小型建筑設計BIM技術應用研究

馮 俊 彥

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037006)

0 引言

隨著新型城鎮化的進一步推進，建筑信息化成為社會經濟轉型中重要的發展方向之一。BIM技術作為建筑業在信息技術層面發展的重要推動力量，在國內的持續發展表明其所蘊含的能量是巨大的。而在面對經濟社會的發展需求以及建筑業自身的更新換代的過程中，BIM技術似乎自然地被大型設計企業所率先采納，其技術應用也常見于大型或超大型建筑項目。與之相比，小型建筑應對的問題與挑戰顯然是不同的，BIM技術的應用也應該有所差別。

1 BIM概述

BIM(Building Information Modeling)的中文之譯為建筑信息模型，其最初來源于“建筑描述系統(BDS)”的概念，這是1975年美國的查克伊士曼博士(Chuck Eastman)研究的成果。

2002年由美國歐特克(Autodesk)公司在總結歸納的基礎上，首次提出BIM，并將其應用到Revit軟件中，這是建筑史上的一次革命。

BIM的概念是伴隨著數字化信息技術在建筑業的運用而產生發展的，按理說，針對一個概念的定義應遵循唯一性原則，但概念的提出者往往又從自身專業的角度來理解與之相關的問題，如美國國家BIM標準(NBIMS)、美國國家標準技術研究院(NffiS)、美國建筑師協會(AIA)、美國建設項目管理咨詢(M.A.Mortenson)有限公司、美國麥格勞·希爾(McGraw-Hill)公司以及歐洲的一些開發BIM軟件系統的大型公司都站在自身的立場上對BIM這一建筑信息模型作出了不同的認識與理解，維基百科、百度百科借鑒了上述各權威專業機構的不同解釋，從針對大眾進行科普宣傳的角度對BIM分別進行了定義，但也不盡相同。迄今為止，國際上仍然缺乏對于BIM普適的定義。

我國現階段對BIM尚無明確的定義。本人較為推崇國際標準組織設施信息委員會(FIC)對BIM的解釋：“BIM是利用開放的行業標準，對設施的物理和功能特性及其相關的項目生命周期信息進行數字化形式的表現，從而為項目決策提供支持，有利于更好地實現項目的價值?！?/p>

在建筑設計階段，BIM可稱為“3D參數化協同設計”，將具有不同功能的設計類軟件進行交互式協同對接，把建筑設計階段的各類信息進行數字化集成，用設定各種反映建筑結構的不同參數來尋求其間的函數關系，以期達到各利益相關方在建筑設計整體作業過程中高效而統一的互動模式。

2 小型建筑應用設計BIM技術的必要性

BIM技術應用的必要性可以從兩方面來考慮。

2.1 甲方層面

甲方是否有應用BIM技術的需求，這種需求可能來源于：

1)甲方對于BIM技術具有充足的認識，并通過BIM技術獲得可觀的回報；

2)甲方經由自身或者其他機構，認為項目的建筑設計工作如果不應用BIM技術就無法實現，這其中包括特殊的施工技術、工藝，特殊的建筑結構與構建加工等需要各專業協同等要求，從而選擇應用BIM技術。

2.2 設計院(設計機構)層面

1)甲方要求；

2)設計院己經具備BIM技術團隊，并將BIM技術成功地應用于實踐工作并獲得收益；

3)對于項目而言不采用BIM技術無法完成設計；

4)致力于通過該項目提高自身BIM團隊實力以及自身的核心競爭力。

3 小型建筑設計BIM技術應用措施

3.1 探索靈活應用的技術手段

就目前在建筑設計領域的普遍情況來看，從建筑學培養開始，學生的應用軟件最廣泛的是Auto desk的AutoCAD系列軟件，同時像國內的天正建筑等第三方軟件也在方案設計階段應用廣泛。而在三維建模軟件方面，國內建筑師普遍采用Sketch UP，Rhinoceros等，而像Auto desk公司的AutoCAD的建模功能以及Revit的建筑建模功能，一般是不采用的。也就是說，如果就目前應用比較廣泛的BIM軟件系統來看，Revit和Archi CAD在方案設計階段都不是非常理想的設計工具。這其中的本質區別就在于，Sketch UP和Rhinoceros等軟件依然是一種抽象的空間表達軟件，而Revit和Archi CAD的建模機制是不同的，從建筑師在培養階段初期形成的工作方式和工作習慣來看，這些BIM軟件的建模效率確實低下。

所以在將BIM技術應用到建筑設計工作中時，可以充分利用各種軟件平臺輔助設計。軟件之間、文件格式之間的可導性幫助建筑師在不同的工作環境中切換。應用BIM技術時，由于Sketch UP本身并不是一個精確的建模軟件，所提供的三維模型也是一個相對粗糙的模型，因此當需要對建筑外形進行準確定位的時候，BIM技術團隊和建筑設計團隊同時在Rhinoceros軟件上對原有的“粗?！边M行修改，這是因為Rhinoceros的建模精度高，對于將要用到的Revit來說，Rhinoceros的模型更加優質。同時，一些基本的圖紙如結構定位等，依然是通過AutoCAD繪制的，將該圖紙導入Revit進行建模工作。

3.2 通過BIM技術提高建筑設計質量和效率

BIM技術在現階段應用于小型建筑設計工作的主要目的就是提高建筑設計質量和效率。通過BIM技術進行的小型建筑設計工作將在以往建筑設計工作的基礎上，進一步體現方案優化的特點。

在傳統的建筑設計工作中，建筑師的主要職責還是在建筑空間及建筑形象的把控方面，通過與其他各專業的協調，將最終的建筑設計成果以施工圖的形式展現出來，從而保證建筑能夠按照自己的意圖進行施工。

而在這種工作模式下，小型建筑設計的優化問題就顯得相對薄弱，因為不是一些特大型的工程項目，其工程難度及建設成本如果在優化的前提下能夠得到大幅度降低，那么很少有甲方或者建筑設計人員去不斷地進行小型建筑方案的優化工作的，誠然這種優化工作費時費力，但技術的進步可以為我們提供一個更加便捷、廉價的優化模型。

3.3 BIM技術在小型建筑設計中的工作組織

3.3.1 反饋機制

理想情況下，在小型建筑設計工作中應用BIM技術，反饋機制是與原有的工作中的反饋機制不同的，其最大的特點是，BIM技術人員可以向各專業同時反饋，最常見的碰撞檢查就是其中一項，可以在一個環境下對多個專業之間的問題進行反饋。

目前看來，BIM技術對于信息的反饋主要還是問題的反應。相對于傳統的各專業檢查二維圖紙來說，應用BIM技術之后，對于各專業給出的修改意見可以在很短的時間內進行模型的修改以再次進行檢查，這不僅僅提高了工作效率，也提高了設計本身的精確性。BIM技術團隊對于幕墻系統、結構系統以及特殊節點等提出的修改意見非常寶貴，這些細節問題在牽扯到其他專業的時候往往是建筑師頭疼的地方，而當具有專業背景的BIM工程師提出意見之后，建筑師可以以此為依據進行方案的修改等工作，對于小型建筑設計本身來說也是一種提升。

由于BIM技術是將各個專業聯系在一起進行橫向打通的技術，因此需要有一個新的反饋機制。這種反饋機制就是：硬性問題由BIM技術團隊指出，如管道碰撞、結構問題、構造問題等，而決策專業在得到BIM技術團隊的意見之后做出修改意見，再由BIM技術團隊進行檢查。

3.3.2 成果輸出

BIM技術應用到小型建筑設計中的成果就是BIM模型，同時BIM模型可以指導施工圖的輸出，這是傳統的建模軟件所無法相比的。

隨著BIM技術的不斷推廣和不斷改良，從成果輸出來看，如果施工單位或分包單位具有BIM實踐的能力，BIM模型逐漸取代施工圖紙成為一種指導建筑施工和管理的新的媒介。所以從長遠來看，BIM模型就是應用BIM技術的建筑設計工作的成果。但這一成果，就牽扯到各專業內部的工作成果的問題：由于各專業都參與BIM模型的構建，各專業共同完成了一個完整的BIM模型，則該模型的權屬問題以及更加實際的收益分配問題，都會使BIM模型作為輸出成果受到阻礙。

另外，由于大量的施工單位普遍不具備BIM模型指導施工的能力，單純地提交BIM模型并不能指導施工。因此，BIM模型在現階段的小型建筑設計中，還是應當結合二維的施工圖紙繪制。這也是業內很多人士排斥BIM的原因。其實BIM這種理念或者技術本身并不應該受到排斥，更多的排斥來自于BIM軟件的問題，包括建模困難、出圖標準不達標、自動出圖有問題等等。由于施工水平有限，因此應用BIM模型，進行節點的繪制，BIM模型完成以后，所有的節點，包括做法、尺寸等都變得一目了然，相當于在計算機中建立了各個節點的實體模型。通過這個BIM模型給出的尺寸和各個角度的圖紙，建筑專業可以以此來繪制大樣圖。有了BIM模型作為參考，節點圖紙的繪制速度可以非?？?，同時對于施工單位來說，傳統的施工圖紙更容易參考。

4 結語

BIM技術的應用難度并沒有想象中的那么巨大，而真正要發揮BIM在輔助建筑設計中的作用，還是要在應用BIM技術前，選擇一個合適的應用策略。其中最為重要的兩點就是BIM技術應用于建筑設計的應用流程以及應用BIM技術后的工作組織。在這兩個方面對BIM工作進行界定，對BIM應用于建筑設計工作有一個清晰的認識，從而能夠制定出一個合適的應用策略。