基于BIM技术的中心教学楼图纸数据信息库的建立与应用

李媛 高晨珂

【摘  要】论文以西安思源学院中心教学楼为例，阐述了利用BIM技术将传统平面图纸翻模为三维立体图纸，整合建筑、安装、室内外环境等信息，进行资源整合和优化，建立建筑工程图纸数据信息库的过程，提高了数据库应用的场景并应用于实际中，实践证明，BIM数据库在建筑施工、维修、养护中能发挥良好的作用。

【Abstract】Taking the central teaching building of Xi'an Siyuan University as an example， this paper expounds the process of using BIM technology to turn traditional plane drawings into three-dimensional drawings， integrate building， installation， indoor and outdoor environment and other information， integrate and optimize resources， and establish a database of architectural engineering drawings data， which improves the application scenarios of the database and is used in practice. Practice has proved that BIM database can play a good role in building construction， repair and maintenance.

【关键词】BIM;信息库;土木工程

【Keywords】BIM; information base; civil engineering

【中图分类号】TU17;G647                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）10-0190-02

1 引言

2002年，由Autodesk公司率先研发的BIM技术，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

2 工程图纸数据信息库的建立

BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。

建筑图纸和机电图纸加起来有上百頁图纸，无论是保存还是翻阅都很麻烦，共享更是难以实现。在这种情况下，利用BIM技术将原来的纸质版平面图纸转换为三维模型，建立一个图纸信息数据库，不仅可以解决上述问题，用户查找、翻阅、检查、优化图纸时体验也会大大提高。

2.1 建立项目小组

根据建筑所属专业，将建模小组分为结构、机电和环境组。各小组项目工作任务明确，工作量不大，采用直线式管理模式，确定1位总负责人，由总负责人再安排3位小组负责人，分别负责土建、安装、环境设计的建模。土建组安装小组负责教学楼的土建部分如梁、板、柱、钢筋的建立，机电组负责水、电、暖、通部分的翻模;环境设计组负责教学楼室内外以及教学楼四周环境的实景呈现。

2.2 搜集资料，做好建模前的准备工作

本阶段，主要搜集设计图纸相关的规范、标准图集，全方位读图、审图，对整个建筑物的平立剖面、内部结构和装饰装修、室外环境的全面熟悉并掌握。3个小组借阅档案室纸质版图纸，发现思源学院图纸版本较多，加之时间较长，图纸和实际建筑物信息相差较大，因此各小组针对图纸中的一些缺陷，及时沟通、讨论，并实地测量，达成一致，为后期建模作好铺垫。

2.3 开展建模工作

2.3.1 开始新项目

进行建模之前，需进行项目设定工作，其中分成设置项目及建立敷地平面两项工作，在设置项目时，其过程为：①建立项目：使用CAD/BIM管理员提供的项目样板或预设样板。由于3个小组后期需要将模型整合，因此建立项目使用的模板非常重要，根据不同专业的不同要求，项目小组分别针对不同专业的信息确定的项目原点位置，以利于后期模型整合。②指定项目信息：输入客户、项目名称、编号和地址。③指定地理位置：透过指定街道地址、纬度和经度或最近的城市来指示建筑的所在位置。④建立营造阶段：依预设，Revit会定义一个「现有」阶段和一个「新」阶段。它也会指出现有营造的拆除阶段。若需要其他的项目阶段，请予以建立。在建立敷地平面中要提供建筑模型的上下链接信息，其内容有：

定义敷地设定：为地形元素定义等高线间隔、选取剖面切割材料，以及指定开挖深度。

建立地形表面：在敷地平面或3D视图中，可透过点选点、汇入3D数据或是汇入点档案来建立地形表面。

将专案旋转到正北：若要为相对于建筑用地的建筑提供适当的上下文，请指定相对于项目北的正北。

指定地界线：绘制地界线，或使用测量数据建立地界线。

加入敷地建板：在敷地平面中，将敷地建板加入地形表面。然后修改建筑地坪的结构和深度。

整地地形表面：整地敷地建板的地形表面，指出现有等高线的变更。建立时光流水广场、周边道路、园林、停车场、使用地形表面附属区域定义现有道路和其他敷地元素。加入停车场、道路的占位符等。

入敷地组件：若要保留现有的树或其他敷地组件，可将其加入敷地设计。

2.3.2 建立模型

①设计初期配置：以量体设定或现有设计，以及定义楼层和网格，开始着手建立较大的建筑模型元素。②加入基本建筑元素：在建筑模型中放置一般元素可协助规划配置。稍后在进行精细化设计时，可以指定特定的元素类型。③检视模型：建立不同的建筑模型视图，如剖面、立面和3D视图。如果在一个视图中变更建筑模型，Revit会将这些变更扩展到整个项目。④加入更多元素到模型：建立初期配置后，加入更多细部项目到建筑模型，包括结构（structure）及系统（MEP）组件，以供后续开发设计。⑤精细化模型并渲染实景呈现。

建模完成后3组合并进行综合模型的优化。解决基点不同视图可见性等导致无法合图的问题，之后小组内检查管道碰撞，最后将3个大组的建筑、机电以及环境部分合图，保存相应族库，初步建立起西安思源学院教学楼信息数据库，便于基建处、教师等相关人员查看教学楼构件详细信息。

为使模型呈现出较好的效果，后期加上渲染以及漫游，更加直观清晰地展现西安思源学院教学风貌。

2.3.3 建立图纸数据信息库

①建立模型的图面：若要与建筑商和工程师共享设计信息，可以从建筑模型产生详图，或是建立展示特定细节的草圖。②批注图面：加入标注、文字和卷标以提供详细信息。③建立明细表：建立明细表以决定数量并预估成本。④加入详图：从详图资源库加入细部线和详图组件。加入关键注记以识别所需的设备和材料。⑤精细化图纸：以图纸建立图面之后，精细化图纸的外观。⑥追踪修订：输入修订信息、使用修订云形标记变更，以及指定要在每张图纸上显示的修订。

3 中心教学楼图纸数据信息库的应用

西安思源学院建设之时，施工现场根据现场技术员读取图纸指导施工，完工之后纸质图纸交由学院档案室保存。但学院建筑众多，建筑、结构、机电等图纸数量众多，图纸幅面较大，读取不易，容易损坏。BIM技术是现阶段建筑类信息化的热点研究方向，采用BIM技术将二维的纸质图纸转化成三维立体可视图纸，能够直观、方便、长久地保存。

信息共享BIM的核心在于对原来分工造成的信息孤岛及碎片高效地整合在一起，其运作主要利用建筑物构件以特定的信息标准表达，利用此标准可让各专业人员在进行自己负责的作业时，了解别人的作业内容，从而进行沟通探讨，因而可避免因重复劳作而浪费的时间与成本。

本项目主要采用Revit软件进行建模，每个构件信息具有其相应的属性，如梁的长度、高度、宽度、混凝土强度、高程等信息均可通过点选构件得到，这是因为在建模中，建模人员根据图纸信息输入进去的，属性信息也可根据需要进行删减，这为后续中心楼维修改造提供了永久性的数据，避免纸质图纸损伤缺失所造成维修的不便。

4 问题与建议

由于本项目以西安思源学院教学楼为对象进行数据库建立，针对的使用对象仅限于以使用本教学楼信息为目的的工作，如基建处进行维修、养护、检查，或者本校相关专业学生学习房屋建筑学方面内容，或者以教学楼为对象进行的BIM教学，使用范围较为有限。为解决相关问题，该项目可继续拓展建模范围，实现整个校园的BIM信息数据库，为整个校园提供一个系统的数据库信息，另外，也可以引进协同作业及5D相关内容，丰富数据库，为更好地服务基建土木作好信息化的贡献。

【参考文献】

【1】穆磊.基于BIM的建筑消防自动审图研究[D].北京：北京建筑大学，2020.

【2】费楠.BIM技术在建筑工程造价管理中的应用[J].科技风，2019（31）：117.