BIM技術(shù)在正向設(shè)計項目中應(yīng)用的難點分析

袁靚

摘 ? ?要：隨著建筑行業(yè)的大力發(fā)展，傳統(tǒng)的二維圖紙呈現(xiàn)設(shè)計的形式已經(jīng)不能滿足信息爆炸的時代要求。BIM作為建筑領(lǐng)域的新興技術(shù)，從概念提出到純“翻模”到現(xiàn)階段各方全力推廣正向設(shè)計，其理念在各項工程應(yīng)用過程中的重難點總結(jié)就顯得尤為必要。本文從BIM應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)結(jié)合正向設(shè)計實際案例，全面分析BIM技術(shù)的正向設(shè)計時其所面臨的困難以及所要解決的問題。

關(guān)鍵詞：BIM建筑信息模型; 正向設(shè)計流程;標(biāo)準(zhǔn)化;模型管理

1 ? BIM正向設(shè)計概述

1.1 ? BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

建筑工程行業(yè)現(xiàn)階段正經(jīng)歷BIM技術(shù)的全方面應(yīng)用變革，盡管這一專業(yè)術(shù)語對于業(yè)內(nèi)人士來說已經(jīng)不再陌生，但每個人對其定義和理解卻不盡相同。BIM技術(shù)早期在國內(nèi)的發(fā)展模式使BIM和“翻?！眲潪榈忍枺踔琳J(rèn)為這只是傳統(tǒng)計算機繪圖升級的一種軟件[1]。但是隨著國家政策的推進(jìn)和各行業(yè)協(xié)會、設(shè)計和施工單位的重視、推廣，加上BIM技術(shù)憑借本身可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、一體性等特點得到了工程界的普遍認(rèn)可。目前在正向設(shè)計的工程項目中得到了逐步的應(yīng)用和發(fā)展[3]。

1.2 ?BIM技術(shù)的發(fā)展難點

從設(shè)計單位角度出發(fā)，將成熟的BIM技術(shù)應(yīng)用到正向設(shè)計項目中要經(jīng)歷：熟練軟件操作--轉(zhuǎn)換設(shè)計思維模式--完善三維協(xié)作模式--落實正向設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化[4]。但是現(xiàn)階段大部分的設(shè)計單位只能做到熟練軟件操作;思維以及協(xié)作模式都還在摸索學(xué)習(xí)階段，只有少數(shù)單位做過一些實際項目;而正向設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化需要長期的實踐經(jīng)驗積累，更需要每個正向設(shè)計項目及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。根據(jù)目前已實踐的項目經(jīng)驗來看，在項目全生命周期中所面臨的主要難點有：（1）建筑設(shè)計方案階段難以介入，市面上主流的BIM軟件對方案的可操控性能不如傳統(tǒng)的建模軟件，BIM正向設(shè)計會增加設(shè)計師的工作量，在方案推敲及方案比選上像SU、Rhino這類對造型把控度更高的建模軟件更占優(yōu)勢。（2）正向設(shè)計時間周期較長，BIM體系較為龐雜，設(shè)計過程聯(lián)動性，協(xié)同性的模式還不夠成熟[2]，無法立刻融入到國內(nèi)快節(jié)奏的市場氛圍中。（3）工程項目最終交付形式?jīng)]有從二維層面轉(zhuǎn)換到三維層面，導(dǎo)致正向設(shè)計出圖形式和當(dāng)前成熟的二維制圖標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)，造成工作反復(fù)、效率降低。

2 ?項目概述

2.1 ?項目簡介

項目位于新疆烏魯木齊市，包含兩層地下室、三層裙房、三棟塔樓。地下室主要為車庫和設(shè)備區(qū)，地下一層部分作為商業(yè)功能區(qū)、地上一層至三層為裙房商業(yè)、以及一棟超高層（2#商務(wù)樓），兩棟高層住宅樓（3#住宅樓，4#住宅樓），總建筑面積為15萬平方米。此項目從擴初階段到施工圖階段全專業(yè)使用BIM技術(shù)介入進(jìn)行設(shè)計、協(xié)調(diào)以及出圖。

2.2 ? 項目準(zhǔn)備階段

2.2.1 ?模型拆分原則

本項目面積較大拆分為地上和地下兩個子項，按專業(yè)劃分為建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電分別獨立建模，考慮到工作便攜性以及模型的輕量化需求，各專業(yè)分別將模型拆分為地下室、裙房、塔樓三個部分。因該項目是全專業(yè)參與，設(shè)計人員較多，全部工作模型采用中心文件協(xié)同工作方式，各專業(yè)模型互相以鏈接形式配合協(xié)調(diào)。

2.2.2 ?工作集建立

建立全套模型鏈接工作集，每個工作集名稱對應(yīng)鏈接模型的專業(yè)名和位置，通過管理工作集的開關(guān)控制鏈接模型在整個項目中的顯示狀態(tài)，這樣可以在不同的階段選擇性打開需要顯示專業(yè)模型，達(dá)到加快模型操作速度以及后續(xù)更有針對性的管理圖紙。

2.2.3 ? 工作界面劃分

正向設(shè)計項目的模型是伴隨全設(shè)計周期，對于模型中工作視圖，出圖視圖以及和各專業(yè)協(xié)調(diào)拍圖視圖都需要分別管理。因不同類別的視圖對其顯示形式和模式的要求都不盡相同，所以需要各自設(shè)定獨立的樣板文件，避免互相之間受到影響。

2.2.4 ?二維及三維族庫建立

因三維族構(gòu)件在二維視圖的顯示效果無法滿足常規(guī)二維制圖標(biāo)準(zhǔn)，需統(tǒng)一常用模型構(gòu)件，協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計人員使用相同的族庫模型文件。如有另外的新增和修改，也同步更新進(jìn)族庫文件夾，規(guī)范族的命名方式，方便日常工作中使用也為其他正向設(shè)計項目積累規(guī)范化族庫。

2.3 ?擴初階段

2.3.1 ?發(fā)布坐標(biāo)軸網(wǎng)

該項目從擴初階段介入，由建筑專業(yè)消化方案階段圖紙后設(shè)置關(guān)鍵項目信息：（1）制定項目坐標(biāo)原點;（2）軸網(wǎng)重新梳理;（3）各專業(yè)模型定位原則。待建筑關(guān)鍵圖紙信息基本穩(wěn)定，創(chuàng)建內(nèi)部提資文件夾，同時發(fā)布三維和二維的坐標(biāo)以及軸網(wǎng)。

2.3.2 ?提資形式

建筑梳理完第一版提資，將建筑初步模型建立起來也同步導(dǎo)出二維的CAD圖紙作為留檔。由各專業(yè)消化完建筑提資后先進(jìn)行二維層面反提資然后進(jìn)行三維層面操作，這樣是考慮到機電各專業(yè)模型繁雜以及結(jié)構(gòu)專業(yè)需要先進(jìn)行計算。先二維提資可以節(jié)約協(xié)調(diào)時間，在建筑消化反提資的同時，其他各專業(yè)可將三維模型建立起來，這樣全專業(yè)模型初步搭建起來時基本上第一輪提資可以互相消化完畢，后續(xù)可以直接在三維界面進(jìn)行更有針對性的問題研究。

2.3.3 ?出圖形式

雖然擴初階段只需關(guān)鍵信息的圖紙，但是圖紙數(shù)量在該階段通過軟件操作會大致有個初步的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如建筑專業(yè)，擴初階段用Revit軟件出平面、立面、剖面圖，在平面圖上可直接開出樓梯、電梯、坡道等詳圖視圖，另在立面圖上可以直接開出墻身詳圖等視圖，各詳圖視圖可以通過比例設(shè)定和圖框大小進(jìn)行排版后得出初步的圖紙數(shù)量統(tǒng)計，給后續(xù)施工圖工作安排提供參考。

2.4 ?施工圖階段

2.4.1 ? 子項配合形式

項目按照地上地下拆分為兩個子項，但是在模型控制上根據(jù)各專業(yè)需求由不同的設(shè)計人員把控。如建筑專業(yè)，根據(jù)功能性質(zhì)劃分：地下室、地上裙房、地上三個塔樓，主要由五個設(shè)計師分別主導(dǎo)控制模型;結(jié)構(gòu)專業(yè)三個塔樓雖然地下和地上拆分在不同的模型里，但是整體為一個設(shè)計師控制，這樣就會有同一個設(shè)計師參與兩個模型設(shè)計的情況出現(xiàn)。不同設(shè)計師之間工作界面的交接會重點關(guān)注，每次提資消化階段對這些重點界面位置進(jìn)行模型核對、信息交流，避免因提資信息沖突導(dǎo)致子項之間圖紙不一致的情況出現(xiàn)。例如：地上地下管井開洞范圍、地下室樓梯間位置，由地下室設(shè)計人員建立空間占位將高度信息直接設(shè)置到塔樓或者裙房的頂標(biāo)高，以此為參考核對子項之間開洞信息一致性問題。

2.4.2 ?專業(yè)協(xié)調(diào)形式

在施工圖階段，各專業(yè)之間以模型提資為主，可以更加直觀的反應(yīng)每個專業(yè)之間的關(guān)系，在三維界面進(jìn)行操作調(diào)整可以更快得出解決方案。尤其是高層住宅標(biāo)準(zhǔn)層部分，由于需要考慮戶型內(nèi)部的凈高，機電管線需要從結(jié)構(gòu)梁上開洞穿過，這種要三個專業(yè)在模型空間里明確開洞位置、大小，在三維層面核實可實施性以及實際凈高是否滿足要求。另一個尤其需要土建三維配合的是樓梯、坡道部分，由建筑在樓梯間、坡道模型內(nèi)附加三維凈高控制線，提資給結(jié)構(gòu)專業(yè)復(fù)核主體梁以及梯梁是否滿足凈高控制的要求。

2.4.3 ?圖紙表達(dá)形式

三維模型族在平面、立面、剖面、節(jié)點詳圖上都有不同的表達(dá)形式，鑒于目前三維模型無法作為審核的主要內(nèi)容，二維制圖標(biāo)準(zhǔn)仍然是正向設(shè)計需要考慮的內(nèi)容之一。本項目在以下幾點做了重點處理，統(tǒng)一出圖模板：（1）線型表達(dá)統(tǒng)一，在各種比例下不同的構(gòu)件和不同類型視圖所需要的線型進(jìn)行統(tǒng)一要求，例如在1：50剖面視圖下，剖切線設(shè)置為3號線和看線設(shè)置為1號線。（2）材料填充統(tǒng)一，各種不同的材料填充在屬性設(shè)定里統(tǒng)一要求，例如樓梯剖面圖對于梯段剖切填充部分統(tǒng)一為灰色實體填充。（3）標(biāo)注尺寸統(tǒng)一，對于不同圖紙中不同類型標(biāo)高、尺寸、引注族進(jìn)行規(guī)范化修改，例如平面標(biāo)高族增加結(jié)構(gòu)板標(biāo)高參數(shù)，可以同時標(biāo)注出建筑面層標(biāo)高和結(jié)構(gòu)板標(biāo)高。

3 ?項目總結(jié)

在項目配合過程中依然有很多經(jīng)驗教訓(xùn)需要總結(jié)：豎向構(gòu)件無需拆分成兩個模型部分進(jìn)行設(shè)計;需要統(tǒng)一門窗族樣式命名規(guī)則;管綜介入時間可以適當(dāng)提前;族庫標(biāo)準(zhǔn)化不夠完善。但BIM正向設(shè)計始終是大趨勢，所以從擴初階段開始介入三維設(shè)計對于項目本身來說意義重大，可以大幅提升圖紙質(zhì)量和出圖效率，通過信息共享不斷完善模型，有效在設(shè)計過程中就規(guī)避一些影響施工的問題[2]，提高施工效率節(jié)約成本。而在設(shè)計階段的模型本身可以與后期施工BIM和運維階段BIM結(jié)合應(yīng)用貫穿整個項目后期配合[3]。相信隨著BIM正向設(shè)計應(yīng)用逐漸的規(guī)范化、交付方式的轉(zhuǎn)變、以及和先進(jìn)的智能技術(shù)整合，BIM技術(shù)將會真正成為引領(lǐng)建筑行業(yè)變革的主力軍。

參考文獻(xiàn)：

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