以居住類建筑設計項目為例談BIM技術(shù)的運用

王曉璐 孫亞丁

(1.濟南大學土木建筑學院，山東 濟南 250022； 2.山東同圓建筑設計集團，山東 濟南 250000)

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以居住類建筑設計項目為例談BIM技術(shù)的運用

王曉璐1孫亞丁2

(1.濟南大學土木建筑學院，山東 濟南 250022； 2.山東同圓建筑設計集團，山東 濟南 250000)

介紹了BIM技術(shù)的概念、應用軟件以及在工程運用中具有的特點，結(jié)合實際工程項目，闡明了運用BIM技術(shù)進行建筑施工圖設計實踐的目的，探討了BIM技術(shù)的三維可視化優(yōu)勢，并總結(jié)了BIM技術(shù)在住宅施工圖繪制中的意義。

BIM技術(shù)，居住類建筑，施工圖

1 BIM技術(shù)簡介

1.1 BIM基本概念

BIM的英文全稱是Building Information Modeling，即建筑信息模型。BIM技術(shù)是一種應用于工程設計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。

1.2 BIM技術(shù)的政策引導

2011年國家提出《2011年—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,提出在“十二五”期間，基本實現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應用，文中多次強調(diào)要在我國建筑業(yè)推進應用BIM技術(shù)，同時要發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的服務作用，開展行業(yè)信息化培訓，推動信息技術(shù)的普及應用。目前，國內(nèi)部分設計院也成立了自己的BIM團隊，并在實際項目中學習、研究、實踐BIM技術(shù)。為了緊隨國家政策和設計潮流，作者所在的山東同圓設計集團一分院也于2015年大力開展學習與發(fā)展BIM技術(shù)在建筑設計施工圖中的應用。

1.3 關(guān)于BIM技術(shù)軟件的選擇

國內(nèi)常見的BIM軟件有Autodesk Revit，Bentley Architecture，ArchiCAD，Allplan Architecture，Vectorworks Architect，Digital Project等，而大多數(shù)BIM設計團隊常選用Autodesk Revit作為BIM全專業(yè)建筑施工圖繪制的應用軟件，原因是：首先，該軟件與CAD共同出自Autodesk公司，操作界面相似，繪圖人員上手也較容易，其次，在該軟件上二次開發(fā)的軟件較全面，同時與其他的繪圖軟件兼容性也比較好。

1.4 BIM技術(shù)實際運用中的顯著特點

1)可視化——“所見即所得”。傳統(tǒng)的CAD圖紙是對建筑信息的抽象表達，真實建筑世界被抽象成了二維圖紙，在這一張抽象圖紙中，太多的建筑細節(jié)被忽略。這些“忽略”的建筑信息并非不重要，而是實屬無奈，這是因為二維信息無法表達三維世界。此外，還包括由于二維信息無法描述的三維世界中的相關(guān)建筑構(gòu)件的屬性信息。比如我們常見的機電管線信息，由于在CAD世界中，只能通過線條進行描述，缺失了空間信息，同時，管線本身的管徑與空間關(guān)系也無法描述，就出現(xiàn)了管線綜合碰撞問題。這就是CAD時代信息不充分問題的體現(xiàn)。BIM技術(shù)可以將常規(guī)的二維表達形式轉(zhuǎn)變?yōu)槿S可視化模型，表達信息形象、直觀，可視化可以幫助非專業(yè)人員通過清晰的立體模型理解建筑創(chuàng)意，熟悉建筑構(gòu)造，協(xié)調(diào)各方(設計方、甲方、施工方)及時、高效的進行深化設計和優(yōu)化。

2)協(xié)調(diào)性。采用BIM技術(shù)的項目，各專業(yè)間、各工作成員間都在一個三維協(xié)同設計環(huán)境中共同工作，設計深化、修改可以實現(xiàn)聯(lián)動更新。這種無中介即時的溝通方式，很大程度避免了因人為溝通不及時而帶來的設計錯漏，便于輕松有效的提高設計質(zhì)量和效率。

3)模擬性。通過BIM技術(shù)可以模擬真實建造過程及場景，并可以通過此過程預先發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，最大限度減少因設計或施工方面的失誤所帶來的損失。

4)優(yōu)化性。BIM及其配套的各種優(yōu)化工具能對項目進行可能的優(yōu)化處理，利用模型提供的各種信息來優(yōu)化，如幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息來對復雜程度高的建筑進行優(yōu)化設計。

5)可出圖性。運用BIM技術(shù)實現(xiàn)的施工圖紙的輸出可以簡要總結(jié)為“建筑設計圖+通過各專業(yè)BIM模型進行碰撞檢查和設計修改=綜合設計施工圖”，通過軟件二次打開的結(jié)構(gòu)軟件，實現(xiàn)土建施工圖、綜合管線圖、結(jié)構(gòu)預留洞圖、碰撞檢查偵錯報告以及優(yōu)化改進設計方案等實用的施工圖紙。

2 BIM技術(shù)在居住類建筑設計中的應用

2.1 項目概況

首先采用BIM技術(shù)進行住宅施工圖設計的項目為山東省濟南市郭店鎮(zhèn)安置房項目，由于是初次嘗試使用該技術(shù)，因此僅拿出其中的1號樓由建筑專業(yè)采用revit繪制建筑施工圖。其次是山東省德州市慶云縣百盛未來城住宅項目，此項目匯集了全專業(yè)使用BIM來進行施工圖設計，讓我們對BIM有了更深一步的理解和認識。最后是山東省日照市公務員小區(qū)住宅項目，此項目匯集全專業(yè)運用BIM進行設計，并且在擴初階段就采用了BIM模型與甲方共同探討戶型優(yōu)化的合理性和可行性，目前此項目還在進行中。

2.2 運用BIM技術(shù)進行建筑施工圖設計實踐的目的

我們嘗試采用BIM技術(shù)進行住宅施工圖設計的目的可以概括為以下幾點：熟練操作revit軟件；嘗試全專業(yè)應用BIM軟件進行施工圖設計，發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免傳統(tǒng)二維繪圖模式帶來的問題，提高圖紙質(zhì)量；通過實際項目的施工圖配合，尋找各專業(yè)間新的、最佳的協(xié)同方式；順應國家政策，運用新的技術(shù)，提高自身行業(yè)競爭力。

2.3 BIM技術(shù)在住宅類建筑施工圖設計中的具體運用

經(jīng)過幾個項目的實際使用，由單純的建筑專業(yè)運用revit軟件進行嘗試到各專業(yè)三維協(xié)同使用revit軟件進行施工圖設計，作為設計人員，主要有以下幾點感受：

1)revit軟件和CAD同出于Autodesk公司，因此兩款軟件在操作界面上基本一致，對于初次接觸該軟件的人員來說，上手比較容易。

2)對于住宅建筑來說，戶型是甲方經(jīng)常調(diào)整的內(nèi)容，往往在施工圖繪制的過程中，由于前期方案不夠完善與準確，仍需要與各專業(yè)溝通調(diào)整，對于傳統(tǒng)的二維圖紙來說，往往平立剖面圖都要調(diào)整一遍，當出圖數(shù)量較大時，難免會出現(xiàn)錯漏碰缺。而在revit軟件中，建筑的平立剖面圖是相互聯(lián)動的，即對平面圖進行了修改，其立面和剖面中相應的位置也會自動進行修改，保證了圖紙平立剖的一致性，并且在進行平面的繪制時，可以隨時查看建筑的三維效果。

3)在revit中，建筑墻體及樓板可以進行自定義，根據(jù)做法說明分別定義不同功能房間的樓板降板和做法，保證了剖面繪制和大樣繪制時的準確性。同時對于設備專業(yè)來說，通過鏈接土建模型，避免了后期施工時出現(xiàn)不必要的錯誤，因為建筑專業(yè)模型中的降板準確，可以直觀的檢查設備管線同土建之間的碰撞。

4)關(guān)于建筑門窗的插入，revit提供了豐富的族庫，基本上能滿足方案中所需的門窗形式。即使沒有提供的門窗形式，也可以通過修改族的形式來繪制所需要的門窗樣式。

5)住宅項目通常有著豐富的線腳和屋頂造型，在revit中通過對復雜形體的建模，能夠直觀的展示復雜形體以及建筑構(gòu)造之間的關(guān)系，對于繪制剖面及大樣的準確性提供了保障，也避免了各專業(yè)間配合時出現(xiàn)失誤。例如在郭店項目中，建筑立面有著復雜的線腳和屋頂造型，如果單憑二維圖紙結(jié)合效果圖的方式來進行圖紙繪制的話，難免會出現(xiàn)錯誤，我們利用revit的建模功能，將屋頂造型和立面線腳建出來再進行剖切，可以很直觀的表達出不同造型的構(gòu)造關(guān)系，保證剖面及大樣的準確性，同時也幫助結(jié)構(gòu)專業(yè)更好的理解其構(gòu)造關(guān)系，避免出現(xiàn)錯誤。

6)revit最大的優(yōu)勢是其三維可視化，通過將各個專業(yè)的revit模型鏈接在一起，可以得到四個專業(yè)的信息建筑模型，幫助各專業(yè)形象、直觀的進行住宅戶型優(yōu)化設計。例如在日照公務員住宅項目中，我們通過revit模型與甲方進行溝通，更加有效合理的對戶型進行優(yōu)化調(diào)整。地下室是住宅項目中管線最復雜的部分，以往二維圖紙最容易出現(xiàn)走道凈高過低或剪力墻預留預埋與設備管線沖突的情況，但利用revit模型的三維可視化特點，可以使各專業(yè)非常直觀、準確的進行管線和墻體的對照調(diào)整，最終得到一個滿足各方要求的設計成果。

7)revit中可通過三維模型進行各專業(yè)間的碰撞檢查，同時也可以生成平立剖面圖、大樣圖等施工圖紙，直接生成pdf格式的圖紙，也可以通過天正接口導出高版本的CAD圖紙。對于剖面圖、大樣圖來說，由于是直接從模型中剖切得出，仍需要通過CAD或revit自帶的功能進行修改，才能得到滿足施工圖出圖標準的圖紙，盡管如此，相對于傳統(tǒng)二維繪圖模式來說，其工作效率及信息準確性已經(jīng)有了很大提升。

8)在慶云與日照項目中，我們嘗試各專業(yè)間的三維協(xié)同，即在項目初期，就由各專業(yè)項目負責人通過協(xié)商共同定好模型命名原則，以便后期模型更新時，各專業(yè)可以方便準確的更新revit鏈接，這和CAD中的參照命令基本一致。而在項目進行期間，我們各專業(yè)會定期進行模型鏈接，檢查碰撞問題，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證最后出圖的準確性，同時各專業(yè)模型依次導入合并，四位一體，最終碰撞檢查，避免錯漏碰缺。

3 BIM技術(shù)運用在住宅施工圖中的意義和展望

3.1 BIM技術(shù)在住宅施工圖繪制中的意義

1)revit軟件的三維可視化特性使得各專業(yè)間的配合從二維平面上升到了三維空間的高度，設計人員可以更直觀、準確的進行配合，同時revit軟件的參數(shù)聯(lián)動功能有效減少了專業(yè)內(nèi)部與專業(yè)之間大量重復性的制圖及修改工作。

2)采用BIM技術(shù)進行各專業(yè)間的施工圖配合，增強了專業(yè)之間信息溝通的及時性、強制性和互動性，提高了工作效率。

3)通過幾個項目的嘗試，也使得我們?yōu)閭鹘y(tǒng)的二維設計轉(zhuǎn)入革命性的BIM設計時代打好了基礎(chǔ)，也增強了信心。

4)雖然revit可以直接導出平立剖等施工圖紙，但由于軟件特性及族庫的局限，部分導出的圖紙還需要在天正中進行圖面的進一步完善。因此我們采用的是revit與CAD配合來進行圖紙的輸出，即revit能夠表現(xiàn)的信息全由revit導出，而revit缺少的引注、標注等圖面信息后期在天正中添加，這樣充分結(jié)合兩款軟件的優(yōu)勢，既保證了圖紙的準確性，又提高了圖面的質(zhì)量。

3.2 BIM技術(shù)運用在建筑設計過程中的展望

1)BIM本質(zhì)是對數(shù)據(jù)的挖掘應用，原來我們會用CAD統(tǒng)計門窗表，但BIM可以統(tǒng)計的表不僅僅是門窗，這樣就對了解項目，把控工程起了很大作用。但是這些數(shù)據(jù)信息是關(guān)系型的，也有面向?qū)ο笮秃桶虢Y(jié)構(gòu)型的。我們要使用的，其實還是那些有關(guān)系的數(shù)據(jù)。

2)最近總被提及的IPD模式是很理想的BIM未來，它的意思是在施工之前，組織設計方、施工方、監(jiān)理方等諸多參與單位在一起，做出竣工模型，BIM模型就是一個建筑建成后最終的樣子，里面包含了非常多的信息。在施工之前，我們已經(jīng)有了竣工模型，就不會存在設計變更、管線碰撞等問題，接下來的任務就是各方按照計劃完成自己分內(nèi)的事情就好。

[1] 廖小烽，王君峰.Revit 2013/2014建筑設計火星課堂[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 柏幕培訓組織.2011建筑施工圖設計案例詳解[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.

On adoption of BIM technique with example in residential architectural design programs

Wang Xiaolu1Sun Yading2

(1.CollegeofCivilArchitecture,JinanUniversity,Jinan250022,China; 2.ShandongTongyuanArchitecturalDesignGroup,Jinan250000,China)

The paper introduces the concepts, application software, and features in engineering application for BIM technique, combining with practical engineering projects, illustrates the construction mapping design with the BIM technique, explores its three-dimension visible advantage, and concludes its meaning in the mapping of residential construction.

BIM technique, residential building, construction mapping

1009-6825(2016)05-0021-02

2015-12-09

王曉璐(1987- )，女，碩士，助教； 孫亞丁(1987- )，男，碩士，建筑師

TU201.4

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