BIM技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的沖擊分析

摘要：BIM作為一種革命性的設(shè)計(jì)方法，對(duì)改變建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、提高建筑行業(yè)發(fā)展水平具有重要意義。本文論述了BIM技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的沖擊，通過(guò)實(shí)例探討了BIM技術(shù)的應(yīng)用情況，明確了BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；發(fā)展歷程；傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)；沖擊；工程實(shí)例

1、引言

現(xiàn)代社會(huì)背景下，建筑科學(xué)技術(shù)正在以一個(gè)飛快的速度發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)也經(jīng)歷了手工、工業(yè)化、信息化幾大階段。BIM 技術(shù)作為一項(xiàng)重要的信息化技術(shù)逐漸進(jìn)入建筑行業(yè)，其有效彌補(bǔ)了CAD 設(shè)計(jì)的各種缺陷，其設(shè)計(jì)表達(dá)更直觀，信息共享、互動(dòng)，協(xié)同更有效，有利于促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2、BIM技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的沖擊

過(guò)去20年來(lái)，CAD技術(shù)的普及應(yīng)用使得建筑師、工程師們從繁雜的手工繪圖中解脫出來(lái)，而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了工程設(shè)計(jì)的二次革命，實(shí)現(xiàn)了二維圖紙到三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，其對(duì)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的沖擊主要可以歸納為以下幾點(diǎn)：

2.1實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)的思維轉(zhuǎn)型

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中，主要是由設(shè)計(jì)師構(gòu)思一個(gè)三維空間，并在腦海中將其翻譯為二維平、立、剖面，并以二維圖紙的形式表達(dá)出來(lái)，最后由實(shí)施人員根據(jù)二維圖紙打造三維實(shí)體空間。BIM技術(shù)提供的是一種更加接近現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)計(jì)思維，主要表現(xiàn)為一種鏈條式的復(fù)合的建筑產(chǎn)業(yè)化模式：“分散的現(xiàn)實(shí)→分散的虛擬→整體的虛擬→分散的現(xiàn)實(shí)→現(xiàn)實(shí)的整體”，其以虛擬的三維設(shè)計(jì)思維為出發(fā)點(diǎn)，將傳統(tǒng)的二維平面圖紙轉(zhuǎn)化為三維、四維的立體信息模型，拓展了建筑師對(duì)建筑形態(tài)探索的具象化、可操作性，真正促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)朝著三維、四維的轉(zhuǎn)變。

2.2增強(qiáng)了各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)調(diào)溝通

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，主要流程為“建筑→結(jié)構(gòu)→水電”，不同專(zhuān)業(yè)、不同節(jié)點(diǎn)交流對(duì)接均可能產(chǎn)生信息阻塞、溝通不足的問(wèn)題，導(dǎo)致不同設(shè)計(jì)個(gè)體版本沖突，如：土建內(nèi)部沖突、水暖電各專(zhuān)業(yè)內(nèi)部沖突、建筑結(jié)構(gòu)與各類(lèi)設(shè)備間沖突，由此給后期建筑施工帶來(lái)不利影響。通過(guò) BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，有利于減少甚至是避免此類(lèi)事件的出現(xiàn)，為各專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)提供良好平臺(tái)。

2.3促進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)方信息共享

在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，非專(zhuān)業(yè)人員若是想要了解更加全面的信息是十分困難的，甚至在某種意義上可以說(shuō)是剝奪了項(xiàng)目相關(guān)方在不同階段進(jìn)行信息交流的機(jī)會(huì)。BIM的應(yīng)用，有利于促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)方信息共享，顛覆了傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)成果分散在各專(zhuān)業(yè)的表達(dá)方式，無(wú)論是建設(shè)方、施工方，還是監(jiān)理方等均可更加直觀的掌握項(xiàng)目全貌，降低了非專(zhuān)業(yè)人士的理解難度，提高了相關(guān)信息共享度。

3、實(shí)例探析BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1工程概況

本文僅以石門(mén)市民之家建筑設(shè)計(jì)為例，對(duì)BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開(kāi)具體分析。市民之家設(shè)計(jì)為三組建筑群。由博物館和規(guī)劃館組成的“文石”組群，集中展示石門(mén)深厚的歷史與光明的未來(lái)，寓意沉淀過(guò)去展望未來(lái)；中間部分是由市民服務(wù)中心、檔案館和圖書(shū)館組成的“蘭山”組群，為市民提供服務(wù)，服務(wù)于現(xiàn)在；左部分是由演藝中心和文化館組成的“橘光”組群，用橘的概念來(lái)演繹柔軟流動(dòng)的藝術(shù)。設(shè)計(jì)中為體現(xiàn)如水沖石起、時(shí)光留痕、詩(shī)意天成的設(shè)計(jì)理念，建筑模擬通過(guò)流水沖刷的自然形態(tài)，刻印到市民之家建筑群體中，建筑如生在水畔灘石，或尖銳，或綿柔，建筑猶如澧水長(zhǎng)河的印記，刻畫(huà)著石門(mén)歷史，展現(xiàn)石門(mén)精神文化。

建筑設(shè)計(jì)為異形結(jié)構(gòu)，框架+鋼結(jié)構(gòu)混合體系，屋頂設(shè)置設(shè)備，為更好的展示建筑第五立面，設(shè)備需利用異形結(jié)構(gòu)包裹，并留出以后檢修空間，建成后將成為地標(biāo)性建筑。

3.2主要重難點(diǎn)

本工程項(xiàng)目體量大，單體多，功能變化多，形態(tài)復(fù)雜。立面上，每層均有外挑，下部為斜角，到頂后或變?yōu)榛⌒?，或形成尖角，或?yàn)樾逼?，或?yàn)椴Ａы敚S靈動(dòng)。平面上內(nèi)部樓梯變化復(fù)雜，空間變化多端，建設(shè)方希望從三維立體直觀觀察，并形成三維動(dòng)畫(huà)集中展示，圖紙能準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際情況，造價(jià)準(zhǔn)確，杜絕變更。設(shè)計(jì)積極響應(yīng)建設(shè)方意見(jiàn)，為更好并準(zhǔn)確的完成施工圖，配合結(jié)構(gòu)完成斜梁斜板定位、異形結(jié)構(gòu)定位，各專(zhuān)業(yè)配合完整，減少變更，模擬實(shí)際建設(shè)情況，基于此，決定采用BIM設(shè)計(jì)，用Revit 軟件建設(shè)平臺(tái)，各專(zhuān)業(yè)在同一平臺(tái)完成全部施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

3.3 BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)

3.3.1管綜深化設(shè)計(jì)

本工程機(jī)電復(fù)雜，尤其地下室，設(shè)有人防、車(chē)庫(kù)、食堂、設(shè)備機(jī)房、博物館展廳等，地下設(shè)置有大量機(jī)電管線，由于上部建筑變化，下部柱網(wǎng)并不完整，空間變化較多，給綜合管線排布帶來(lái)較大的困難。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)二維深化不足，采用BIM技術(shù)開(kāi)展管綜深化設(shè)計(jì)，具體實(shí)施流程：各專(zhuān)業(yè)建?！鲎矙z測(cè)→碰撞報(bào)告→碰撞情況匯報(bào)→高速原則制訂→模型確認(rèn)→二維出圖。

BIM技術(shù)的應(yīng)用，直接預(yù)見(jiàn)了管線施工可能遭遇的碰撞，并在模型中加以調(diào)整。與傳統(tǒng)二維深化相比，一層管綜深化工作效率提高超過(guò)50%，深化圖紙更加詳盡、準(zhǔn)確，通過(guò)三維模型的展示，各方對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)把控更好，得到了一致認(rèn)可。

3.3.2復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)深化

本工程建筑體量大，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大。如：市民服務(wù)中心中間大跨度，跨度達(dá)30m并形成轉(zhuǎn)折，上部建筑及周邊柱均采用鋼結(jié)構(gòu)，大量鋼骨柱的存在給鋼筋深化增加了難度。在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，出現(xiàn)多根梁與鋼骨柱交叉的問(wèn)題，由于勁性鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)二維藍(lán)圖在關(guān)于鋼骨柱與梁間鋼筋穿孔、錨固、貫通連接等環(huán)節(jié)常出現(xiàn)多種交叉錯(cuò)誤，本項(xiàng)目采用 Revit 軟件對(duì)有代表性的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)開(kāi)展鋼筋排布調(diào)整深化建模工作，如圖1所示即為實(shí)施流程。

BIM技術(shù)下的深化設(shè)計(jì)效果是傳統(tǒng)人工與一般軟件均無(wú)法達(dá)到的，其可指導(dǎo)施工，同時(shí)附帶的尺寸信息、排布方式均可隨設(shè)計(jì)變更自動(dòng)調(diào)整，節(jié)點(diǎn)深化效率高，節(jié)省大量人工，應(yīng)用效果良好。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM是建筑業(yè)發(fā)展大勢(shì)所趨，其可克服傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤率高、各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)性差等缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)項(xiàng)目情況構(gòu)建BIM模型，完成二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，真正提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：甘海華，男，1983年，本科，湖南衡陽(yáng)人，工程師，工作方向：建筑設(shè)計(jì)。