、表達生動的優(yōu)勢，而BIM 則在設(shè)計的信息及成果的組織方面擁有優(yōu)勢。因此我們認為合理的選擇是:在不同設(shè)計階段，以解決不同的問題為目的，合理搭配，綜合運用各類設(shè)計工具或軟件［2］，用其所長，避其所短。(圖1 -圖2)

前期以傳統(tǒng)設(shè)計方式為主，以BIM 作為設(shè)計驗證工具，有利于快速構(gòu)建設(shè)計成果和快速響應(yīng)設(shè)計調(diào)整以及確保設(shè)計合理的發(fā)展方向。中期以后，BIM 設(shè)計逐漸成為工作重心，以有限的時間和人力投入獲得更理想的設(shè)計成果。［2］

圖1 整體式BIM 的時間成果曲線

圖2 軟件應(yīng)用策略時間拓撲關(guān)系

即使在以BIM 作為工作重心的中期及后期設(shè)計階段，由于BIM 的設(shè)計表達基于三維模型，而非二維的線條圖，因此較高的建模精細度將導(dǎo)致工作量呈指數(shù)級增加。因此，在有限的設(shè)計周期內(nèi)，必須采用靈活有效的設(shè)計表達方法，即綜合運用BIM與傳統(tǒng)的圖紙表達，才能取得理想的設(shè)計成果。［3］

對于平立剖面及各類表格采用BIM 方式建模和出圖，保證建筑模型信息的有效和實時控制;對于1:20 以下的細部大樣，采用CAD 二維繪制，設(shè)計效率較高，且圖紙深度有保證［3］。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接，我們采用在CAD 中繪圖，在Revit 中鏈接引入CAD 文件并布局出圖的工作方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時協(xié)同，并且提升了工作效率。(如圖3 -圖4)

圖3 基于Revit 的輸出(時時保持有效的輸出狀態(tài))

圖4 在Revit 中鏈接引入CAD 文件并布局出圖的工作方式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時協(xié)同

圖5 基于Sketchup 的可視化深化

圖6 基于Revit 的可視化深化

圖7 基于3Dmax 的可視化深化

圖8 Sketchup—Revit 的可視化工作流程

圖9 Revit—3DSmax 的可視化工作流程

2.2 設(shè)計可視化領(lǐng)域的深化

在設(shè)計可視化領(lǐng)域，與繪畫或雕塑的創(chuàng)作過程相類似，其過程也是逐步細化、漸趨完善的過程。在本項目中，可視化設(shè)計采用了Sketchup、Revit 和3DSmax 等軟件逐部深入的刻畫建筑。通過充分利用程序自帶的內(nèi)部接口或外部插件，我們力求實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)在軟件間有效的傳遞，避免重復(fù)建模的無效工作。(如圖5 -圖7)

在Sketchup 轉(zhuǎn)向Revit 的過程中，我們完全實現(xiàn)了模型數(shù)據(jù)在軟件間的無損傳遞，從而避免了重復(fù)建模的無效工作。(如圖8)

在Revit 轉(zhuǎn)向3DSmax 的過程中，由于種種原因，效果圖制作團隊并沒有完全采用我們的Revit模型。雖然如此，由于我們提供了BIM 模型，仍大大減少了模型交底、推敲、修改等工作。在耗時費力的效果圖制作階段節(jié)省了不少時間和精力。(圖9)

2.3 設(shè)計在空間維度的拓撲

當(dāng)前，作為建筑師，需要面對的設(shè)計軟件日益增加。老三樣(CAD3DSMAXPhotoshop)包打天下的局面已經(jīng)一去不復(fù)返了。這實際上反映了設(shè)計要素的多元化及設(shè)計軟件的專業(yè)化傾向(圖10)。眾多的軟件功能相互交織，其應(yīng)用鏈實際交織成為錯綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如何駕馭它們，有效工作?

我們的工作組織方式是以BIAD 自主知識產(chǎn)權(quán)的協(xié)同設(shè)計平臺(圖11)作為數(shù)據(jù)存在的空間基礎(chǔ)，以CAD 和Revit 雙平臺為基礎(chǔ)的多軟件協(xié)同工作。數(shù)據(jù)無損的傳遞，以及實時的數(shù)據(jù)協(xié)同是提高設(shè)計效率的關(guān)鍵點。［4］

2.4 空間平臺＆平臺軟件

BIAD 協(xié)同設(shè)計平臺(Autodesk REVIT/ Autodesk CAD)

基于協(xié)同目標的文件體系構(gòu)架，及規(guī)范化的設(shè)計流程，以及文件組織結(jié)構(gòu)，解決軟件間的設(shè)計數(shù)據(jù)交互［5］:以BIAD 協(xié)同設(shè)計平臺為基礎(chǔ)，通過BIM軟件管控文件和設(shè)計信息，并做到信息實時交互。本項目設(shè)三個中心文件，分別由各專業(yè)負責(zé)人掌控。同時，各專業(yè)內(nèi)均由多位設(shè)計人同時設(shè)計，為清晰劃分各自工作范圍，采用細化的工作集設(shè)置工作界面及權(quán)限。

圖10 為了有效解決設(shè)計中的眾多問題，我們不得不見招拆招，應(yīng)用眾多軟件

圖11 協(xié)同設(shè)計平臺架構(gòu)［5］

圖12 土建模型的文件架構(gòu)

3 結(jié)語

采用以上創(chuàng)新性的設(shè)計方法，我們在短短90 天內(nèi)完成了從概念方案到全套施工圖的設(shè)計工作。而且我們的設(shè)計成果在質(zhì)量上也得到了院內(nèi)主管部門和業(yè)主的積極評價。我們認為，這套綜合了傳統(tǒng)設(shè)計和BIM 設(shè)計長處的方法，不僅工作效率遠高于傳統(tǒng)設(shè)計，而且也高于單純的BIM 設(shè)計，值得進一步探索和推廣。

［1］設(shè)計思維ISBN 編號:9787500694854 出版時間:2010.09 出版社:中國青年出版社作者:(英國)加文·安布羅斯(Gavin Ambrose)(英國)保羅·哈里斯(Paul Harris)譯者:詹凱臧迎春賀貝

［2］吳吉明.建筑信息模型系統(tǒng)(BIM)的本土化策略研究［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2011，3(3):45-52.

［3］吳吉明，趙旭，王娜等.整體式BIM—設(shè)計思維與計算思維的整合［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2015，7(2):1-8.

［4］吳吉明，張慶利 等.有關(guān)BIAD—BIM 建設(shè)的策略分析.北京市建筑設(shè)計研究院，2014(3).

［5］張慶利，吳吉明 等.BIAD 協(xié)同操作手冊2013 試行版.北京市建筑設(shè)計研究，2013(4):10.