BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的作用

王鵬飛 范帥昌 齊建鋒 王炎 常立群 李克貞

摘?要：自建筑業(yè)信息化“十三五”發(fā)展綱要實(shí)施以來，建設(shè)工程領(lǐng)域BIM應(yīng)用的廣度和深度顯著增強(qiáng)，其應(yīng)用方法和應(yīng)用成果不僅體現(xiàn)在工程項(xiàng)目的全生命周期，同時(shí)也充分展示了各建設(shè)工程領(lǐng)域相關(guān)單位的 BIM 技術(shù)應(yīng)用水平。BIM目前的使用還處于非常初級(jí)的階段，能理解它的好處，卻很難在項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用。拋開學(xué)習(xí)的時(shí)間和成本，以及團(tuán)隊(duì)的“戰(zhàn)略”，僅從“戰(zhàn)術(shù)”的角度也不難找到應(yīng)用的落腳點(diǎn)。本文結(jié)合南水北調(diào)焦作紀(jì)念館鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用，闡釋了BIM在設(shè)計(jì)中的作用，如何才能高效地發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：BIM應(yīng)用;協(xié)同設(shè)計(jì);品質(zhì)及附加值

文章編號(hào)：2095-4085（2020）08-0159-02

1?由整體空間設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變

通常情況下，平面設(shè)計(jì)或造型構(gòu)思的過程中，空間設(shè)計(jì)往往是被剝離在概念設(shè)計(jì)之外的?；诮ㄖ畔⒛Ｐ停˙IM）的思維，可以將建筑的各維度空間（室內(nèi)空間、室外空間），建筑外表皮及造型特點(diǎn)，平面系統(tǒng)功能整合在一個(gè)互相關(guān)聯(lián)的邏輯體系中，在做平面設(shè)計(jì)的同時(shí)也在進(jìn)行建筑空間的設(shè)計(jì)，而且在建筑物的立面造型上又直觀地表達(dá)和反映了空間設(shè)計(jì)的概念，從而使最終的設(shè)計(jì)圖紙是一個(gè)三維模型在不同平立面上的表達(dá)。設(shè)計(jì)工程師就可以立體三維的方式完整直觀的對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行詳細(xì)察看，進(jìn)行空間推敲和設(shè)計(jì)思考。

本工程鋼結(jié)構(gòu)主要為紀(jì)念館主體結(jié)構(gòu)部分，主要功能為展覽及紅色文化教育基地，由一棟建筑組成，建筑使用年限50a，抗震設(shè)防烈度為7°，最大建筑高度為23.90m?？臻g異形結(jié)構(gòu)，主樓長(zhǎng)165m，寬86m，造型獨(dú)特，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜多樣，鋼結(jié)構(gòu)二次深化設(shè)計(jì)建模及節(jié)點(diǎn)優(yōu)化難度大。整體建模工程量大，構(gòu)件形式種類多，多種節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，多數(shù)構(gòu)件具有唯一性，建模精度高，進(jìn)度要求高，是深化設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。

2?可持續(xù)設(shè)計(jì)、多平臺(tái)協(xié)作、提升效率

基于BIM理念的跨軟件平臺(tái)協(xié)作，讓設(shè)計(jì)師可以選擇最合適的軟件完成相應(yīng)的工作。本工程從開始著手深化設(shè)計(jì)就將Tekla，rhino，revit，CAD等軟件平臺(tái)有機(jī)結(jié)合起來，利用BIM體系的多軟件協(xié)作，可以將創(chuàng)建的模型其價(jià)值發(fā)揮到最大。從項(xiàng)目開始就成立了BIM小組，及時(shí)跟蹤和協(xié)調(diào)。雙向交互的軟件，例如結(jié)構(gòu)分析，模型創(chuàng)建可直接用于結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的分析，無需在分析軟件中二次建模，而在分析軟件中的結(jié)構(gòu)截面調(diào)整，可直接回饋給模型，實(shí)現(xiàn)雙向交互。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，聯(lián)動(dòng)效果差的分析軟件，甚至要獨(dú)立二次建模的分析軟件，設(shè)計(jì)方或者付出較大精力用以對(duì)修改后的設(shè)計(jì)做分析更新，或者選擇性的放棄部分性能分析更新工作，分析結(jié)果與現(xiàn)有設(shè)計(jì)并不相符。根據(jù)分析情況進(jìn)行修改，修改后，可快速用于后續(xù)多次的分析。

3?設(shè)計(jì)構(gòu)思的表達(dá)、整合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和提升設(shè)計(jì)品質(zhì)

本工程為南水北調(diào)焦作城區(qū)段生態(tài)保護(hù)PPP項(xiàng)目D區(qū)1#樓— —南水北調(diào)紀(jì)念館工程，為了與兩岸生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)及南水北調(diào)主體文化公園整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一，南水北調(diào)焦作紀(jì)念館是南水北調(diào)焦作城區(qū)段綠化帶工程的地標(biāo)式建筑，是南水北調(diào)焦作城區(qū)段生態(tài)保護(hù)D區(qū)的重要組成部分，是打造“一館一園一廊一樓”開放式帶狀生態(tài)公園的點(diǎn)睛之作，也是展示南水北調(diào)整體形象、弘揚(yáng)南水北調(diào)精神的亮點(diǎn)工程，紀(jì)念館設(shè)計(jì)造型取自中國(guó)傳統(tǒng)文化水調(diào)華章造型，建筑外觀以水為形，以渠為意，取意“水到渠成”，陳設(shè)內(nèi)容突出南水北調(diào)精神、南水北調(diào)文化，將打造成焦作市區(qū)西部特色鮮明的南水北調(diào)展陳紀(jì)念生態(tài)文化公園。

建筑師尤其是偏向前期部分的，往往要把控設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，功能設(shè)計(jì)，造型空間，直至效果圖，匯報(bào)文本。在建筑信息模型的幫助下，設(shè)計(jì)工程師可以更好的完成造型設(shè)計(jì)的推敲和建模，可以更直觀、更直接的看到存在問題和缺陷，反復(fù)斟酌，提前解決掉二維空間中不易發(fā)現(xiàn)的問題，避免了和后期制作人員“多一點(diǎn)”或“少一點(diǎn)”的模糊溝通，大大提高建筑師對(duì)整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)的控制能力。

同時(shí)可以使整體的設(shè)計(jì)方案直觀明了，科學(xué)合理，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，減少和避免了重復(fù)性的工作，讓設(shè)計(jì)師可以有更多的時(shí)間和精力回歸到設(shè)計(jì)問題的解決，提升整體設(shè)計(jì)作品的品質(zhì)。

4?最大的優(yōu)勢(shì)整合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

三維設(shè)計(jì)在給我們帶來可以提前立體直觀審視的同時(shí)，也毫不客氣地把傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中容易忽略的問題暴露了出來，“倒逼著”設(shè)計(jì)師不得不去思考和解決展現(xiàn)出來的問題。這也是目前設(shè)計(jì)師抗力比較大的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)師認(rèn)為很多原本不需要現(xiàn)在解決的問題被“赤裸裸”地暴露出來，就會(huì)需要花更多的時(shí)間和精力，與當(dāng)下普遍偏低的設(shè)計(jì)收費(fèi)不對(duì)等。這點(diǎn)確實(shí)是對(duì)設(shè)計(jì)師提出了更高的要求，不光要有建筑設(shè)計(jì)前期后期的設(shè)計(jì)能力，還要有跨專業(yè)的協(xié)調(diào)能力，更重要的是要理解模型深度對(duì)設(shè)計(jì)的影響最終做出合理的判斷。

對(duì)于一些復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)就更要對(duì)各專業(yè)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，比如南水北調(diào)焦作紀(jì)念館屬于空間異形多層展覽館類建筑，牽涉土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電管線、幕墻裝飾、園林、景觀等多專業(yè)多工種，各個(gè)專業(yè)環(huán)節(jié)又單獨(dú)需要二次深化設(shè)計(jì)，只要其中有一個(gè)專業(yè)或一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致連鎖反應(yīng)。借助BIM施工技術(shù)可以對(duì)各個(gè)專業(yè)版塊進(jìn)行優(yōu)勢(shì)整合，提前對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行一次模型模擬和演練，可以發(fā)現(xiàn)很多專業(yè)內(nèi)部、專業(yè)間配合、空間高度上的沖突碰撞，對(duì)碰撞檢查出來的問題進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的無縫銜接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。當(dāng)然預(yù)演的前提是要確保各專業(yè)模型的精確度要達(dá)到相關(guān)要求，否則就失去了模型預(yù)演的意義，毫無參考價(jià)值。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型與建筑幕墻設(shè)計(jì)模型整合進(jìn)行碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

5?BIM協(xié)同設(shè)計(jì)可以提升設(shè)計(jì)的附加值

BIM協(xié)同設(shè)計(jì)中，通過對(duì)應(yīng)用目標(biāo)的設(shè)定，可以對(duì)模型設(shè)定更多的規(guī)則，從而使模型具有更多的應(yīng)用功能，可以大量地減少性能化分析的成本，拓展一些后續(xù)階段的應(yīng)用，模型中已經(jīng)包含了足夠的算量信息，通過相關(guān)工具可以快速得出算量與定額，提升了模型量化的經(jīng)濟(jì)評(píng)估。

利用BIM模型可以通過可視化交底進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，對(duì)工程項(xiàng)目施工過程中的重難點(diǎn)，關(guān)鍵工序及質(zhì)量控制點(diǎn)充分熟悉，幫助施工班組以及各項(xiàng)工作按規(guī)范要求保證保量完成，提高施工效率，避免返工，降本增效。

6?結(jié)?語

BIM并不只是一個(gè)軟件工具，更重要的是一種設(shè)計(jì)的思維與全局的信息工作管理觀念，正向BIM協(xié)同設(shè)計(jì)，基于服務(wù)平臺(tái)和云端的協(xié)同文件，創(chuàng)建了直觀的全連動(dòng)的BIM模型與信息，精準(zhǔn)BIM信息模型中的圖形和屬性都直接反應(yīng)設(shè)計(jì)本意，使得模型可以被充分信任地用于各種BIM應(yīng)用，避免了逆向翻模中逆向成果與設(shè)計(jì)本意不一致而造成的諸多風(fēng)險(xiǎn)與重復(fù)建模工作。同時(shí)，正向BIM協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)于傳統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的根本原因，在于它更高層級(jí)的協(xié)同，不僅協(xié)同了人、專業(yè)，也協(xié)同了設(shè)計(jì)過程中的諸多應(yīng)用與任務(wù)節(jié)點(diǎn)。再者，將設(shè)計(jì)充分引入到三維體系和可視化建造過程，較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)將更多信息提前、工作前置、內(nèi)容整合，以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)的價(jià)值。

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