探討B(tài)IM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

陳思達(dá)

（黃淮學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

探討B(tài)IM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

陳思達(dá)

（黃淮學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展和變化。以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的結(jié)合為研究對象，對建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析，期望能對BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用起到一定的引導(dǎo)作用。

建筑信息模型（BIM） 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)作為建筑業(yè)的龍頭專業(yè)，在信息時(shí)代也發(fā)生了深刻的變化。計(jì)算機(jī)成了建筑師主要的設(shè)計(jì)工具，工作效率比手工繪圖時(shí)代顯著提高，同時(shí)也改變了建筑師的工作方式。將建筑師從繁雜的手工繪圖工作中解放出來，大大提高了繪圖精度和工作效率。當(dāng)前，在建筑設(shè)計(jì)方面，運(yùn)用BIM技術(shù)的“虛擬建筑”設(shè)計(jì)將取代2D CAAD，成為未來計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)的主流。

1、建筑信息模型（BIM）

建筑信息模型（BIM）一種載體、是一個(gè)平臺，是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營管理的整個(gè)建筑全生命周期(BLM)的數(shù)字化方法，是通過數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座三維的虛擬建筑模型，這個(gè)模型提供了一個(gè)包含整個(gè)建筑全生命周期(BLM)所需信息的數(shù)據(jù)庫。這些信息能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新并可提供訪問，使建筑師、工程師、施工人員以及業(yè)主可以清楚全面地了解項(xiàng)目。BIM = B+I+M，其中B代表Building——建筑，定義了信息模型的服務(wù)范圍，建筑物或者說工程項(xiàng)目。I代表Information——信息，信息的內(nèi)涵不僅僅是幾何形狀描述的視覺信息，還包含大量的非幾何信息，如材料的耐火等級、材料的傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)、采購信息等。 M代表Modeling——建模，以三維BIM模型為產(chǎn)物的建模過程。模型是信息的載體，信息是模型的內(nèi)容，因?yàn)槟Ｐ鸵彩墙?jīng)過各種各樣的信息來建成的，模型記錄著并能快速輸出綜合的所需信息，就好像靈魂和肉體一樣。BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)如圖1所示。

圖1 BIM的主要特點(diǎn)

2、BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢

運(yùn)用BIM技術(shù)在虛擬建筑中，建筑師可以集中精力用在設(shè)計(jì)上。解決了在2D CAD設(shè)計(jì)工作中，建筑師大量的時(shí)間都浪費(fèi)在圖紙的繪制和文本圖表的制作上，沒有足夠的時(shí)間用于設(shè)計(jì)。利用BIM只要虛擬建筑模型建立起來，無論是在任何一個(gè)設(shè)計(jì)階段，都可以自由的生成所有相關(guān)的建筑圖紙、文檔、圖表。而直觀生動(dòng)的三維模型也使得建筑師可以自由地與他人交流、溝通。虛擬建筑設(shè)計(jì)方法的強(qiáng)大優(yōu)勢，不僅僅在于充分利用計(jì)算機(jī)的高速性和智能性，大大提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還保證了圖紙的準(zhǔn)確性，減少了錯(cuò)誤，從而大大提高了工作效率。圖2為2D CAD設(shè)計(jì)和虛擬建筑設(shè)計(jì)的工作量比較所得的結(jié)果。在使用2D CAD軟件進(jìn)行的建筑設(shè)計(jì)中，大量時(shí)間用在建筑圖紙的繪制上，真正用于建筑設(shè)計(jì)上的時(shí)間有限。而使用 BIM 應(yīng)用軟件進(jìn)行虛擬建筑設(shè)計(jì)，建筑師可以將大量時(shí)間花費(fèi)在設(shè)計(jì)上，圖紙文檔的自動(dòng)生成將建筑師從繁瑣的繪圖工作中解放出來。在總的時(shí)間上，對于一個(gè)相同的建筑設(shè)計(jì)，虛擬建筑設(shè)計(jì)的工作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于 2D CAD 的工作時(shí)間。具體來說，應(yīng)用BIM系統(tǒng)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖2 2D CAD設(shè)計(jì)和虛擬建筑設(shè)計(jì)的工作量比較

2.1 在虛擬建筑中做設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的思維核心是人們對空間的要求。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于分析再造空間的效果以及人們參與其中的方式。多年來建筑師一直以平面圖紙的方法來表達(dá)設(shè)計(jì)，建筑師只能通過草圖發(fā)揮職業(yè)想象力去構(gòu)筑心目中的空間。這種思考模式已經(jīng)妨礙了設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。運(yùn)用BIM軟件，在虛擬建筑中做設(shè)計(jì)，建筑師可以創(chuàng)造“所見所想即所得”的虛擬建筑模型。隨時(shí)看到設(shè)計(jì)的效果。在設(shè)計(jì)的任何階段，都可以繞著建筑旋轉(zhuǎn)，觀察各個(gè)角度的設(shè)計(jì)效果，觀察作品完成以后的場景、空間效果；或者深入建筑內(nèi)部，身臨其境的感受建筑內(nèi)部的空間效果，從而得到設(shè)計(jì)將帶來的感受、還有所要尋找和理解的細(xì)部空間。還可以把建筑放在場地環(huán)境中，評價(jià)建筑與環(huán)境是否融洽，考察建筑與周圍環(huán)境之間的相互影響。在設(shè)計(jì)過程中，建筑師可以不斷推敲重要的空間元素，確認(rèn)設(shè)計(jì)思路是否正確、材料是否合適、顏色是否和諧以及所創(chuàng)造的空間是否與環(huán)境相融?；贐IM 技術(shù)的虛擬建筑設(shè)計(jì)極大地解放了建筑師的想象力和創(chuàng)造力，將建筑師從圖紙中解放出來。

2.2 圖紙文檔自動(dòng)生成

運(yùn)用BIM技術(shù)在虛擬建筑中，解決了2D 環(huán)境下，每一張圖紙都先從平面開始繪制，然后畫立面、剖面，再按照項(xiàng)目進(jìn)展更改所有的圖紙的問題。設(shè)計(jì)過程的核心是模型而不是圖紙，所有的圖紙都直接從模型中生成。根據(jù)需要從一個(gè)單一的存儲了所有信息的數(shù)據(jù)庫中提取所需的資料，每一個(gè)視圖都是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)從不同角度的表現(xiàn)。所有的報(bào)表都是對相關(guān)信息的歸類和統(tǒng)計(jì)。利用虛擬建筑模型，建筑師可以根據(jù)自己的需要在任何時(shí)候生成任意視圖。

2.3 自動(dòng)變更管理

用BIM技術(shù)建模，所有圖紙直接從模型中生成，所有的數(shù)據(jù)都來源于一個(gè)綜合的數(shù)據(jù)庫，在任意視圖中的修改都會直接反應(yīng)在數(shù)據(jù)庫中，從而在其他視圖中得到自動(dòng)更新，實(shí)現(xiàn)圖紙實(shí)時(shí)更新。把建筑師從繁雜的建筑圖紙和反反復(fù)復(fù)的修改中解放出來。使得建筑師可以集中精力進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3、BIM 軟件應(yīng)用

BIM軟件創(chuàng)建的虛擬建筑模型，在設(shè)計(jì)過程中，各階段所包含的信息量是不相同的。在開始的建筑平面設(shè)計(jì)初步階段，建筑構(gòu)件只是描述其基本功能以及基本的幾何形狀，用于限定空間、圍合、洞口等。隨著設(shè)計(jì)的深入，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要就可以加入更多的信息。如在剛開始的設(shè)計(jì)階段，一個(gè)門對象，他的作者僅僅是用來定義到達(dá)一個(gè)空間中的進(jìn)入點(diǎn)，而與其相關(guān)的其它信息暫時(shí)不需要考慮，在設(shè)計(jì)的深入階段，建筑師對門對象可根據(jù)需要考慮門的尺寸、顏色、材質(zhì)、隔聲性能等，在施工圖和交付施工階段，就需要考慮門對象的價(jià)格、制造商等信息，對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在建筑設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)階段，把結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為一般的對象進(jìn)行建模。隨著設(shè)計(jì)的深入，結(jié)構(gòu)構(gòu)件就越來越精確，關(guān)聯(lián)性越來越強(qiáng)。建筑設(shè)計(jì)師將創(chuàng)建好的虛擬建筑模型傳遞給結(jié)構(gòu)工程師，就可以在專業(yè)的平臺上進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，例如XSteel、ETABS。接著就可以創(chuàng)建構(gòu)件制作文件，并在施工階段轉(zhuǎn)給構(gòu)件制作商。

在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)建設(shè)用地特點(diǎn)和規(guī)劃建筑面積，結(jié)合本用地的特色和本項(xiàng)目的功能要求，本著功能合理，流線便捷，建筑造型既具有建筑的特色，又有自身的鮮明個(gè)性的設(shè)計(jì)原則。在立面設(shè)計(jì)中通過BIM軟件創(chuàng)建的虛擬建筑模型，采用點(diǎn)、線、面相結(jié)合的手法使其小而精，通過各種材質(zhì)綜合、靈活的運(yùn)用，即時(shí)看到立面材質(zhì)、色彩、造型變化的效果。用玻璃材料的靈幻通透；構(gòu)架的空靈與實(shí)墻材質(zhì)的穩(wěn)重沉靜彼此襯托，強(qiáng)調(diào)建筑的文化性，設(shè)計(jì)中以簡潔、秩序和韻律來表達(dá)其形式美，輔以豎向線條劃分，以增強(qiáng)其豎向的挺拔，根據(jù)其空間特色，采用和周圍的環(huán)境有機(jī)地融合，統(tǒng)一中求變化。造就一個(gè)卓而不凡的建筑形象。使整個(gè)建筑造型富有變化，和諧統(tǒng)一，既有別于周圍自然色，又能與規(guī)劃中周圍建筑色彩相協(xié)調(diào)，形成較強(qiáng)的視覺焦點(diǎn)。

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1007–6344（2015）01–0323–01