BIM技術(shù)在圖書館設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

裘 鞠 鄭楊潔

吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院（130118）

0 前言

BIM技術(shù)對(duì)工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值已在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界認(rèn)可，并在工程項(xiàng)目上得以快速發(fā)展和應(yīng)用[1]。文章旨在BIM技術(shù)下高效率的圖書館建筑協(xié)同設(shè)計(jì)方法，可以提高圖書館建筑設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，從而避免在二維建筑設(shè)計(jì)環(huán)境下常出現(xiàn)的不同專業(yè)及不同設(shè)計(jì)視圖之間信息不一致和沖突現(xiàn)象，也能給圖書館設(shè)計(jì)提供參考。

1 項(xiàng)目概況

《基于BIM的三維建模與模擬動(dòng)畫》是作者參與廣聯(lián)達(dá)第四屆全國(guó)高校BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)大賽中獲得優(yōu)秀獎(jiǎng)的作品。該方案通過小組成員之間協(xié)同設(shè)計(jì)，把BIM技術(shù)應(yīng)用到圖書館設(shè)計(jì)中，充分考慮現(xiàn)代公共圖書館的特點(diǎn)及其服務(wù)特征，綜合利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果，力求設(shè)計(jì)建設(shè)一座高科技、高性能、重品質(zhì)、重節(jié)能的現(xiàn)代化圖書館。

本圖書館位于吉林省長(zhǎng)春市二道區(qū)，建設(shè)基地位于長(zhǎng)春市大連路和哈爾濱大街交匯處，一側(cè)為主干道。該設(shè)計(jì)將圖書館內(nèi)部大廳景觀相互滲透、呼應(yīng)，從而形成有機(jī)整體。室內(nèi)與室外都采用大樓梯，不僅增加了趣味性，還增添了體量感?？偨ㄖ娣e約為12224m2，總藏書約為100萬冊(cè)，總用地面積約16000m2，主體4層(如圖1所示)。

圖1 圖書館的整體外觀

2 設(shè)計(jì)理念

橋形空間的引入賦予建筑形體雕塑感，建筑體量形成獨(dú)特的體積感、空間識(shí)別性，并且使圖書館建筑具有了校園中心空間的控制力。橋的概念演繹：橋上與橋下空間的靈活運(yùn)用，橋上——閱覽空間結(jié)合休息景觀，橋下——綜合大廳賦予了其他功能。橋形空間主要采用橋形的外觀形體，建立起了讀者與讀者溝通交流的聯(lián)系，達(dá)到了文化知識(shí)之間碰撞效果。因此橋形空間不僅是知識(shí)的橋梁，也是溝通的橋梁，也為使用者提供了安靜又舒適的閱覽環(huán)境。

3 BIM技術(shù)的運(yùn)用

3.1 BIM概念

BIM的內(nèi)涵是用一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)作為存放工程幾何、非幾何數(shù)據(jù)的唯一知識(shí)庫(kù)，使得項(xiàng)目工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)階段的相關(guān)人員都能從中獲取他們所需要的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是連續(xù)、即時(shí)、可靠、一致的數(shù)據(jù)，從工程開始建立之日開始，為工程的整個(gè)生命周期提供可依賴的信息共享的知識(shí)資源[2]。因此，BIM可以理解為在工程的整個(gè)生命周期中，對(duì)模型信息的集成和各專業(yè)的協(xié)同處理。BIM有五大特點(diǎn)：可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性。

3.2 BIM技術(shù)軟件應(yīng)用Revit

通過BIM中的核心建模軟件AutodeskRevit進(jìn)行圖書館的設(shè)計(jì)。AutodeskRevit共分為結(jié)構(gòu)、機(jī)電、建筑3個(gè)軟件。結(jié)構(gòu)包括梁、板、柱和剪力墻系統(tǒng)，主要以RevitStructure為主，在施工前最大程度減少錯(cuò)誤。機(jī)電包括通風(fēng)、給排水、電氣專業(yè)形成的所有管線與設(shè)備，主要以RevitMEP為主。在建筑專業(yè)意見的基礎(chǔ)上結(jié)合水暖電專業(yè)修改意見構(gòu)建工程模型，對(duì)受力構(gòu)件進(jìn)行布置；對(duì)得到的工程結(jié)構(gòu)模型輸入到有限元計(jì)算軟件中進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)工程模型進(jìn)行修改和更新；結(jié)合水暖電、結(jié)構(gòu)和建筑專業(yè)需求，對(duì)更新修改后的模型進(jìn)行深化，完成三維工程圖的繪制。

4 BIM技術(shù)在圖書館設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

4.1 新建圖書館項(xiàng)目

在Revit中，項(xiàng)目是整個(gè)建筑物設(shè)計(jì)的聯(lián)合文件。建筑的所有視圖、設(shè)計(jì)圖都在項(xiàng)目文件中。創(chuàng)建新的項(xiàng)目文件是開始設(shè)計(jì)的第一步，并選擇各專業(yè)對(duì)應(yīng)的樣板。

4.2 圖書館模型創(chuàng)建

在圖書館繪制中各自專業(yè)對(duì)Revit軟件進(jìn)行操作，舉例建筑中最常見的門窗插入。門窗插入有一定的技巧：只要在大致位置進(jìn)行插入，通過修時(shí)尺寸標(biāo)注來精確定位，這歸功于Revit具有尺寸和對(duì)象相關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)。在門窗插入時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

插入門窗時(shí)輸入“SM”，可以自動(dòng)捕捉到中點(diǎn)；

在插入時(shí)，有時(shí)門窗開啟的方向并不是我們想要的，只要按空格鍵就可以改變開啟方向。

可以在類型選擇器下對(duì)門窗類型進(jìn)行選擇，如果需要更多的類型，可以在庫(kù)中載入?，F(xiàn)在也有相應(yīng)的公司在研發(fā)一些族庫(kù)，下載族庫(kù)大師作為插件。在建模階段，選擇“門窗”，激活“修改門/窗”選項(xiàng)卡，在“圖元”面板下，選擇“圖元屬性”命令，打開“圖元”屬性對(duì)話框，可以對(duì)門窗標(biāo)高進(jìn)行編輯。單擊打開“編輯類型”，打開“類型屬性”對(duì)話框，單擊“復(fù)制”可以創(chuàng)建新的門窗，修改門窗參數(shù)，最后單擊“確定”。載入項(xiàng)目中，在平面視圖的墻體上插入門窗，改變窗的寬度、高度，立面視圖也隨之改變，提高了建模的效率。

4.3 協(xié)同工作

在實(shí)際的項(xiàng)目建設(shè)中，多專業(yè)、多參與方的協(xié)作工作是一個(gè)很難把控的環(huán)節(jié)，也是影響項(xiàng)目工期、質(zhì)量及成本的關(guān)鍵要素。雖然Revit無法完全實(shí)現(xiàn)BIM理論中強(qiáng)調(diào)的協(xié)同工作的特點(diǎn)，但為此提供了基礎(chǔ)條件。

在一開始小組成員在云平臺(tái)上共同探討對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書的認(rèn)識(shí)和理解，為后期協(xié)同設(shè)計(jì)奠定良好基礎(chǔ)。筆者收集了國(guó)內(nèi)知名圖書館的成功案例，初步繪制了草圖，經(jīng)過與團(tuán)隊(duì)成員和指導(dǎo)教師的溝通，初步確定了較為合理的建筑方案。首先，在建筑核心創(chuàng)造多元化的公共空間和閱覽空間，然后再將不同功能空間通過建筑設(shè)計(jì)手法隔離。其次，在同一功能空間內(nèi)建立交流合作系統(tǒng)。最后，利用建筑形體創(chuàng)造出一個(gè)區(qū)域的門戶空間。

在以往對(duì)于水電、暖通和建筑、結(jié)構(gòu)間的各個(gè)構(gòu)件發(fā)生沖突時(shí)，只能在施工過程中先溝通再進(jìn)行修改，每個(gè)專業(yè)圖紙之間的矛盾很多，導(dǎo)致施工過程中變更加大，施工單位協(xié)調(diào)難度增加。但是在這次建模中對(duì)專業(yè)在項(xiàng)目實(shí)施前進(jìn)行了碰撞檢測(cè)。

在圖書館建模中對(duì)結(jié)構(gòu)專業(yè)的結(jié)構(gòu)的劃分是最簡(jiǎn)單的，因?yàn)樗膱D元相對(duì)較少，而且在其他學(xué)科專業(yè)細(xì)分后還能長(zhǎng)時(shí)間保持單個(gè)文件。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)模型的確需要細(xì)分時(shí)，細(xì)分常常是垂直型的，允許多種荷載能夠從屋頂傳到基礎(chǔ)。

在創(chuàng)建暖通、電氣和給排水的時(shí)候，系統(tǒng)的復(fù)雜性和為建筑服務(wù)所使用的構(gòu)件的數(shù)量意味著建立有效模型的門檻已經(jīng)降低到能讓更小的項(xiàng)目通過。

在協(xié)同過程中最重要的參與人員之間的溝通。BIM技術(shù)提供的是一個(gè)平臺(tái)，把平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大程度，需要各專業(yè)人員共同努力。

5 結(jié)語

通過對(duì)BIM技術(shù)在圖書館設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，給未來圖書館設(shè)計(jì)提供更完善的思路，也闡明了BIM技術(shù)在未來有更廣闊的發(fā)展前景。BIM技術(shù)既能滿足圖書館建模的快速方便，也能在后期有更好的優(yōu)化，解決碰撞問題。文章提到的圖書館設(shè)計(jì)、BIM技術(shù)在圖書館的運(yùn)用及伴隨整個(gè)過程的協(xié)同設(shè)計(jì)為以后BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的運(yùn)用提供一些有意義的借鑒。BIM技術(shù)將逐步改變以“建模為主”的單一技術(shù)應(yīng)用方式，逐步形成以“協(xié)同應(yīng)用”為導(dǎo)向多維發(fā)展模式，成為建筑行業(yè)新的動(dòng)能增長(zhǎng)點(diǎn)。