論BIM技術在公共藝術領域的應用

徐徐

（北京建筑大學 建筑與城市規劃學院，北京 100044）

眾所周知，BIM技術是（Building Information Modeling）的縮寫，即建筑信息模型，BIM技術主要通過建筑項目中的各種與之相關的數據信息模型建立起一個整體的建筑模型，并使用數字信息來模擬和建立一個仿真的建筑物，在具體施工之前就整合其所有細節，以方便于項目后期施工與維護。那么在公共藝術這個更注重創作和創新的領域中，BIM技術的精確性和科學性的設計模式能為公共藝術領域帶來怎么樣的驚喜，它們之間的結合會帶來怎樣的碰撞和火花，這些都是當前需要進行深入探索的。

一、公共藝術的基本含義及BIM技術的引入

公共藝術準確的來說應該是隸屬于環境藝術設計的一個子學科，近年來在英語國家學術界常用“公共領域”這樣一個概念來概括這種在公共空間中的藝術創作與相應的環境設計。這是一個涵蓋面非常廣泛的藝術。在其內容組成形式上又包含了立體浮雕、平面形式、復合形式等多種形式。

自從1975年，被稱為“BIM”之父的Chuck Eastma第一次提出了“Building Information Modeling”的概念，直到21世紀，BIM的研究和應用才得到了突破性發展。全世界的大建筑軟件開發商紛紛推出了BIM軟件，使BIM技術更貼近了實踐，已經在建筑領域得到廣泛的推廣和應用。這種將三維的建筑模型通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，已經為現在的建筑施工帶了巨大的便利性，在我國學術領域近幾年的關注度也與日俱增（圖1）。BIM技術的特點保證了其在各個方面的完美設定、表現和滲透。BIM技術不是簡單的將數據信息進行集成，而是對于信息的具體應用，這種方法支持建筑工程的集成管理環境，顯著提高了施工效率、大量減少風險。

二、BIM技術在公共藝術領域應用的優勢

BIM技術作為一種數字信息的應用，是現在被廣泛應用于設計、建造、管理領域的數字化方法，集合參數模型整合各種項目的相關信息。那么在現有的公共藝術設計中，特別是部分數據精確和完整性較強的設計項目中，大多是通過AutoCAD軟件進行二維圖紙的繪制，然后再通過3Dsmax、Maya 或者Altium Designer等渲染軟件進行虛擬造型的前期實現。

在實際的大型展會場所的公共藝術設定中，BIM技術可以直接實現曲面造型的公共藝術作品和整體場地空間的量化關系，不局限于某一個藝術品的單體設計，而是把單體置于整體之中統籌把控。藝術設計師在利用AutoCAD軟件進行二維平、立、剖面等圖紙繪制的時候，由于AutoCAD軟件本身無法做到圖樣之間的關聯性和量化，導致前期圖紙和實際施工作品在尺寸、角度、弧面等很多細節不相符的現象頻頻出現（圖2）。所以BIM技術應用軟件將提高設計效率，不但能彌補傳統輔助設計軟件的缺陷，而且其強大的集成化優勢可使場地公共藝術工作事半功倍。

另外，BIM軟件的模型庫可以生成的各組件之間的面積、體積、材料等等具體數據，需使用構件的數量可以匹配其價格、廠家信息，自動生成工程預算數據，為公共藝術項目整體造價提供精確的數據參照，這在大型公共藝術設計項目中是十分必要的，正因公共藝術的多變性，如果在具體項目施工中沒有很好地進行設計與施工的銜接，將會延長施工時間，增加項目成本。

三、BIM技術在公共藝術領域的介入

（一）德國議會大廈包裹公共藝術案例分析

例如1995年，藝術家克里斯托和讓娜·克勞德夫婦用防火聚丙烯面料把整個德國國會大廈包裹了起來（圖3）。在這個另類的捆扎包裹的公共藝術當中，我們可以把國會大廈當作一個公共藝術的涵蓋對象，那么如果能使用BIM介入其中，可能會更好地計算其使用面積和最終造價，以及藝術包裹行為過程中的預損耗，把成本控制在最低。在超大型的公共藝術創作案例中，BIM技術的可計算性顯得尤為重要。

（二）長沙梅溪湖國際文化中心公共幕墻的案例分析

長沙梅溪湖國際文化中心公共幕墻項目的設計、施工、運營的過程其實從開始就是一個不斷優化的過程，這種優化在一定程度上和BIM技術的應用有著一定的內在關聯，因為BIM技術使得整個項目得到了更好的優化。此項目的異型幕墻和公共藝術作品中的流線體運用有很多的共通點。在幕墻工程的深化設計階段（圖4）、加工階段、施工階段起到了推波助瀾的作用，特別是在異型曲面幕墻的運維階段其作用將更加明顯。另外，在施工過程中通過應用BIM技術，解決了很多在幕墻深化設計難度大、加工精度要求高、施工安裝管理難、運營維護難度大等實際難點，真正意義上實現了異型曲面幕墻工程的智慧建造。

四、BIM技術在公共藝術領域的發展

（一）公共藝術領域BIM技術的應用分析

公共藝術設計在前期大量的初稿創作和思維整合后，也需要在計算機軟件技術的支持下創建出更準確的施工圖紙。BIM模型庫可隨時調用，會自動更新，這些在復制性和結構性較強的建筑設計中得到了很好的應用。但是在公共藝術這個可復制性基本為零的設計領域中，BIM技術在進行主體創作上的優勢不是十分明顯。由于當前BIM數據庫中包含的基本都是建筑材料和室內裝飾材質的相關模型和信息，這些在公共藝術領域中沒有體現出任何優勢，僅僅只是在對場景掌控和管線鋪裝方面體現出優勢。另一方面，公共藝術設計因其偏重于藝術創新的這個特點，由于創作者的一時興起，后期完成作品和前期預設值之間差異較大的現象時有發生，這樣BIM技術的信息完備性和優化性特點基本沒有得到體現。（表1）

> 表1 BIM技術在公共藝術領域應用（作者自制）

（二）基于BIM軟件現有的局限性及未來發展

在建筑設計中對平面圖紙改動某個建筑空間構件的尺寸和位置之后，BIM軟件系統會根據修改后的信息，在其他所有相關圖紙中進行對應體現。但因公共藝術不具有重復性和關聯性，比如基于建筑的功能性特點，一棟高層建筑各樓層可以做到外形和平面布局千篇一律，然而在公共藝術領域的設計所包含的設計元素可以說瞬息萬變。另外，BIM技術能對設計項目工程量及材料進行準確的統計，但是無法完成公共藝術的全部流程。現有的BIM軟件偏重于模塊應用層面，可變數據層面較弱。它的可視分析，BIM在任意的三維視角進行推敲設計并方便、快速地獲取渲染效果（圖5）。必要時還可以通過三維巡游進行浸入式的體驗設計。這將在含有具體公共設施的場域型公共藝術設計中起到直觀作用，可幫助設計師第一時間判斷出與大環境之間的協調程度并進行實時調整。

> 圖1 BIM技術近年來在國內學術關注度統計（作者自制）

> 圖2 BIM技術分析理解及國內應用現狀（作者自制）

> 圖3 德國國會大廈的公共藝術（圖片來自網絡）

> 圖4 長沙梅溪湖國際文化中心公共幕墻深化階段（圖片來自網絡）

> 圖5 運動場域的公共藝術作品（作者自繪）

五、總結

公共藝術設計很多時候是以面為統計單位的，而建筑工程中則更多以體來計算單元。作為主要針對土建的軟件，雖然基本設置現在還很難完全滿足公共藝術的需求，但是借助Sketchup的幫助，采用“體量+面墻”的方法，也能解決大部分建模問題。在我國科學技術發展的大背景下，基于BIM軟件的算量方式精準可控，可針對公共藝術設計的造型多樣、復雜，實現新的突破，可以在公共藝術領域進行更廣泛的應用。這也正是符合認真貫徹落實黨的十八大關于“信息化和工業化深度融合”加快轉變公共藝術的建設，是構建現代公共藝術設計發展新體系的新趨勢。