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    建筑设计工作方法的新变革——建筑信息模型技术的思考与应用.pdf

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    建筑设计工作方法的新变革——建筑信息模型技术的思考与应用.pdf

    第3卷第3期 2011年9月 V01.3 No.3 Sep.2011 建筑设计工作方法的新变革 建筑信息模型技术的思考与应用 关 深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司,深圳518054 【摘要】建筑信息模型BIM技术将是建筑行业内新的一场技术革命,本文重点分析了BIM在建筑设计领域的 优势和应用,探讨其对建筑设计品质和效率产生的影响。 【关键词】建筑信息模型;BIM;建筑设计 【中图分类号】TU201;TP39 【文献标识码】A 【文章编号】16747461201103005304 1 引言 理解建筑Understanding Architecture一书 中描述到,“在西欧中世纪,所有有关建筑的规划、 设计和建造工作都由一人负责,他规划、管理和执 行着业主的项目。到了后来,这个角色逐渐演变成 了建筑师。”建筑师参与项目的规划、设计并监督着 项目建造的全过程。在当今飞速发展的建筑设计 中,建筑师更加需要综合科学、美学、技术及社会、 文化等不同方面的信息。 伴随着信息技术革命,建筑设计正发生着一个 质的飞跃,其一建筑师可以借助计算机进行思维和 推导得到传统方法无法得到的成果,极大的拓展了 设计的深度和广度;其二设计信息的集成化,改进 了设计过程,极大地提高了设计效率和设计质 量。三维虚拟模型在三维空间使用参数信息 定义物体属性智能三维模型及文档的发展最 终产生了建筑信息模型BIM。 BIM通过数字技术,在计算机中建立一个 虚拟建筑,一个建筑信息模型就是提供了一个 统一的、完整一致的、逻辑关联的建筑信 息库 。 建筑信息模型在建筑设计领域的应用,按 照对设计信息的处理方式,可分为辅助设计构 思、辅助设计表达及实现两个阶段。 2 BIM辅助设计构思 2.1 在构思前期对设计信息与设计条件的整理 分析 在概念构思的前期,设计师面临着来自项目场 地的,气象气候的,规划条件等大量的设计信息。 这些信息的分析反馈与整理对于建筑师来说是非 常有价值的。 设计师可利用BIM平台结合GIS及相关的分 析软件对设计条件的判断、整理、分析,使设计师能 在这些信息中找到关注的焦点,充分利用各种已知 条件,在设计的最初阶段就可以朝着最有效的方向 努力并作出适当的决定,从而避免潜在的失误。 图1 图1设计条件的管理图片来源Affinity 【作者简介】 吴凡1981一,男,建筑师。主要研究方向建筑设计与数字化建筑设计。 54 2.2从二维平面设计到三维空间设计 在计算机三维技术出现之前,建筑师只能依靠 透视草图或实体模型研究三维空间。这些工具有 其优势,也有不足之处。如绘制草图,能够随心所 欲地流畅地表达设计想法,表达建筑师所关注的部 分,但是在准确性和整体空间表达上受到限制。实 体模型在研究外部形态时,作用较大,而要研究内 部空问形态时就相形见绌了,难以提供一个对空间 序列关系的人视点直观体验和表达。 建筑信息模型采用的是虚拟现实物体的方式, 以三维设计思维为基础,将传统的二维图纸完全转 化为计算机的工作,让电脑代替人脑完成三维与二 维之间的思维转化。这样设计师可以更加关注设 计本身,不再为绘制二维图纸耗费精力,二维与三 维的界限在建筑信息模型中逐步模糊。而实体模型 设计的弊端在建筑信息模型中也得到了解决,三维数 字技术将外观模型与空间形态和序列的研究统一起 来。建筑师可以通过设置相机进行人视点的各个空 间推敲,也可以通过软件进行虚拟现实仿真或快捷的 制作出动画进行空间序列的研究图2。 2。3从形式与功能相分离到整体化的空间设计 当今一些建筑设计中,空间一直没能成为一 种控制建筑的方法。其中一方面原因是由于设计 工具的限制,建筑师无法在较短的设计周期内去 研究和推敲空间,更难以用空间来控制没计。这 使得目前较多的建筑师仍然在用“立面”的方法控 制建筑。建筑信息模型的出现为我们改变这种状 况提供了可能性。在建筑信息模型中,建筑室内 空间、室外空间、建筑表皮、平面功能都可以被整 合成一个相互关联的逻辑系统。当在布置平面 时,已经在同步设计建筑空间,而空间又可以被直 观的反映在表皮上,这样空间与表皮可以共同形 成建筑的立面 。 3 BIM辅助设计的表达及实现 在制造业电子、航空、船舶等行业中,产品的 设计及生产环节都先后完成了粗放设计到集成设 计的转型,实现了从设计到生产的数字化集成。 而建筑业中无论设计还是生产,大部分都还处 于粗放型的状态 粗放型设计不仅表现为各个专 业设计图纸的深度浅和质量低,更表现为各个专业 间的集成化程度低。我们目前的工作方法基本上 是各自为政,采用传统的提条件图的方法进行协 同,集成化程度还处于以图纸为中介的落后模式, 其结果是效率低下和设计品质偏低 j。而通过BIM 能整合了设计中各个环节,实现从粗放设计到集成 设计,其集成化主要体现在设计信息的集成与设计 过程的集成通过BIM可整合设计、表达与实现阶 段,实现从粗放设计到集成设计的过程,其中又可 分为设计信息的集成和设计过程的集成。 3.1设计信息的集成 2.1.1 CAD 传统的CAD绘图,对于同一个建筑构件,需要 使用多张视图及图表说明才能表达,而且每张图纸 都是离散的线条,彼此之间互不关联,各个视图之 间的错漏碰缺在所难免,并且每份图纸或文档都是 一个单独的组成部分必须依靠人力解读才能相互 联系成为一个可理解的整体。 在BIM平台下,则是以数据库替代绘图。将设 计内容归总为一个数据库而不是单独的各张图纸。 就BIM项目而言,设计文档中那些体现着项目 信息的线条、文字、图表等都不是传统意义上“画”出 来的。而是通过BIM软件中的数据库,使用体现了 项目全部信息的“智能构件INTELLIGENT OB- JECTS”,以投影、剖切等数字方式“实时建造”而成。 图2建筑信息模型可以提供空间序列研究 几个阶段完成。这容易造成设计上的脱节。而如 果使用一套建筑信息模型用于设计的所有阶段,则 一方面可以减少各专业图纸间的“错漏碰缺”,另一 方面表现在建筑师对设计品质的控制力度大大加 强。建筑师可以加强对设计概念的控制,对建筑细 节进行直观的研究,加强细部设计图4。 3.2.2 BIM 在大型、复杂的建筑工程项目设计中,由于系 统繁多、空间复杂,常常出现管线之间、管线与结构 构件之间发生冲突的情况,或影响建筑室内净高及 空间效果,或给施工造成麻烦,导致返工或浪费。 而以传统的二维管线综合设计表达空间信息,技术 上存在着先天不足,效果上不能让人满意。 而BIM模型设计是对整个建筑设计的一次“预 演”,建模的过程同时也是一次全面的“三维校审” 过程,在此过程中可发现大量隐藏在设计中的问 题,在传统的单专业校审过程中很难被发现,但在 BIM模型面前则无法遁形,提升了整体设计质量,并 大幅减少后期工地处理的投入 。图5 3.2.3 BIM 现在大量使用的基于二维CAD模式下的协同, 在一定程度上提高了效率,但对提高设计质量,减少 图5建筑各专业施工图管线综合建模 专业间的技术协同错误,其效果并不显著。其原因在 于二维CAD绘制的图纸都是相对独立的信息,不具有 关联性.例如平面、立面、剖面是无法被同步修改的。 而BIM以三维信息模型所形成的数据库为基本 集成平台,模型中所有的数据信息都是相互关联的, 改变模型中的某一部分,所有与其相关的内容都会发 生相应的变化。所以在技术上更适合于协同工作的 模式,甚至可以这样说,BIM和协同设计是密不可分 的,因为BIM使各专业基于同一个模型进行工作,从 而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能,将彻 底改变传统的单兵作战的工作方法和工作模式。 同时,BIM不仅给设计人员提供一个三维实体 模型,同时还提供包含了材料信息、工艺设备信息、 进度及成本信息等,这些信息的引入,使各专业均 可以采用BIM的数据进行计算分析或者统计,使各 专业问的协同达到更高的层次 j。 此外,由于BIM可以应用于工程项目的全生命 周期,所以,对于建筑设计企业,施工企业、发展商、 物业管理单位以及各相关单位之间的协同提供了 良好的协同工作的基础。 参考文献 [1]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息 技术,2010,24110117. [2]张学斌.BIM技术在杭州奥体中心主体育场项目设计中的 应用[J].土木建筑工程信息技术,2010,245054. [3]邵韦平.数字化背景下建筑设计发展的新机遇关 于参数化设计和BIM技术的思考与实践. [4][5]傅筱.建筑信息模型带来的设计思维和方法的转 型.建筑学报.2009.1 [6]何关培新浪博客,http//blog.sina.corn.cn/heguanpei [7]杨远丰,蔡晓宝.三维管线综合设计实践与技术探讨. [8]陈宜.建筑协同设计的推广. Building Ination Modeling’S Application In Architectural Design llⅢ ’ 1 Shenzhen Huasen Architecture and Engineering Designing Consultants Company Ltd.,ShenZhen 5 1 8054,China AbstractBuilding ination modelingBIMwill be a new technological revolution in the construction in dustry,this paper analyzed the BIM’S advantage and application in the field of architectural design,and explored its effect to the quality and efficiency of the architectural design. Key WordsBuilding Ination Modeling;BIM;Architectural Design

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