BIM 技术助力提升设计质量<br/>——可视化设计与模型分析

BIM 技术助力提升设计质量
——可视化设计与模型分析

2013-11-12闫文凯

土木建筑工程信息技术 2013年2期

闫文凯李雷哈歆

(中国建筑科学研究院建筑设计院，北京 100013)

1 引言

住房和城乡建设部印发的《2011－2015 年建筑业信息化发展纲要》指出，“十二五”期间，“基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。”［1］

BIM 是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程，BIM 提供了一个改变流程的机会，而不仅仅是另外一个工具，更不仅仅是一个软件，而是一个过程，在这个过程中建立了一个包含信息的模型，用来回答项目全生命周期中关于这个项目的所有问题。［2］

建筑业产生的影响主要体现在以下几个方面:

· 从二维(以下简称2D)设计转向三维(以下简称3D)设计;

· 从线条绘图转向构件布置;

· 从单纯几何表现转向全信息模型集成;

· 从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目;

· 从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计;

· 从单一设计交付转向建筑全生命周期支持。［3］

2 项目案例

广联达信息大厦

1)工程概况

广联达信息大厦位于北京市海淀区中关村软件园二期J－1 地块，地块面积10 042 m2，容积率≤1.85，绿化率≥22%。大厦建筑物地上6 层，地下2层，建筑总高24m。总建筑面积30 111 m2，其中地上18 578 m2，地下11 533 m2。

中关村软件园二期规划地块四至为:东邻软件园一期用地，南至西北旺南路，西至城建集团苗圃，北至东北旺北路。用地性质为教育科研用地。项目周边道路交通与市政状况良好，园区道路宽敞，主要道路呈环行状，道路系统便捷、高效。信息大厦地上部分主要功能为研发办公，地下部分主要功能为地下车库及服务用房、配套用房。立面为红色陶板与玻璃幕墙搭配设计，整体风格简洁明快。

2)基于BIM 的可视化与协同设计

在广联达信息大厦项目中，我院负责的是二维图纸设计任务，基于我院的BIM 发展规划，在初步设计阶段，设计师尝试用ArchiCAD 介入设计，从最初开始的设想到实际操作过程中，建筑专业始终保持“同专业人员在同一个模型分区段工作”的工作模式，并且通过协同设计平台，其他专业也尝试了“不同专业人员在同一个模型基础上工作”的工作模式，见图3－图5。

在广联达信息大厦项目机电三维设计过程中，MEP 模型的设计是一个难点。针对项目中各专业复杂的位置信息，机电设计师利用软件特有的优势与建筑师在同一项目文件中做机电管道设计，及时发现过程中的问题，随时进行沟通(图6－图7)。

基于三维设计技术的模型搭建，更全面地展现出设计师的设计意图，在模型验证的过程中，将抽象化的理念转换为具体化的模型，以其特有的直观性，降低了理解与设计上的偏差。

三维设计很重要的一个环节是出平面图，在此项目中我们尝试了模型转换二维图纸的流程，借用三维软件的功能，可以轻松地进行“模型－出图－模型”双向数据交换，对提高设计师的设计图纸质量是非常有帮助的(图8－图11)。

3)基于BIM 模型的分析

此次我们运用ArchiCAD 中的Ecodesigner 进行能耗分析，为设计师提供前期的能耗数据，辅助他们的设计方案调整。

图13 能耗分析结果

在设计各个阶段随时可以通过模型做ECO 能耗分析，各专业完成设计后或在设计过程中对模型进行分析，找到建筑外壳与室内结构元素数量，但此数据结果与模型搭建过程中的习惯与设置有关，分析的结果与实际量化分析还存在一定差别。ECO的意义在于:建筑师可随时对自己所做的方案在不同时间节点上进行能耗分析，使其对作品能耗量有大体的把控，并为进一步推敲深化设计提供设计依据(图12－图13)。

在广联达信息大厦项目中，BIM 设计师参与了地下室及地上部分的各专业BIM 建模及机电管线综合工作。由于该项目是科研、开发、办公建筑，所以机电各专业的各种管线繁多，对设计师来说，MEP 建模及后期的管线综合、碰撞检测是一项挑战(图14－图16)。

由于此项目是初次进行管线综合尝试，所以机房的布置没有含在此次设计当中。在公共空间中管线众多，尤其是六层走廊部分。在模型的建立过程中，设计师通过BIM 三维模型的可视化与碰撞分析的技术优势，可以发现项目中管道密集区的布置问题。由此可看出，相对传统的二维设计，BIM 三维可视化设计更能直观地发现并解决不同专业间的冲突与碰撞问题(图17)。

3 总结

BIM 在全程可视化设计中起到了重要作用，同时建筑耗能分析、碰撞分析等都对建筑设计起到设计优化作用，最后我们整合各个模型，制作出虚拟浏览模型BIMX，可提供专业的追踪模型来游览，通过模型利于更好的项目交流，还可实现与异地用户之间的交互式磋商。设计师之间的三维协同工作机制是我们积极倡导的，希望在不久的将来，能够做出更优秀的作品，积累丰富的BIM 项目实施经验，借助BIM 技术力量，让我们在新的设计领域达到更高的辉煌。

［1］住房城乡建设部.2011－2015 年建筑业信息化发展纲要，建质〔2011〕67 号.

［2］姚远.BIM 协同设计的现状，四川建材，2011，第一期37 卷.

［3］过俊.运用BIM 技术打造绿色、亲民、节能型建筑［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(2):63-67.

［4］李骁.绿色BIM 在国内建筑全生命周期应用前景分析［J］.土木建筑工程信息技术，2012，4(2):52-57.

［5］翟超，贺灵童.BIM 技术助力工程项目精细化管理［J］.土木建筑工程信息技术，2011(3):74-80.

［6］马洪娟，姚守俨，戈祥林，林忠和.BIM 技术在南宁规划展示馆项目施工中应用体会［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(2):63-67.

［7］黄传浩.BIM 设计在鞍山市体育中心游泳中的应用［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(1):47-52.

［8］张学斌.BIM 技术在杭州奥体中心主体育场项目设计中的应用［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(4):50-54.

［9］李犁，邓雪原.基于BIM 技术的建筑信息平台的构建［J］.土木建筑工程信息技术，2012，4(2):25-29.

［10］苏骏，叶红华.基于BIM 的设计可视化技术在世博会德国馆中的应用［J］.土木建筑工程信息技术，2009，1(1):87-91.

［11］高永刚，李光金.基于BIM 可视化技术在杭州东站中的应用［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(4):55-58.

［12］黄亚斌.BIM 技术在设计中的应用实现［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2(4):71-78.