BIM 技术在施工图绘制中的应用研究

何永祥 潘志广 黄世超

(四川金柏德科技有限公司，成都 610041)

1 BIM 技术在施工图应用中的现状

三维技术自从诞生之日起，就一直受到人们的关注，而将三维技术应用到设计中，设计师设计意图的表现方式更加直观、易于理解，使得设计人员如虎添翼。各个软件厂商在软件功能和使用技术上各显神通，使得各种三维应用软件呈现百家争鸣，百花齐放的局面。而将三维技术应用到施工图阶段，比较成功的当属于石油、化工、医药、电力、轻工、机械等行业。之所以在这些行业能够率先使用并能获得成功，对于石油、化工、医药、电力、轻工等行业来说，一来是其管线众多，用传统的二维设计手段已经无法满足其设计周期越来越短、而设计工作量越来越大的需求，在采用了三维设计手段后，不仅能够达到解决各类管线碰撞问题，而且由于建立了数据库系统，甚至可以达到边设计、边采购、边施工、建设原材料零库存的状态，不仅大大缩短了设计和建设周期，而且也节约了大量的建设资金，让资金的使用更加合理，从而有效控制投资总规模;而对于机械行业来说，由于其专业相对单一，表现形式比较简单，所以技术应用也更成熟，而且实现了与数控机床无缝衔接，达到了设计和生产一体化，甚至可以在设计复杂的设备时实现无纸化设计。

相对于其他行业，建筑领域三维技术则起步较晚，三维技术的应用在很大程度上还停留于设计意图的表达，即通过3DMAX 等软件建立三维模型，并通过渲染产生一些效果图，以至于当我们向很多设计公司或建设方等介绍BIM 技术的时候，他们往往首先认为我们是做效果图的，或是想兜售一种绘图软件。而很多的设计人员的绘图方式还停留在使用二维手段进行设计，缺乏采用先进的BIM 技术的动力。这一方面是由于采用先进的技术虽然提高了设计的质量，缩短了设计周期，给业主和建设方节约了资金，但设计方却不能因此从中得到回报，甚至因采用BIM 技术而导致设计成本增加，因而缺乏利益刺激的动力，另一方面是部分设计人员，包括业主的技术人员认为设计中存在的问题完全可以在施工中现场协商解决，而现场解决产生的资金浪费及时间拖延造成的损失，他们是毫不在意的。这种情况一方面是由于业主项目粗放管理造成的，另一方面往往也造成了投资方的投资规模变得不可控。由于设计的粗放，有统计表明建筑行业造成的资源浪费比例相比制造业高出了31%［1］，这是一个相当可观的浪费。

在建筑设计过程中，由于对软件的熟悉程度不同以及软件功能的限制，加上国内一些规范的限制，如希望所有专业都能如同传统二维显示方式出图则存在一定的困难，因此很多的设计单位在采用BIM 技术进行设计绘图时，往往只采用建筑单专业出图，而机电则采用BIM 技术进行碰撞检查，然后再根据碰撞结果修改二维设计数据，通过反复的碰撞检查来完善施工图，所以机电和结构专业基本还是依靠传统的二维手段来实现施工图出图，甚至有设计人员认为BIM 技术只能做管线综合碰撞工作，只能作为设计的一个可有可无的辅助手段。

2 BIM 技术在施工图绘制中的应用研究

由于使用习惯，当设计师在使用新的软件来做设计时，他们总是拿新的软件去和他们以往熟练使用的软件做对比，希望能如以前掌握的软件一样方便、快捷、表达清晰，甚至是相同的表达方式。但新的软件技术有的时候因为采用了新的表达方式，往往又和以往的习惯存在一定的差异，这就需要我们在工作中予以研究，尽量发挥新技术的能力，又尽量与以往的表达方式接近，以贴合实际工作需要。我们团队多年来一直为国内外客户提供施工图服务，在多年经验积累的基础上，我们针对使用BIM技术绘制施工图，从传统二维表现的方式对几款BIM 软件做了一定的研究，希冀能在为客户提供服务的过程中能尽量贴合实际情况和多人多专业协同设计的工作需要，同时抛砖引玉，能和广大使用BIM 技术从事BIM 咨询服务的朋友进行交流，由于水平限制，如有错误或误解之处，请指正。

首先，对于建筑专业，设计人员对于BIM 软件的使用和接受比较快，在表达上有差异的地方基本上也能通过一些变通来解决。所以一些设计人员在初步掌握了软件的使用功能后，基本上可以达到建筑单专业输出二维施工图。图1 至图4 是在V8i 和Revit 中绘制的BIM 模型及生成的二维施工图，我们可以看出所展示的二维图形基本达到施工图深度。

在建筑专业二维的表达效果上，各种BIM 软件也不尽相同。比如对于复合墙体的二维表达，建筑师一般希望在粗略显示的时候，图面上只显示墙的核心层，而墙的保温、抹灰等层不显示在图纸上，标注墙宽尺寸的时候，则只标注核心层的宽度;在精细显示的时候，则希望能表现墙体的细节，标注墙宽尺寸的时候，则标注墙体的真实厚度。我们在使用了欧特克公司的Revit、AutoCAD Architecture 以及本特利公司的Microstation V8i 做了对比，发现Auto-CAD Architecture 和V8i 在这方面做得比较出色。如图5 所示，我们通过对墙体显示属性的设置以及层的控制，在AutoCAD Architecture 中完全可以达到传统表达的要求;图6 左侧为Revit Architecture 中粗略显示，右侧为精细显示，我们可以看出，虽然通过这样的设置可以表现不同比例下的墙体，但不能只显示墙体的核心层;如图7 所示，我们只需要在V8i 中对层进行控制，即可达到传统表达要求的精细显示或粗略显示效果。

在使用BIM 软件建立机电专业模型时，当管线种类比较多时，我们在传统的二维设计时，会采用各种线型来表示不同的管道。而有些线型甚至是在线上加字母来表示管道的种类。由于在AutoCAD MEP 和V8i 中都有这类线型，所以在单线显示表达多种管线时，显得尤为方便，如图8 所示。

而由于Revit 中自定义线型不能带字母，所以在模型的二维显示时则不如前两款软件方便，如图9 所示，Revit 自定义的线型只能采用线和空隙来组成。

对于管道在模型中的粗略显示或详细显示，几款软件都可以通过显示设置来达到基本要求(如图10 及图11)，但如果需要某些管道以双线的格式显示，而某些管道以单线的格式显示，这几款软件则由于缺乏对单个管道显示特性进行设置的手段，目前我们尚未做到，希望在以后的版本中能解决此类个性化显示的问题。

另外，由于建筑设计是一个多专业合作的项目，当建筑专业采用BIM 方式进行设计的时候，他们的成果还需要供机电专业、结构专业协同使用，如果这些专业未采用BIM 方式进行设计，那么在数据的传递和协同上就需要采用BIM 软件设计的人能够输出其他相关专业可以方便使用的二维文件，否则可能会在协同设计时产生一定的困扰。对于AutoCAD Architecture 和AutoCAD MEP 来说，由于软件和AutoCAD 采用的是统一的平台，因此在与AutoCAD 共享资料时显得得天独厚，这从国内一些仿AutoCAD Architecture 系列的软件近年来在国内建筑行业取得很大成功上可以看出这款软件的优势。由于Revit 采用族的概念，而不是采用层的概念来控制，在输出二维AutoCAD 文件的时候需要对层、文字样式、颜色、线型等进行一些详细的输出设置(如图13 所示)，这样输出的文件基本可以提供给其他专业共享使用，如图12 所示。

但对于特殊定制的族，以及多种文字样式、尺寸样式，由于Revit 未能提供这方面的详细设置，在输出AutoCAD 文件时就显得比较糟糕，往往出现眉毛胡子一把抓的情况，尤其是文字样式的单一化，给协同设计的人员带来了一定的困扰。在Revit 2011 版本时，对于图形输出设置尚可保存为单独的配置文件，供不同的人或项目使用，而2012 及2013版本则取消了这个功能，使得这样的设置不能在不同的人或项目上共享使用，这不能不说是一个遗憾和退步。

对于V8i 来说，对于三维和二维输出文件有严格的标准，因此其模型输出到二维文件后，即基本达到施工图要求，且由于V8i 也采用了图层的概念，在输出到AutoCAD 二维文件时，基本不需要做任何的调整或修改即可提供给其他专业使用(如图14所示)。

我们在使用BIM 技术绘制施工图时，还希望二维图形和三维图形是互动的，这样在后续的修改和调整时，能够做到协调一致，减少错误。对于这三款软件，在模型上的修改基本都能反映到二维图中，但这方面的表现则Revit 更加出色。在Revit 中的任意修改或编辑，基本上都能通过软件的自动变更来实现。而AutoCAD Architecture 和MEP 则需要选择那些剖切的面选择重新生成(如图15 所示)，方可更新那些剖切视图，在这方面只能属于半自动，而V8i 则基本需要重新提取二维图形，在这方面感觉要略逊色一些。

3 施工图应用展望

BIM 技术的应用以及推广，为我们广大的设计人员推开了一道大门，展现在我们面前的是一个全新的世界。这项技术的应用不仅从根本上改变了我们的目前所采用的设计方式和手段，而且改变了我们的设计理念，设计阶段不再是割裂成一个个的阶段，而是贯穿于整个建筑的生命周期。在这个技术变革的过程中，不仅需要我们广大的设计人员积极参与其中，而且需要我们结合实际工作需要，与软件厂商、业主等各相关行业紧密配合，将这项技术真正应用到实际工作中，解决实际问题，为建设节约型的社会服务。BIM 技术若能解决整个流程的实际应用需求，那么该技术在整个社会的应用和推广将很快来临。

［1］何关培，王轶群，应宇垦，等.BIM 总论.中国建筑工业出版社，2011 年5 月第一版(P4).

［2］秦军.Autodesk Revit Architecture 201x 建筑设计全攻略.中国水利水电出版社，2010 年10 月第1 版.

［3］Autodesk，Inc.，柏慕培训.Autodesk Revit Architecture 2011 官方标准教程.电子工业出版社，2011 年1 月第1 次印刷.

［4］Eddy Krygiel，Phil Read，James Vandezande.Mastering Autodesk Revit Architecture 2011.Wiley Publishing，Inc.，2010.

［5］Autodesk，Inc.，柏慕培训.Autodesk Revit MEP 管线综合设计应用.电子工业出版社，2011 年1 月第1 次印刷.

［6］赵伟，张翔宇，等.Microstation V8 中文版实用手册.清华大学出版社，2002 年11 月第1 版.

［7］赵清清，刘岩，王宇.基于BIM 的平法施工图表达探讨，土木建筑工程信息技术，2012 年第02 期.

［8］佚名.BIM 在建筑施工领域应用解决方案，土木建筑工程信息技术，2012 年第01 期.

［9］吴凡.建筑设计工作方法的新变革——建筑信息模型技术的思考与应用，土木建筑工程信息技术，2011 年第03 期.

［10］吴吉明.建筑信息模型系统(BIM)的本土化策略研究，土木建筑工程信息技术，2011 年第03 期.