論BIM技術(shù)在公共藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用

徐徐

（北京建筑大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，北京 100044）

眾所周知，BIM技術(shù)是（Building Information Modeling）的縮寫(xiě)，即建筑信息模型，BIM技術(shù)主要通過(guò)建筑項(xiàng)目中的各種與之相關(guān)的數(shù)據(jù)信息模型建立起一個(gè)整體的建筑模型，并使用數(shù)字信息來(lái)模擬和建立一個(gè)仿真的建筑物，在具體施工之前就整合其所有細(xì)節(jié)，以方便于項(xiàng)目后期施工與維護(hù)。那么在公共藝術(shù)這個(gè)更注重創(chuàng)作和創(chuàng)新的領(lǐng)域中，BIM技術(shù)的精確性和科學(xué)性的設(shè)計(jì)模式能為公共藝術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)怎么樣的驚喜，它們之間的結(jié)合會(huì)帶來(lái)怎樣的碰撞和火花，這些都是當(dāng)前需要進(jìn)行深入探索的。

一、公共藝術(shù)的基本含義及BIM技術(shù)的引入

公共藝術(shù)準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)應(yīng)該是隸屬于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的一個(gè)子學(xué)科，近年來(lái)在英語(yǔ)國(guó)家學(xué)術(shù)界常用“公共領(lǐng)域”這樣一個(gè)概念來(lái)概括這種在公共空間中的藝術(shù)創(chuàng)作與相應(yīng)的環(huán)境設(shè)計(jì)。這是一個(gè)涵蓋面非常廣泛的藝術(shù)。在其內(nèi)容組成形式上又包含了立體浮雕、平面形式、復(fù)合形式等多種形式。

自從1975年，被稱為“BIM”之父的Chuck Eastma第一次提出了“Building Information Modeling”的概念，直到21世紀(jì)，BIM的研究和應(yīng)用才得到了突破性發(fā)展。全世界的大建筑軟件開(kāi)發(fā)商紛紛推出了BIM軟件，使BIM技術(shù)更貼近了實(shí)踐，已經(jīng)在建筑領(lǐng)域得到廣泛的推廣和應(yīng)用。這種將三維的建筑模型通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，已經(jīng)為現(xiàn)在的建筑施工帶了巨大的便利性，在我國(guó)學(xué)術(shù)領(lǐng)域近幾年的關(guān)注度也與日俱增（圖1）。BIM技術(shù)的特點(diǎn)保證了其在各個(gè)方面的完美設(shè)定、表現(xiàn)和滲透。BIM技術(shù)不是簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成，而是對(duì)于信息的具體應(yīng)用，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，顯著提高了施工效率、大量減少風(fēng)險(xiǎn)。

二、BIM技術(shù)在公共藝術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)作為一種數(shù)字信息的應(yīng)用，是現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理領(lǐng)域的數(shù)字化方法，集合參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息。那么在現(xiàn)有的公共藝術(shù)設(shè)計(jì)中，特別是部分?jǐn)?shù)據(jù)精確和完整性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，大多是通過(guò)AutoCAD軟件進(jìn)行二維圖紙的繪制，然后再通過(guò)3Dsmax、Maya 或者Altium Designer等渲染軟件進(jìn)行虛擬造型的前期實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際的大型展會(huì)場(chǎng)所的公共藝術(shù)設(shè)定中，BIM技術(shù)可以直接實(shí)現(xiàn)曲面造型的公共藝術(shù)作品和整體場(chǎng)地空間的量化關(guān)系，不局限于某一個(gè)藝術(shù)品的單體設(shè)計(jì)，而是把單體置于整體之中統(tǒng)籌把控。藝術(shù)設(shè)計(jì)師在利用AutoCAD軟件進(jìn)行二維平、立、剖面等圖紙繪制的時(shí)候，由于AutoCAD軟件本身無(wú)法做到圖樣之間的關(guān)聯(lián)性和量化，導(dǎo)致前期圖紙和實(shí)際施工作品在尺寸、角度、弧面等很多細(xì)節(jié)不相符的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)（圖2）。所以BIM技術(shù)應(yīng)用軟件將提高設(shè)計(jì)效率，不但能彌補(bǔ)傳統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件的缺陷，而且其強(qiáng)大的集成化優(yōu)勢(shì)可使場(chǎng)地公共藝術(shù)工作事半功倍。

另外，BIM軟件的模型庫(kù)可以生成的各組件之間的面積、體積、材料等等具體數(shù)據(jù)，需使用構(gòu)件的數(shù)量可以匹配其價(jià)格、廠家信息，自動(dòng)生成工程預(yù)算數(shù)據(jù)，為公共藝術(shù)項(xiàng)目整體造價(jià)提供精確的數(shù)據(jù)參照，這在大型公共藝術(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中是十分必要的，正因公共藝術(shù)的多變性，如果在具體項(xiàng)目施工中沒(méi)有很好地進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工的銜接，將會(huì)延長(zhǎng)施工時(shí)間，增加項(xiàng)目成本。

三、BIM技術(shù)在公共藝術(shù)領(lǐng)域的介入

（一）德國(guó)議會(huì)大廈包裹公共藝術(shù)案例分析

例如1995年，藝術(shù)家克里斯托和讓娜·克勞德夫婦用防火聚丙烯面料把整個(gè)德國(guó)國(guó)會(huì)大廈包裹了起來(lái)（圖3）。在這個(gè)另類的捆扎包裹的公共藝術(shù)當(dāng)中，我們可以把國(guó)會(huì)大廈當(dāng)作一個(gè)公共藝術(shù)的涵蓋對(duì)象，那么如果能使用BIM介入其中，可能會(huì)更好地計(jì)算其使用面積和最終造價(jià)，以及藝術(shù)包裹行為過(guò)程中的預(yù)損耗，把成本控制在最低。在超大型的公共藝術(shù)創(chuàng)作案例中，BIM技術(shù)的可計(jì)算性顯得尤為重要。

（二）長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化中心公共幕墻的案例分析

長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化中心公共幕墻項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程其實(shí)從開(kāi)始就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，這種優(yōu)化在一定程度上和BIM技術(shù)的應(yīng)用有著一定的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，因?yàn)锽IM技術(shù)使得整個(gè)項(xiàng)目得到了更好的優(yōu)化。此項(xiàng)目的異型幕墻和公共藝術(shù)作品中的流線體運(yùn)用有很多的共通點(diǎn)。在幕墻工程的深化設(shè)計(jì)階段（圖4）、加工階段、施工階段起到了推波助瀾的作用，特別是在異型曲面幕墻的運(yùn)維階段其作用將更加明顯。另外，在施工過(guò)程中通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，解決了很多在幕墻深化設(shè)計(jì)難度大、加工精度要求高、施工安裝管理難、運(yùn)營(yíng)維護(hù)難度大等實(shí)際難點(diǎn)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了異型曲面幕墻工程的智慧建造。

四、BIM技術(shù)在公共藝術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展

（一）公共藝術(shù)領(lǐng)域BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

公共藝術(shù)設(shè)計(jì)在前期大量的初稿創(chuàng)作和思維整合后，也需要在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的支持下創(chuàng)建出更準(zhǔn)確的施工圖紙。BIM模型庫(kù)可隨時(shí)調(diào)用，會(huì)自動(dòng)更新，這些在復(fù)制性和結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的建筑設(shè)計(jì)中得到了很好的應(yīng)用。但是在公共藝術(shù)這個(gè)可復(fù)制性基本為零的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，BIM技術(shù)在進(jìn)行主體創(chuàng)作上的優(yōu)勢(shì)不是十分明顯。由于當(dāng)前BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的基本都是建筑材料和室內(nèi)裝飾材質(zhì)的相關(guān)模型和信息，這些在公共藝術(shù)領(lǐng)域中沒(méi)有體現(xiàn)出任何優(yōu)勢(shì)，僅僅只是在對(duì)場(chǎng)景掌控和管線鋪裝方面體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。另一方面，公共藝術(shù)設(shè)計(jì)因其偏重于藝術(shù)創(chuàng)新的這個(gè)特點(diǎn)，由于創(chuàng)作者的一時(shí)興起，后期完成作品和前期預(yù)設(shè)值之間差異較大的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這樣BIM技術(shù)的信息完備性和優(yōu)化性特點(diǎn)基本沒(méi)有得到體現(xiàn)。（表1）

> 表1 BIM技術(shù)在公共藝術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用（作者自制）

（二）基于BIM軟件現(xiàn)有的局限性及未來(lái)發(fā)展

在建筑設(shè)計(jì)中對(duì)平面圖紙改動(dòng)某個(gè)建筑空間構(gòu)件的尺寸和位置之后，BIM軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)修改后的信息，在其他所有相關(guān)圖紙中進(jìn)行對(duì)應(yīng)體現(xiàn)。但因公共藝術(shù)不具有重復(fù)性和關(guān)聯(lián)性，比如基于建筑的功能性特點(diǎn)，一棟高層建筑各樓層可以做到外形和平面布局千篇一律，然而在公共藝術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)所包含的設(shè)計(jì)元素可以說(shuō)瞬息萬(wàn)變。另外，BIM技術(shù)能對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目工程量及材料進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，但是無(wú)法完成公共藝術(shù)的全部流程?，F(xiàn)有的BIM軟件偏重于模塊應(yīng)用層面，可變數(shù)據(jù)層面較弱。它的可視分析，BIM在任意的三維視角進(jìn)行推敲設(shè)計(jì)并方便、快速地獲取渲染效果（圖5）。必要時(shí)還可以通過(guò)三維巡游進(jìn)行浸入式的體驗(yàn)設(shè)計(jì)。這將在含有具體公共設(shè)施的場(chǎng)域型公共藝術(shù)設(shè)計(jì)中起到直觀作用，可幫助設(shè)計(jì)師第一時(shí)間判斷出與大環(huán)境之間的協(xié)調(diào)程度并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

> 圖1 BIM技術(shù)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)關(guān)注度統(tǒng)計(jì)（作者自制）

> 圖2 BIM技術(shù)分析理解及國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀（作者自制）

> 圖3 德國(guó)國(guó)會(huì)大廈的公共藝術(shù)（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

> 圖4 長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化中心公共幕墻深化階段（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

> 圖5 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)域的公共藝術(shù)作品（作者自繪）

五、總結(jié)

公共藝術(shù)設(shè)計(jì)很多時(shí)候是以面為統(tǒng)計(jì)單位的，而建筑工程中則更多以體來(lái)計(jì)算單元。作為主要針對(duì)土建的軟件，雖然基本設(shè)置現(xiàn)在還很難完全滿足公共藝術(shù)的需求，但是借助Sketchup的幫助，采用“體量+面墻”的方法，也能解決大部分建模問(wèn)題。在我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大背景下，基于BIM軟件的算量方式精準(zhǔn)可控，可針對(duì)公共藝術(shù)設(shè)計(jì)的造型多樣、復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)新的突破，可以在公共藝術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行更廣泛的應(yīng)用。這也正是符合認(rèn)真貫徹落實(shí)黨的十八大關(guān)于“信息化和工業(yè)化深度融合”加快轉(zhuǎn)變公共藝術(shù)的建設(shè)，是構(gòu)建現(xiàn)代公共藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展新體系的新趨勢(shì)。