基于BIM技术的住宅建筑室内交互式设计系统构建

吴国松

杭州筑道建筑规划设计有限公司，浙江杭州 310003

在计算机技术发展过程中，工程方面的交流和表达可直接通过三维语言实现，尤其在工业设计以及机械工程方面三维建模软件应用非常广泛，建筑行业设计中三维建模软件的应用也越来越多。当前国际主流三维建模信息模型软件系统有Autodesk软件公司的参数化建模设计软件、Bentley信息化建模软件以及ArchiCAD软件，这些软件在机场、工厂等大型复杂建筑方面应用较为广泛，在住宅建筑方面的应用相对较少。住宅建筑家具、材料、设备有明显的多样化特点，同时有的用户住宅设计追求个性化，很大程度上增加了设计和建造复杂性。因此，必须要提高在传统设计和营造模式转变方面的重视度，促进建筑行业向着规范化、制度化等方面发展，本文就此展开了研究分析。

1 传统的住宅室内设计方法存在的问题

以往住宅建筑室内设计中，受到行业之间壁垒等因素限制，无法提供能够反映建筑工程全过程以及全寿命周期的信息化平台，设计人员、制造人员、管理人员等很难及时有效沟通，在设计阶段无法实现对各方面数据的统计分析，最终导致整个设计方案存在随意性，与标准化和规范化之间存在一定的偏差。具体表现为：第一，建筑设计与室内设计之间缺乏关联性，甚至出现分离，室内设计师在具体设计过程中只能尽量对生活空间进行“修补”；第二，室内设计与产品设计之间缺乏足够的协调性，建筑空间模数与住宅产品数据方面缺乏协调性，定制产品种类多，设备与界面在装修尺寸方面的协调性无法得到保证，需要进行大量现场改造和加工，增加后续维护和更新难度，正是因为这些方面问题，对我国住宅建筑产业的可持续发展带来严重影响，无法满足用户在个性化以及多样化等方面的需要。

2 交互式设计系统概念

2.1 交互式设计

交互指的是互动和交流，交互式设计指产品设计师与产品使用者之间展开的互动，对产品设计进行分析、预测以及定义等过程，通过在产品行为和界面方面的交互式设计，在产品与用户之间建立起有机关系，更好地满足使用者的使用要求。

2.2 交互式设计系统特点

交互式设计系统有设计系统的参数化、应用系统菜单化以及管理系统集成化特点，具体表现在以下几个方面：第一，在设计系统参数化方面，能够实现对任意位置的自动协调和修改，更好地满足不同工种协同设计需要，能够满足更大范围以及更复杂产品设计的需要。尤其在企业产品模块化、标准化和系列化设计方面有着非常好的应用效果。第二，在应用系统菜单化方面。坚持“以人为本”原则，为使用者提供技术平台，以此为基础实现用户与不同工种之间的有效沟通，在模块化、标准化程度低以及产品结构存在较大变化生产方面有着非常好应用效果。第三，管理系统集成化。选择绿色设计理念作为指导，零件编码方面有着非常多结构形状信息，同时还有零件工艺方面信息，在CAD等一体化信息流集成方面支撑效果非常好，为企业之后的生产管理等工作开展打下良好基础。

3 住宅建筑室内交互式设计系统

3.1 室内环境交互式设计系统

交互式设计系统应用在住宅建筑室内环境营造方面，可以加强设计单位、材料供应单位、施工单位以及业主之间的沟通和交流，各单位能够及时准确获取其他方面信息，使交互式设计系统的价值和作用得到充分全面发挥，更好地满足用户在设计方面的个性化需要，凸显环境设计特点。

以菜单化设计作为交互式设计原点，利用交互式设计系统，为室内居住环境的营造打下良好基础，同时实现对整个建设过程的指导和计划。交互式设计系统包含设计、制造、装备、管理等方面内容。当前住宅室内设计行业在菜单化设计方面重视度非常高，不仅可以引导用户参与整个设计过程，同时还能够方便其他单位获取信息，为之后住宅的维修和更新打下良好基础，通过菜单化设计，对住宅建筑室内环境设计管理进行优化，营造水平有明显提升。另外，菜单化设计中还包含图纸管理、流程管理、质量监督等方面内容，能够使项目设计管理更加快速、高效、准确的开展。

3.2 交互式设计系统技术平台

交互式设计系统技术平台的建设，能够为用户与行业之间良好沟通提供平台，实现对各类信息与过程的有效集成。交互式设计系统技术平台的实现必须要有先进的数字化技术作为支撑，首先是应用三维建筑信息模型技术；其次是建立人机交互界面，行业与用户可以在各自权限下获取所需要数据；最后是利用网络信息技术，实现对各个方面数据信息的组织管理，在生命周期内保持产品数据的一致性和共享性。

在三维建筑信息模型方面，利用数字信息仿真技术模拟建筑真实信息，建立全参数化三维模型，通过参数调整等方式使相关位置的关系、几何形状等发生改变，当某一位置的数据发生改变后，其他地方数据也会相应地发生变化，整个工程完整相关。另外，还可以对三维实体模型进行转化，将其变为平面信息，获取产品制造以及文档编制方面所需要的各类数据，实现制造部门、设计部门在信息方面共享；三维实体模型数据还能够应用在数控加工方面，加工效率和精确性明显提升，促进产品制造流程的一体化发展。

在网络信息技术方面，网络信息技术是交互式设计系统的运行基础，以计算机三维模型建立数据库，不仅包含建筑师相关信息，同时还包含建筑从设计到使用中的各方面信息。这些信息能够应用在用户与设计师、设计师与制造企业以及用户与开发商等的沟通交流方面，这些功能的实现都需要以网络信息技术作为支撑。

3.3 以micro station软件室内环境模型交互式设计系统运行模式

建筑信息模型中各个子部门之间的信息模型不仅具备相互独立的特点，同时还相互融合。结合交互式设计系统运行模式，可以分为以下几种类型：

第一，建立室内环境模型。首先，将室内空间设计为模型空间，在一个模数数列内实现部件标准组装、产品与结构部件的组合，通过这一布置方式，使室内标准化与个性化、多样化之间的问题和矛盾得到有效解决，同时为交互式设计系统的应用打下良好基础；其次，限定室内空间，利用填充体育支撑体相互分离的结构形式，以micro station软件建立相应的结构模型；再次，为了实现在设备和管线方面更新的安全性和便捷性，在设计阶段还需要建立技术协调空间，提起预留设备管线系统总端口，在技术协调空间实现室内详细布置设计；最后，对人机工程学和环境心理展开深入的研究，以此为基础，通过室内界面装修系统，对模数化部位空间进行限定。

第二，建立设备、装修部品模块模型。在部品制造方面使用以micro station软件，为基础建立三维模型，结合具体的部位空间引入相应部品，提高设计方案的多样性。比如，在顶界面系统中，放置空间设备模块、中水处理模块等。

第三，虚拟室内空间环境营造。以micro station软件为基础，利用虚拟施工技术实现对室内空间环境营造过程的模拟，更好地满足施工方面需要。一方面能够明确施工方案可行性，同时还能够检查部件吊装过程中设备与设备之间等所出现的碰撞性问题。针对用户以及施工单位，双方对工期和成本关注度非常高，利用虚拟施工技术还能够实现对施工工期的模拟，通过调整施工工序缩短工期，降低工程项目建设成本。

第四，集约化服务体系。交互式设计在现场组装方面必须要保证设计单位、施工单位以及用户之间密切协同，以先进网络环境为支撑，实现各个行业间数据的共享，构造住宅建筑室内环境集约化服务体系，在满足相关标准规范情况下，更好地满足客户实际需求。

4 结语

交互式设计系统能够使当前设计中各个单位之间无法协同设计问题得到有效解决，实现数据共享，对设计模式进行优化，坚持以人为本设计理念，更好地满足用户在多样性和个性化方面需求。住宅室内环境营造方面交互式设计系统的建立难度非常大，涉及内容非常多，还需要展开更加深入的试验和研究，借鉴国内外先进设计经验，以BIM技术为支撑，使其在住宅建筑室内设计方面的价值和作用得到充分全面发挥。