互動與融合之道——BIM與傳統建構方式的整

吳吉明 倪 琛

(北京市建筑設計研究院，北京 100044)

1 引言

人的創造力始終是一切設計的內在靈魂。任何設計方式都必須維系和加強人在設計過程中的主體地位。成功的數字化設計不應顛覆靈感賴以產生的原初設計過程，而應成為這一過程有力的輔助、支撐和延續。

忻州市規劃館、博物館、檔案館項目是山西省近年來興建的大型綜合性文化建筑群組。項目于2012 年舉辦國際設計招標。來自國內外的多家知名設計單位積極應標。經過激烈的投標競爭，我們的設計最終脫穎而出，中選實施。

目前，設計工作已完成，主體結構也已順利封頂，建筑的造型及空間初露端倪，并即將轉入內外裝修及設備安裝階段。回想三年前的開始設計歷程，我們的感觸良多。在數字技術，特別是以BIM為代表的建筑信息化技術蓬勃發展的當下，如何將其與建筑設計過程完善的結合，一直是我們思考和探索的重點。我們深深感到，一方面，設計的感染力來源于設計師的靈感甚至武斷的直覺，另一方面設計的理性分析歸納以及描述，直至建造又依賴于嚴謹的邏輯化過程，兩者互為支撐，恰如硬幣的正反兩面。可以說設計中感性的部分倚重于設計思維，而理性的部分則仰仗于計算思維。

2 互動與融合之道

在數字化大潮中我們保持了冷靜和相對中立的態度。我們認為:人的創造力始終是一切設計的內在靈魂。任何設計方式都必須維系和加強人在設計過程中的主體地位［1］。成功的數字化設計不應顛覆靈感賴以產生的原初設計過程，而應成為這一過程有力的輔助、支撐和延續。因此，在可預見的將來，以啟發宏觀概念為基點，概括描述為特點的傳統的設計方式和以搭建微觀結構為基點，邏輯演繹為特點的BIM 設計方式將長期共存、彼此互補。

因此本項目設計“設計過程”的目標在于:探索傳統設計和BIM 設計之間的互動與融合之道。我們的策略是在時間和空間兩個維度合理規劃設計流程，應用適宜的方法及工具。

2.1 設計在時間維度的拓撲

根據我們的經驗，傳統的CAD 甚至手繪在設計在的初期具有快速造型、捕捉靈感、表達生動的優勢，而BIM 則在設計的信息及成果的組織方面擁有優勢。因此我們認為合理的選擇是:在不同設計階段，以解決不同的問題為目的，合理搭配，綜合運用各類設計工具或軟件［2］，用其所長，避其所短。(圖1 -圖2)

前期以傳統設計方式為主，以BIM 作為設計驗證工具，有利于快速構建設計成果和快速響應設計調整以及確保設計合理的發展方向。中期以后，BIM 設計逐漸成為工作重心，以有限的時間和人力投入獲得更理想的設計成果。［2］

圖1 整體式BIM 的時間成果曲線

圖2 軟件應用策略時間拓撲關系

即使在以BIM 作為工作重心的中期及后期設計階段，由于BIM 的設計表達基于三維模型，而非二維的線條圖，因此較高的建模精細度將導致工作量呈指數級增加。因此，在有限的設計周期內，必須采用靈活有效的設計表達方法，即綜合運用BIM與傳統的圖紙表達，才能取得理想的設計成果。［3］

對于平立剖面及各類表格采用BIM 方式建模和出圖，保證建筑模型信息的有效和實時控制;對于1:20 以下的細部大樣，采用CAD 二維繪制，設計效率較高，且圖紙深度有保證［3］。為實現數據的無縫對接，我們采用在CAD 中繪圖，在Revit 中鏈接引入CAD 文件并布局出圖的工作方式，實現了數據的實時協同，并且提升了工作效率。(如圖3 -圖4)

圖3 基于Revit 的輸出(時時保持有效的輸出狀態)

圖4 在Revit 中鏈接引入CAD 文件并布局出圖的工作方式，實現了數據的實時協同

圖5 基于Sketchup 的可視化深化

圖6 基于Revit 的可視化深化

圖7 基于3Dmax 的可視化深化

圖8 Sketchup—Revit 的可視化工作流程

圖9 Revit—3DSmax 的可視化工作流程

2.2 設計可視化領域的深化

在設計可視化領域，與繪畫或雕塑的創作過程相類似，其過程也是逐步細化、漸趨完善的過程。在本項目中，可視化設計采用了Sketchup、Revit 和3DSmax 等軟件逐部深入的刻畫建筑。通過充分利用程序自帶的內部接口或外部插件，我們力求實現模型數據在軟件間有效的傳遞，避免重復建模的無效工作。(如圖5 -圖7)

在Sketchup 轉向Revit 的過程中，我們完全實現了模型數據在軟件間的無損傳遞，從而避免了重復建模的無效工作。(如圖8)

在Revit 轉向3DSmax 的過程中，由于種種原因，效果圖制作團隊并沒有完全采用我們的Revit模型。雖然如此，由于我們提供了BIM 模型，仍大大減少了模型交底、推敲、修改等工作。在耗時費力的效果圖制作階段節省了不少時間和精力。(圖9)

2.3 設計在空間維度的拓撲

當前，作為建筑師，需要面對的設計軟件日益增加。老三樣(CAD3DSMAXPhotoshop)包打天下的局面已經一去不復返了。這實際上反映了設計要素的多元化及設計軟件的專業化傾向(圖10)。眾多的軟件功能相互交織，其應用鏈實際交織成為錯綜復雜的網狀結構。如何駕馭它們，有效工作?

我們的工作組織方式是以BIAD 自主知識產權的協同設計平臺(圖11)作為數據存在的空間基礎，以CAD 和Revit 雙平臺為基礎的多軟件協同工作。數據無損的傳遞，以及實時的數據協同是提高設計效率的關鍵點。［4］

2.4 空間平臺＆平臺軟件

BIAD 協同設計平臺(Autodesk REVIT/ Autodesk CAD)

基于協同目標的文件體系構架，及規范化的設計流程，以及文件組織結構，解決軟件間的設計數據交互［5］:以BIAD 協同設計平臺為基礎，通過BIM軟件管控文件和設計信息，并做到信息實時交互。本項目設三個中心文件，分別由各專業負責人掌控。同時，各專業內均由多位設計人同時設計，為清晰劃分各自工作范圍，采用細化的工作集設置工作界面及權限。

圖10 為了有效解決設計中的眾多問題，我們不得不見招拆招，應用眾多軟件

圖11 協同設計平臺架構［5］

圖12 土建模型的文件架構

3 結語

采用以上創新性的設計方法，我們在短短90 天內完成了從概念方案到全套施工圖的設計工作。而且我們的設計成果在質量上也得到了院內主管部門和業主的積極評價。我們認為，這套綜合了傳統設計和BIM 設計長處的方法，不僅工作效率遠高于傳統設計，而且也高于單純的BIM 設計，值得進一步探索和推廣。

［1］設計思維ISBN 編號:9787500694854 出版時間:2010.09 出版社:中國青年出版社作者:(英國)加文·安布羅斯(Gavin Ambrose)(英國)保羅·哈里斯(Paul Harris)譯者:詹凱臧迎春賀貝

［2］吳吉明.建筑信息模型系統(BIM)的本土化策略研究［J］.土木建筑工程信息技術，2011，3(3):45-52.

［3］吳吉明，趙旭，王娜等.整體式BIM—設計思維與計算思維的整合［J］.土木建筑工程信息技術，2015，7(2):1-8.

［4］吳吉明，張慶利 等.有關BIAD—BIM 建設的策略分析.北京市建筑設計研究院，2014(3).

［5］張慶利，吳吉明 等.BIAD 協同操作手冊2013 試行版.北京市建筑設計研究，2013(4):10.