BIM技术对传统建筑设计方法的冲击

2016-08-12长沙凤凰建筑设计有限公司湖南长沙40000湖南大雅建筑设计有限公司湖南长沙40000

低碳世界 2016年19期

贺　凤，李　斌（.长沙凤凰建筑设计有限公司，湖南长沙40000；.湖南大雅建筑设计有限公司，湖南　长沙　40000）

BIM技术对传统建筑设计方法的冲击

贺凤1，李斌2
（1.长沙凤凰建筑设计有限公司，湖南长沙410000；2.湖南大雅建筑设计有限公司，湖南长沙410000）

我国建筑行业发展迅速，建筑形态越加多样、建筑功能越加多元，面对当今建筑工程复杂而多样的设计要求，CAD设计各种缺陷开始凸显。新兴建筑信息模型（Building Information Modeling）技术具有集成、具象与智能的特点，更加适应当代工程建设设计信息化的发展要求。本文主要针对BIM的功能特性及其对传统建筑设计方法的冲击展开了具体分析。

BIM技术；传统建筑设计方法；冲击

1　引言

BIM技术的应用是建筑行业的第二次信息革命，在我国，越来越多的设计企业对其已有了解并不同程度地进行了项目实践应用。BIM技术对传统建筑设计方法的冲击巨大，其应用目的在于用新的思维和方法来反思现状，推动传统方式更好的提升。

2　BIM的功能特性

BIM最早被认为是一个可以进行创建、修改、共享以及管理建筑信息的过程。2008年，Azhar提出BIM是用于管理建筑项目的一项创新。2012年，BIM被理解为是一个包含建筑的物理及功能特性的数字化的资料库，在建筑的整个生命周期里作为一个共享信息资源的平台，为使用者提供有效可信的相关数据资料。同时，基于计算机的N维度模型，BIM可以对设计方案、施工计划以及运营模式进行模拟。BIM作为一个建筑项目的交付管理模式，改变了建筑行业生成和管理信息的方式，同时引进了新的建筑过程、建筑技术和建筑关系，具有可视化、协调性和模拟性三大特点。

3　BIM技术对传统建筑设计方法的冲击

BIM应用于建筑设计中最初的目的是提高建筑设计效率，但是就实际情况而言，BIM技术对传统建筑设计的冲击的全方面的，是建筑设计行业思维、方法的改变。

3.1建筑设计的思维转型

BIM所提供的是一种更接近现实世界的设计思维，表现为一种链条式的复合的建筑产业化模式：分散的现实-分散的虚拟-整体的虚拟-分散的现实-现实的整体，其主要是以虚拟的三维设计思维为根本出发点，将传统二维平面图纸转化为三维甚至是四维的“虚拟-现实”对话的立体信息模型设计方法。同时，BIM也是对“设计-建造”本源的回归，令建筑师不再苦于单纯的二维施工图纸表达空间的三维形态，而是拓展了建筑师对建筑形态探索的具象化和可操作性，让建筑项目的设计和建造走向三维、四维甚至五维的数字化行列。

3.2建筑设计的方法转变

我国建筑师自古以来采取的都是手工制图、手工烫样、手工模型的方式进行建筑设计，自20世纪90年代计算机制图引入，传统设计方法出现了革命性的改变。与二维计算机制图的模式相比，BIM提供了更为直接、直观，具有共同靶标的设计方式，能够创建和共享合作性强、一致性高、可计算的建筑项目信息，提供高质量的设计图纸、虚拟模型、建造过程仿真、运营管理档案。

建筑设计方法的转变主要体现在以下几个方面：

（1）BIM团队以计算机系统支持的特定文件格式完成BIM建模，将BIM中的相关数据链接导入到相应的施工软件中。利用Revit软件，按照二维设计图纸创建项目的建筑、结构、设备BIM模型，对设计成果进行三维动态展示，令设计方、业主、施工方等各参与方直观理解方案设计，观察设计成果，检验设计经济性、技术可行性，施工前提前发现问题，及时调整，实现对建设项目成本控制、信息协调。

（2）传统设计流程中，通常是按照“建筑-结构-水电”的顺序进行，因为不同专业不同节点的交流对接可能会出现信息阻塞、沟通不足等问题，使得不同设计个体的版本冲突、差异，例如：土建内部冲突、水暖电各专业内部冲突、建筑结构与各类设备之间的冲突，给项目实施带来一定风险。在设计人员接受了解BIM并熟练掌握BIM技术的情况下，可以有效降低甚至避免发生以上事件。AutodeskNavisworks自动检测功能可以帮助找出并提示碰撞点。使得参与设计的各专业图纸集成到同一建筑信息模型中，也为各专业进行协同设计提供了良好平台。

（3）设计人员可以将设计成果生动直观的展现给业主，再加上一定的效果渲染，有据可循，有形可依，使得业主能够理智判断设计是否满足自己的功能需求，并及时反馈给设计方做相应调整优化。这是一个多赢状态，在软件支撑辅助下，项目参与方都能得到最理想的结果。

4　实例分析BIM技术在建筑设计中的应用

4.1工程概况

本项目是综合性办公楼，主要包括两栋32层高办公楼、一层地下商业建筑及地下室停车库组成，其效果图如图1所示。该项目总建筑面积179554.78m2，主体建筑屋顶高度为158.53m，幕墙顶标高178.4m。

4.2BIM技术的应用

针对设计难度大、甲方要求高及多家设计单位联合设计的局部区域运用BIM技术进行设计分析，从三维可视化设计的角度协调解决各专业、各设计参与的设计问题，提高行业设计质量。

4.2.1管道支吊架模拟

为了提高设计图纸质量，保证现场机电管线安装的实施，根据管道综合布置后管道安装情况，布置各专业支架，确保施工安装的顺利。如图2所示。

图2　管道支吊架模拟图〈一〉

本工程运用BIM技术进行机电管线综合排布设计，合理排布机电管线，在避免超高层喷淋穿梁情况下，标准层走廊天花装饰净高由原设计2800mm提高至2900mm，办公区域净高为3100mm。在满足甲方需求的同事，提高设计质量和品质，使机电施工图设计更为精准化、细节化。如图3所示。

图3　管道支吊架模拟图〈二〉

4.2.2异型钢构及幕墙综合设计

本工程裙楼雨棚设计造型复杂，大雨棚上表面为双曲面的造型结构，其中参与设计单位较多，包括方案设计单位、钢结构及雨水排水设计单位、幕墙深化单位、幕墙施工单位等等。原方案设计采用Rhinoceros模型作为造型设计，但原模型缺少精确定位及难以表现施工节点大样。本项目采用Revit软件，将原Rhinoceros模型造型部分利用体量进行重新的定位及建模，并综合各专业及各单位的设计方案统一在BIM模型中体现，实现多方协同设计，提高沟通效率的目的。雨棚设计的BIM深化设计，共有5个区域的设计优化，涉及11个部位的优化变更。

裙楼大雨棚设计为多方设计单位联合设计，大雨棚为异型双曲线结构，BIM技术在本项目中起到协调主导作用，利用可视化、参数化、精确化的BIM模型集成各家设计方案并综合，解决多处在平面设计中不容易发现的问题。另外在设计过程中，BIM设计技术针对每一个问题均提供三维实际情况并对设想方案预先进行模拟，保证最后各家出图的正确性，大大地提高了设计出图的效率和减低了日后施工出现设计变更的可能性。

本区域涉及多方单位联合设计，BIM目的在于协调解决裙楼雨棚幕墙包裹、钢结构、雨水排水管道敷设等冲突问题，拟定解决方案。

4.2.3地下室模型展示

本工程地下室B1层包括商业、车库及设备机房三大部分，地下室结构构造复杂，大部分板梁设计为加腋结构，且顶板结构划分为较多不同的降板区域且降板区间高差较大。另外本层机电管线情况十分复杂，在7#、8#核心筒侧均设有中压机房、变配电机房及柴油发电机房，电缆桥架及母线槽安装集中，且设备走道上方为夹层风道，导致安装空间受限；另外，由于首层空调设有地板送风系统，地下室商业区域风管密集、占据较大安装空间。

4.2.4地下室车库漫游模拟

针对上述复杂的建筑特征，引入Fuzor软件进行车库漫游演示及虚拟施工完成效果，见图4。