BIM技术在现代化室内设计中的应用探索

张露漩，肖瑶，谭红颜

(四川音乐学院美术学院，四川 成都 610021)

1 时代背景下的BIM技术

1.1 紧跟数字化发展的步伐

《国家信息化发展战略纲要》提出“加快建设数字中国”，国务院在2016年底印发的《“十三五”国家信息化规划》将“数字中国建设取得显著成效”作为中国信息化发展的总目标。在我国乃至国际数字化大背景下，探索更适应当代与未来发展道路的匹配技术，更能加速数字中国的建设，而BIM技术的出现与应用能够推动社会发展的数字化进程。

1.2 室内设计行业在环保事业上的责任

在2017年住建部印发的《绿色建筑后评估技术指南》的文件中将“土建工程与装修工程一体化设计施工”作为绿色建筑的评分项之一。我国土地资源匮乏、能源消耗巨大、生态环境恶化等问题越来越严重。提高众人的节能减排意识以及建筑建造的科技含量，打造绿色可持续性建筑，不光是建筑行业迫在眉睫的问题，更是全社会全人类的意识警觉。在室内设计方面，就需要建造“绿色环境”，除了要使用绿色环保建材，还需要运用“绿色方法”，而BIM技术正是这样的绿色方法。

室内设计是建筑设计的延续、深化与再创造，室内设计信息化是提升设计核心竞争能力与促进行业迅猛前进的关键推动力，也是建造“智能绿色室内”的必然因素，帮助走上可持续发展道路的一大“捷径”。

1.3 便捷高效化的道路

现代经济化社会中，许多建筑和设计项目的周期都在压缩，在客户以及一些客观因素的影响下，每个项目不得不抓紧呈现。而在用传统的设计和施工流程实施的过程中，会遇到施工图纸多次修改、报价预算跟实际偏差、工期延后等一系列问题。而BIM技术的介入能够高效快捷且合理地呈现设计方案，在一定程度上还可以降低建造的成本。

2 国内外发展现状

2.1 国外发展现状

BIM技术的应用在美国是比较成熟的，它是研究最早且最为深入和广泛启用建筑研究与实践的国家。早在2003年，美国SOM公司就将BIM技术应用到纽约世贸中心1号大厦从建筑到室内的整体设计建造上，获得了很大的成功。据统计，美国62%的规划单位在全面推行BIM技能。2011年5月，英国政府也相应制定了一个期限为6年(2011年-2016年)的战略建设计划《政府建设战略(Government Construction Strategy)》，要求到2016年实现全面协同的信息化管理。这意味着BIM技术已被纳入英国政府强制要求。随着BIM技术标准在欧美国家的发展，一些亚洲的发达国家也相继制定本国的BIM标准。新加坡政府早在1995年就启动了建筑信息化项目，政府强制性要求建筑面积大于5000m2的工程项目必须提交相应的BIM模型。在韩国，也已有许多重要政府机关投入到制定完善的、符合国情的BIM标准的工作中，自2016年起，全面实现所有政府投资的社会服务建筑项目都必须应用BIM技术的目标[1]。

目前的BIM设计软件市场上有三大主流软件开发公司：美国的Autodesk公司、Bentley公司以及匈牙利的Graphisoft公司，其中Revit系列软件与ArchiCAD软件最为典型[2]。

2.2 国内发展现状

我国工程建设行业从2003年起就开始引入BIM概念和相关软件技术。2007年11月，我国首个大型BIM讨论会在全国性行业会议论坛——“全国勘察设计行业信息化发展技术交流论坛”中展开。2018年12月，国家邮电通信人才交流中心印发了《关于开展全国BIM专业技术等级培训考试的通知》(通信人才【2018】9号)，标志着我国BIM专业技术等级考试制度的建立，该文件明确将推动培养创新型、实战型、复合型专业技术人才。目前国内运用BIM技术的企业目前主要分为两大类：一是民用修建的规划企业，二是基础设施与工业规划企业。在运用BIM技术的工程项目案例方面，上海中心大厦、上海迪士尼乐园和去年刚投入运营的北京大兴国际机场，以及还未运营的天府国际机场、成都独角兽岛等新项目工程的建筑设计和室内设计方面在不同程度上均运用了BIM技术，它不仅在很大程度上缩短了项目周期，改善了项目实施过程的反复与繁琐问题，优化了项目呈现的综合管理，并且使绿色节能建筑在前行的道路上跨出一大步。国内软件开发方面，广联达公司所研究开发的BIM5D在行业内评价不错。

在国内BIM技术的发展存在一些障碍：第一，专业人才缺失，培养成本过高，少数专业BIM技术人员多数呆在大型建筑设计所或企业；第二，我国引进BIM技术较晚，实践基础还不够丰富；第三，大多数设计师习惯操作运用较广的软件，如CAD、3D MAX等，对新软件的学习有种“惰性”。

3 BIM技术在现代化室内设计的优势及应用探索

3.1 BIM技术的优势

BIM技术其优化性、整合性、可视性将为室内设计带来一大便捷，运用了BIM技术的室内设计中，更替了以往用CAD、3D、犀牛等不同的软件来分工分阶段地完成设计图纸，解决了因不同人员图纸沟通交接有差异导致设计施工图和效果图呈现效果不理想，设计图纸错漏等问题[3]。它贯穿了从方案规划、设计、施工、运营到拆除的建筑全生命周期，通过运用数字化表现形式，室内设计师可以对设计项目进行更多的发散思维与创意推敲，不用再将大量的时间和精力消耗在不断地修改图纸上，从而提高设计效率、节约项目成本、缩短项目工期和提升设计品质，能够有效控制工程成本，减少人员浪费与不必要的工作重复，从而达到良好的经济效益[4]。

3.2 一体化设计的推进

一般建筑设计是先于室内设计进行并完成的，在建筑设计师及单位完成建筑的同时，有可能无暇顾及室内具体空间的布局以及线路管道和设备的安插。因此在室内设计之前，建筑里面的一系列管道线路是在满足基本需求前提下进行。而当室内设计师介入之后，许多系统性的布置问题就比较棘手。而BIM技术的一大特点是“一体化”，也就是在建筑设计的同时，室内设计师、管道设备设计师等可以在方案初期就介入进来，运用BIM软件来进行协同设计。

在室内设计方案的过程中，客户能够看到的直观过程是效果图设计阶段，在传统的方式方法里，效果图一般是在确定平面布局图之后呈现，有一些设计机构有培养一些效果图制作团队，有一部分是通过合作的效果图公司来实现设计的直观表达。自行培养的团队固然是好，能够在设计初期就参与到项目中来；而有些效果图公司的介入不一定能够完整地理解到设计概念和想表达的效果，因此沟通成本和时间周期也会增长。BIM软件能够在平面图制作的一开始就同步所有材料、立面、模型等一系列图纸[5]，并建立软装的模型，还可添加灯光设计施行“渲染”命令，以渲染所制作出的效果图，甚至还可以根据图纸生成材料表和预算表。虽然在设计过程中还会遇到业主反复修改的问题，“牵一发而动全身”在传统方式上修改是很麻烦的情况，但在BIM软件里，联动修改的技术能够有效地降低沟通成本和缩短工程周期。

3.3 管理便捷性

随着城市化进程的加快，城市里的大型建筑、异形建筑“拔地而起”，它们的体量也越来越大。传统的设计施工方式上，要想在短时间内，高效地完成一幢高楼大厦可能很难，更别说是造型独特且室内布局复杂的建筑。不同专业和不同工种在同一空间或者过程中的协调、交接与配合十分重要，而通过BIM协同设计平台，能够整合管理上百乃至上千的设计团队，它能够根据设计方案和施工流程，自动演算和划分施工内容的时间先后顺序，规范每个工种的施工工艺及时间，超期的情况下会及时预警。这样的话设计师就可以将施工进度掌握于心。

已经投入使用的北京大兴机场仅仅用了一年时间就完成了从初步方案设计、深化设计、施工图设计的全部过程，着实体现出了BIM技术对于设计效率的有效提升。据统算在施工阶段最高峰时期，每天有八千多名工人同时施工，并在十个月内建完整个主体工程，用不到三个月时间，完成了屋顶的安装，各种力学结构指标完全达标。这相当于每个月需完成25座18层的高楼。因为全过程采用了BIM技术，在工期方面就整整节约了3个月左右的时间。

3.4 降低错误率

BIM技术在对室内墙地顶面、管道线路的设计中，同步了详细的材料表、施工图以及大样详图等。能够利用构件的碰撞实验，检测到各构件位置之间的不合理性，消除他们互相碰撞的情况，包括各个构件之间、水电与机械、构件与原建筑结构等方面[6]。能够有效地预判问题布局，在施工前直观地将问题暴露出来，及时修改和纠正错误，减少了施工后对方案的调整和预制件的返工产生率。

成都独角兽岛项目的设计团队为扎哈事务所，其设计特点就是扎哈一贯的曲线风格。在设计实施过程中，因异形建筑的表皮是双曲面，而结构柱又有很多斜撑，西南建筑设计院的BIM设计部门介入配合，应用了BIM技术完成了施工图三维正向设计，也就是前期就开始介入，在运用了BIM技术的Revit软件里，可以更直观的计算表皮和结构可能存在的碰撞问题，将曲线与曲面的设计难度和施工难度转化为可实施方案。除了在室内结构上的严谨，在其玻璃幕墙的定制也是通过BIM技术参数化进行设计和定位的，能够帮助材料制作商有效地进行预制件的加工和生产，保证了每一块玻璃的尺寸都在可施工面积的范围之内。

3.5 室内人居环境生态性能分析

世界卫生组织曾发布一组数据：人一生中平均有80%的时间在各种室内环境中度过，因此室内人居环境的品质越来越受到重视。BIM技术为室内人居环境生态性能分析提供了平台，比如室内日照分析、采光模拟、空气质量分析、声环境分析、照明分析和视线分析等[7]。随着建筑的体量增大与奇特造型的增多，室内格局变得更复杂多变，设计师仅仅经验的话可能比较难去宏观地考虑室内人居环境生态的复杂程度。因此，在条件复杂的、不确定性存在的情况下，BIM技术可以有效且准确地对实地情况进行物理模拟分析，从而帮助设计师做出正确的判断并及时修改设计方案。

成都独角兽岛项目的建筑形似一朵开放的莲花造型，中庭部位的漏斗结构下面是一个采光中庭，运用了玻璃和幻彩铝板的双层幕墙。但室内的采光时间是不能单凭经验主义而能得出的，设计团队采用了BIM技术来模拟真实日期年限下的日照数据以及降雨量的分析，使采光井的设计不断优化趋于合理，不仅能够吸收充足的阳光，还能很好地收集雨水，能够为室内办公和活动提供良好的自然采光和环境景观。

4 总结

随着社会进程的发展，以后无论是建筑业发展还是室内设计发展的道路中，BIM技术必定将为方案设计、施工管理、后期维护等建筑生命周期的各个阶段带来极大的便利和效益，正因为其有别于传统的单一的计算机辅助设计，其科学性、合理性、优化性符合可持续发展观的需要，在我国BIM在室内设计中处在初级阶段，许多设计师及机构还没能完全了解此技术的优秀表现，以及培养BIM技术人才的投入成本不低。BIM技术人员是需要充分了解BIM相关的管理、技术等知识与技能，综合素质较高的专业型人才。

我觉得各大高校应当专门开设BIM技术的相关课程，使之作为一项基础课程来供建筑或者室内设计的学子们学习研究。从而培养BIM技术人才，为室内设计带来质的突破，为创建美好的人居环境做出伟大的贡献。