BIM 技術在施工圖繪制中的應用研究

何永祥 潘志廣 黃世超

(四川金柏德科技有限公司，成都 610041)

1 BIM 技術在施工圖應用中的現狀

三維技術自從誕生之日起，就一直受到人們的關注，而將三維技術應用到設計中，設計師設計意圖的表現方式更加直觀、易于理解，使得設計人員如虎添翼。各個軟件廠商在軟件功能和使用技術上各顯神通，使得各種三維應用軟件呈現百家爭鳴，百花齊放的局面。而將三維技術應用到施工圖階段，比較成功的當屬于石油、化工、醫藥、電力、輕工、機械等行業。之所以在這些行業能夠率先使用并能獲得成功，對于石油、化工、醫藥、電力、輕工等行業來說，一來是其管線眾多，用傳統的二維設計手段已經無法滿足其設計周期越來越短、而設計工作量越來越大的需求，在采用了三維設計手段后，不僅能夠達到解決各類管線碰撞問題，而且由于建立了數據庫系統，甚至可以達到邊設計、邊采購、邊施工、建設原材料零庫存的狀態，不僅大大縮短了設計和建設周期，而且也節約了大量的建設資金，讓資金的使用更加合理，從而有效控制投資總規模;而對于機械行業來說，由于其專業相對單一，表現形式比較簡單，所以技術應用也更成熟，而且實現了與數控機床無縫銜接，達到了設計和生產一體化，甚至可以在設計復雜的設備時實現無紙化設計。

相對于其他行業，建筑領域三維技術則起步較晚，三維技術的應用在很大程度上還停留于設計意圖的表達，即通過3DMAX 等軟件建立三維模型，并通過渲染產生一些效果圖，以至于當我們向很多設計公司或建設方等介紹BIM 技術的時候，他們往往首先認為我們是做效果圖的，或是想兜售一種繪圖軟件。而很多的設計人員的繪圖方式還停留在使用二維手段進行設計，缺乏采用先進的BIM 技術的動力。這一方面是由于采用先進的技術雖然提高了設計的質量，縮短了設計周期，給業主和建設方節約了資金，但設計方卻不能因此從中得到回報，甚至因采用BIM 技術而導致設計成本增加，因而缺乏利益刺激的動力，另一方面是部分設計人員，包括業主的技術人員認為設計中存在的問題完全可以在施工中現場協商解決，而現場解決產生的資金浪費及時間拖延造成的損失，他們是毫不在意的。這種情況一方面是由于業主項目粗放管理造成的，另一方面往往也造成了投資方的投資規模變得不可控。由于設計的粗放，有統計表明建筑行業造成的資源浪費比例相比制造業高出了31%［1］，這是一個相當可觀的浪費。

在建筑設計過程中，由于對軟件的熟悉程度不同以及軟件功能的限制，加上國內一些規范的限制，如希望所有專業都能如同傳統二維顯示方式出圖則存在一定的困難，因此很多的設計單位在采用BIM 技術進行設計繪圖時，往往只采用建筑單專業出圖，而機電則采用BIM 技術進行碰撞檢查，然后再根據碰撞結果修改二維設計數據，通過反復的碰撞檢查來完善施工圖，所以機電和結構專業基本還是依靠傳統的二維手段來實現施工圖出圖，甚至有設計人員認為BIM 技術只能做管線綜合碰撞工作，只能作為設計的一個可有可無的輔助手段。

2 BIM 技術在施工圖繪制中的應用研究

由于使用習慣，當設計師在使用新的軟件來做設計時，他們總是拿新的軟件去和他們以往熟練使用的軟件做對比，希望能如以前掌握的軟件一樣方便、快捷、表達清晰，甚至是相同的表達方式。但新的軟件技術有的時候因為采用了新的表達方式，往往又和以往的習慣存在一定的差異，這就需要我們在工作中予以研究，盡量發揮新技術的能力，又盡量與以往的表達方式接近，以貼合實際工作需要。我們團隊多年來一直為國內外客戶提供施工圖服務，在多年經驗積累的基礎上，我們針對使用BIM技術繪制施工圖，從傳統二維表現的方式對幾款BIM 軟件做了一定的研究，希冀能在為客戶提供服務的過程中能盡量貼合實際情況和多人多專業協同設計的工作需要，同時拋磚引玉，能和廣大使用BIM 技術從事BIM 咨詢服務的朋友進行交流，由于水平限制，如有錯誤或誤解之處，請指正。

首先，對于建筑專業，設計人員對于BIM 軟件的使用和接受比較快，在表達上有差異的地方基本上也能通過一些變通來解決。所以一些設計人員在初步掌握了軟件的使用功能后，基本上可以達到建筑單專業輸出二維施工圖。圖1 至圖4 是在V8i 和Revit 中繪制的BIM 模型及生成的二維施工圖，我們可以看出所展示的二維圖形基本達到施工圖深度。

在建筑專業二維的表達效果上，各種BIM 軟件也不盡相同。比如對于復合墻體的二維表達，建筑師一般希望在粗略顯示的時候，圖面上只顯示墻的核心層，而墻的保溫、抹灰等層不顯示在圖紙上，標注墻寬尺寸的時候，則只標注核心層的寬度;在精細顯示的時候，則希望能表現墻體的細節，標注墻寬尺寸的時候，則標注墻體的真實厚度。我們在使用了歐特克公司的Revit、AutoCAD Architecture 以及本特利公司的Microstation V8i 做了對比，發現Auto-CAD Architecture 和V8i 在這方面做得比較出色。如圖5 所示，我們通過對墻體顯示屬性的設置以及層的控制，在AutoCAD Architecture 中完全可以達到傳統表達的要求;圖6 左側為Revit Architecture 中粗略顯示，右側為精細顯示，我們可以看出，雖然通過這樣的設置可以表現不同比例下的墻體，但不能只顯示墻體的核心層;如圖7 所示，我們只需要在V8i 中對層進行控制，即可達到傳統表達要求的精細顯示或粗略顯示效果。

在使用BIM 軟件建立機電專業模型時，當管線種類比較多時，我們在傳統的二維設計時，會采用各種線型來表示不同的管道。而有些線型甚至是在線上加字母來表示管道的種類。由于在AutoCAD MEP 和V8i 中都有這類線型，所以在單線顯示表達多種管線時，顯得尤為方便，如圖8 所示。

而由于Revit 中自定義線型不能帶字母，所以在模型的二維顯示時則不如前兩款軟件方便，如圖9 所示，Revit 自定義的線型只能采用線和空隙來組成。

對于管道在模型中的粗略顯示或詳細顯示，幾款軟件都可以通過顯示設置來達到基本要求(如圖10 及圖11)，但如果需要某些管道以雙線的格式顯示，而某些管道以單線的格式顯示，這幾款軟件則由于缺乏對單個管道顯示特性進行設置的手段，目前我們尚未做到，希望在以后的版本中能解決此類個性化顯示的問題。

另外，由于建筑設計是一個多專業合作的項目，當建筑專業采用BIM 方式進行設計的時候，他們的成果還需要供機電專業、結構專業協同使用，如果這些專業未采用BIM 方式進行設計，那么在數據的傳遞和協同上就需要采用BIM 軟件設計的人能夠輸出其他相關專業可以方便使用的二維文件，否則可能會在協同設計時產生一定的困擾。對于AutoCAD Architecture 和AutoCAD MEP 來說，由于軟件和AutoCAD 采用的是統一的平臺，因此在與AutoCAD 共享資料時顯得得天獨厚，這從國內一些仿AutoCAD Architecture 系列的軟件近年來在國內建筑行業取得很大成功上可以看出這款軟件的優勢。由于Revit 采用族的概念，而不是采用層的概念來控制，在輸出二維AutoCAD 文件的時候需要對層、文字樣式、顏色、線型等進行一些詳細的輸出設置(如圖13 所示)，這樣輸出的文件基本可以提供給其他專業共享使用，如圖12 所示。

但對于特殊定制的族，以及多種文字樣式、尺寸樣式，由于Revit 未能提供這方面的詳細設置，在輸出AutoCAD 文件時就顯得比較糟糕，往往出現眉毛胡子一把抓的情況，尤其是文字樣式的單一化，給協同設計的人員帶來了一定的困擾。在Revit 2011 版本時，對于圖形輸出設置尚可保存為單獨的配置文件，供不同的人或項目使用，而2012 及2013版本則取消了這個功能，使得這樣的設置不能在不同的人或項目上共享使用，這不能不說是一個遺憾和退步。

對于V8i 來說，對于三維和二維輸出文件有嚴格的標準，因此其模型輸出到二維文件后，即基本達到施工圖要求，且由于V8i 也采用了圖層的概念，在輸出到AutoCAD 二維文件時，基本不需要做任何的調整或修改即可提供給其他專業使用(如圖14所示)。

我們在使用BIM 技術繪制施工圖時，還希望二維圖形和三維圖形是互動的，這樣在后續的修改和調整時，能夠做到協調一致，減少錯誤。對于這三款軟件，在模型上的修改基本都能反映到二維圖中，但這方面的表現則Revit 更加出色。在Revit 中的任意修改或編輯，基本上都能通過軟件的自動變更來實現。而AutoCAD Architecture 和MEP 則需要選擇那些剖切的面選擇重新生成(如圖15 所示)，方可更新那些剖切視圖，在這方面只能屬于半自動，而V8i 則基本需要重新提取二維圖形，在這方面感覺要略遜色一些。

3 施工圖應用展望

BIM 技術的應用以及推廣，為我們廣大的設計人員推開了一道大門，展現在我們面前的是一個全新的世界。這項技術的應用不僅從根本上改變了我們的目前所采用的設計方式和手段，而且改變了我們的設計理念，設計階段不再是割裂成一個個的階段，而是貫穿于整個建筑的生命周期。在這個技術變革的過程中，不僅需要我們廣大的設計人員積極參與其中，而且需要我們結合實際工作需要，與軟件廠商、業主等各相關行業緊密配合，將這項技術真正應用到實際工作中，解決實際問題，為建設節約型的社會服務。BIM 技術若能解決整個流程的實際應用需求，那么該技術在整個社會的應用和推廣將很快來臨。

［1］何關培，王軼群，應宇墾，等.BIM 總論.中國建筑工業出版社，2011 年5 月第一版(P4).

［2］秦軍.Autodesk Revit Architecture 201x 建筑設計全攻略.中國水利水電出版社，2010 年10 月第1 版.

［3］Autodesk，Inc.，柏慕培訓.Autodesk Revit Architecture 2011 官方標準教程.電子工業出版社，2011 年1 月第1 次印刷.

［4］Eddy Krygiel，Phil Read，James Vandezande.Mastering Autodesk Revit Architecture 2011.Wiley Publishing，Inc.，2010.

［5］Autodesk，Inc.，柏慕培訓.Autodesk Revit MEP 管線綜合設計應用.電子工業出版社，2011 年1 月第1 次印刷.

［6］趙偉，張翔宇，等.Microstation V8 中文版實用手冊.清華大學出版社，2002 年11 月第1 版.

［7］趙清清，劉巖，王宇.基于BIM 的平法施工圖表達探討，土木建筑工程信息技術，2012 年第02 期.

［8］佚名.BIM 在建筑施工領域應用解決方案，土木建筑工程信息技術，2012 年第01 期.

［9］吳凡.建筑設計工作方法的新變革——建筑信息模型技術的思考與應用，土木建筑工程信息技術，2011 年第03 期.

［10］吳吉明.建筑信息模型系統(BIM)的本土化策略研究，土木建筑工程信息技術，2011 年第03 期.