基于BIM技術的中心教學樓圖紙數據信息庫的建立與應用

李媛 高晨珂

【摘 ?要】論文以西安思源學院中心教學樓為例，闡述了利用BIM技術將傳統平面圖紙翻模為三維立體圖紙，整合建筑、安裝、室內外環境等信息，進行資源整合和優化，建立建筑工程圖紙數據信息庫的過程，提高了數據庫應用的場景并應用于實際中，實踐證明，BIM數據庫在建筑施工、維修、養護中能發揮良好的作用。

【Abstract】Taking the central teaching building of Xi'an Siyuan University as an example， this paper expounds the process of using BIM technology to turn traditional plane drawings into three-dimensional drawings， integrate building， installation， indoor and outdoor environment and other information， integrate and optimize resources， and establish a database of architectural engineering drawings data， which improves the application scenarios of the database and is used in practice. Practice has proved that BIM database can play a good role in building construction， repair and maintenance.

【關鍵詞】BIM;信息庫;土木工程

【Keywords】BIM; information base; civil engineering

【中圖分類號】TU17;G647 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）10-0190-02

1 引言

2002年，由Autodesk公司率先研發的BIM技術，是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，通過對建筑的數據化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑、運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。

2 工程圖紙數據信息庫的建立

BIM的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息，還包含了非構件對象（如空間、運動行為）的狀態信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。

建筑圖紙和機電圖紙加起來有上百頁圖紙，無論是保存還是翻閱都很麻煩，共享更是難以實現。在這種情況下，利用BIM技術將原來的紙質版平面圖紙轉換為三維模型，建立一個圖紙信息數據庫，不僅可以解決上述問題，用戶查找、翻閱、檢查、優化圖紙時體驗也會大大提高。

2.1 建立項目小組

根據建筑所屬專業，將建模小組分為結構、機電和環境組。各小組項目工作任務明確，工作量不大，采用直線式管理模式，確定1位總負責人，由總負責人再安排3位小組負責人，分別負責土建、安裝、環境設計的建模。土建組安裝小組負責教學樓的土建部分如梁、板、柱、鋼筋的建立，機電組負責水、電、暖、通部分的翻模;環境設計組負責教學樓室內外以及教學樓四周環境的實景呈現。

2.2 搜集資料，做好建模前的準備工作

本階段，主要搜集設計圖紙相關的規范、標準圖集，全方位讀圖、審圖，對整個建筑物的平立剖面、內部結構和裝飾裝修、室外環境的全面熟悉并掌握。3個小組借閱檔案室紙質版圖紙，發現思源學院圖紙版本較多，加之時間較長，圖紙和實際建筑物信息相差較大，因此各小組針對圖紙中的一些缺陷，及時溝通、討論，并實地測量，達成一致，為后期建模作好鋪墊。

2.3 開展建模工作

2.3.1 開始新項目

進行建模之前，需進行項目設定工作，其中分成設置項目及建立敷地平面兩項工作，在設置項目時，其過程為：①建立項目：使用CAD/BIM管理員提供的項目樣板或預設樣板。由于3個小組后期需要將模型整合，因此建立項目使用的模板非常重要，根據不同專業的不同要求，項目小組分別針對不同專業的信息確定的項目原點位置，以利于后期模型整合。②指定項目信息：輸入客戶、項目名稱、編號和地址。③指定地理位置：透過指定街道地址、緯度和經度或最近的城市來指示建筑的所在位置。④建立營造階段：依預設，Revit會定義一個「現有」階段和一個「新」階段。它也會指出現有營造的拆除階段。若需要其他的項目階段，請予以建立。在建立敷地平面中要提供建筑模型的上下鏈接信息，其內容有：

定義敷地設定：為地形元素定義等高線間隔、選取剖面切割材料，以及指定開挖深度。

建立地形表面：在敷地平面或3D視圖中，可透過點選點、匯入3D數據或是匯入點檔案來建立地形表面。

將專案旋轉到正北：若要為相對于建筑用地的建筑提供適當的上下文，請指定相對于項目北的正北。

指定地界線：繪制地界線，或使用測量數據建立地界線。

加入敷地建板：在敷地平面中，將敷地建板加入地形表面。然后修改建筑地坪的結構和深度。

整地地形表面：整地敷地建板的地形表面，指出現有等高線的變更。建立時光流水廣場、周邊道路、園林、停車場、使用地形表面附屬區域定義現有道路和其他敷地元素。加入停車場、道路的占位符等。

入敷地組件：若要保留現有的樹或其他敷地組件，可將其加入敷地設計。

2.3.2 建立模型

①設計初期配置：以量體設定或現有設計，以及定義樓層和網格，開始著手建立較大的建筑模型元素。②加入基本建筑元素：在建筑模型中放置一般元素可協助規劃配置。稍后在進行精細化設計時，可以指定特定的元素類型。③檢視模型：建立不同的建筑模型視圖，如剖面、立面和3D視圖。如果在一個視圖中變更建筑模型，Revit會將這些變更擴展到整個項目。④加入更多元素到模型：建立初期配置后，加入更多細部項目到建筑模型，包括結構（structure）及系統（MEP）組件，以供后續開發設計。⑤精細化模型并渲染實景呈現。

建模完成后3組合并進行綜合模型的優化。解決基點不同視圖可見性等導致無法合圖的問題，之后小組內檢查管道碰撞，最后將3個大組的建筑、機電以及環境部分合圖，保存相應族庫，初步建立起西安思源學院教學樓信息數據庫，便于基建處、教師等相關人員查看教學樓構件詳細信息。

為使模型呈現出較好的效果，后期加上渲染以及漫游，更加直觀清晰地展現西安思源學院教學風貌。

2.3.3 建立圖紙數據信息庫

①建立模型的圖面：若要與建筑商和工程師共享設計信息，可以從建筑模型產生詳圖，或是建立展示特定細節的草圖。②批注圖面：加入標注、文字和卷標以提供詳細信息。③建立明細表：建立明細表以決定數量并預估成本。④加入詳圖：從詳圖資源庫加入細部線和詳圖組件。加入關鍵注記以識別所需的設備和材料。⑤精細化圖紙：以圖紙建立圖面之后，精細化圖紙的外觀。⑥追蹤修訂：輸入修訂信息、使用修訂云形標記變更，以及指定要在每張圖紙上顯示的修訂。

3 中心教學樓圖紙數據信息庫的應用

西安思源學院建設之時，施工現場根據現場技術員讀取圖紙指導施工，完工之后紙質圖紙交由學院檔案室保存。但學院建筑眾多，建筑、結構、機電等圖紙數量眾多，圖紙幅面較大，讀取不易，容易損壞。BIM技術是現階段建筑類信息化的熱點研究方向，采用BIM技術將二維的紙質圖紙轉化成三維立體可視圖紙，能夠直觀、方便、長久地保存。

信息共享BIM的核心在于對原來分工造成的信息孤島及碎片高效地整合在一起，其運作主要利用建筑物構件以特定的信息標準表達，利用此標準可讓各專業人員在進行自己負責的作業時，了解別人的作業內容，從而進行溝通探討，因而可避免因重復勞作而浪費的時間與成本。

本項目主要采用Revit軟件進行建模，每個構件信息具有其相應的屬性，如梁的長度、高度、寬度、混凝土強度、高程等信息均可通過點選構件得到，這是因為在建模中，建模人員根據圖紙信息輸入進去的，屬性信息也可根據需要進行刪減，這為后續中心樓維修改造提供了永久性的數據，避免紙質圖紙損傷缺失所造成維修的不便。

4 問題與建議

由于本項目以西安思源學院教學樓為對象進行數據庫建立，針對的使用對象僅限于以使用本教學樓信息為目的的工作，如基建處進行維修、養護、檢查，或者本校相關專業學生學習房屋建筑學方面內容，或者以教學樓為對象進行的BIM教學，使用范圍較為有限。為解決相關問題，該項目可繼續拓展建模范圍，實現整個校園的BIM信息數據庫，為整個校園提供一個系統的數據庫信息，另外，也可以引進協同作業及5D相關內容，豐富數據庫，為更好地服務基建土木作好信息化的貢獻。

【參考文獻】

【1】穆磊.基于BIM的建筑消防自動審圖研究[D].北京：北京建筑大學，2020.

【2】費楠.BIM技術在建筑工程造價管理中的應用[J].科技風，2019（31）：117.