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    建筑信息模型与建筑室内设计.pdf

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    建筑信息模型与建筑室内设计.pdf

    第1卷第2期 2009年12月 V01.1 No.2 Dee.2009 建筑信息模型与建筑室内设计 华东交通大学艺术学院,南昌330013 【摘要】本文分析了传统计算机辅助室内设计所面临的种种挑战,介绍了建筑信息模型的具体含义及其技术思 想,论述了建筑信息模型应用在室内设计中所带来的革命性变化,并通过两个实例进一步阐述了建筑信息模型技 术在室内设计中应用的优势。 【关键词】建筑信息模型;室内设计;可视化;协同设计 【中图分类号】TU201.4;TP391.9 【文献标识码】A 【文章编号】16747461200902008304 现代室内设计是综合的室内空间环境设计,包 括视觉环境和工程技术方面的问题,也包括声、光、 热等物理环境以及氛围、意境等心理环境和文化内 涵等内容。室内设计师必须在空间中思考,这是其 工作性质决定的。长期以来,室内设计师虽然一直 与空间打交道,但却以平面图纸的方式来表达空间 设计,并最终体现为空间物质实体。以往室内设计 师深知平面图纸表现的局限性,于是花费大量的时 间和精力去制作各种比例的整体或局部模型来 进一步思考、推敲。但是在实际模型上工作,意味 着高额的成本并且低效率。随着计算机技术的发 展,计算机辅助室内设计得到了广泛的应用。但设 计师的思维方式和工作模式并未得到根本改变,只 是实现了利用计算机替代手工绘图。建筑信息模 型技术的出现,使室内设计师能够在真正的三维设 计环境中工作,将他们从疲于经营图面效果的窘境 中重新拉回到原初的设计愿望,从而更快更好地实 现设计的目的和意义。 1传统计算机辅助室内设计面临的挑战 传统的计算机辅助室内设计主要采用AutoCAD 等设计软件进行二维的平、立、剖面图设计,在3ds Max等三维设计软件中制作效果表现图。这种工作 模式与传统手工绘图方法步骤类似,只是利用了计 算机作为媒介,较手工绘图要高效、精确,并未从根 本上将设计师从繁重的绘图任务中解脱出来。传 统设计软件无法做到平、立、剖面图之问及其与三 维模型之间相互关联,某一图纸作了变动,其它图 纸得相应手动修改,甚至重绘,往往会出现各种图 纸表达互不相符的现象。 为了推敲细节与最终设计效果,设计师完成 平、立、剖面图设计之后,用3ds Max等软件建立三 维模型并可渲染成照片级的效果图。由于用3ds Max软件建模操作复杂,设计师难于熟练掌握,有关 用3ds Max建模方法的研究应运而生 ~一。但是此 类三维模型并无集成相关信息,其目的仅仅是为了 得到三维浏览动画或效果表现图,其价值不能带入 后面的施工图设计和项目管理阶段。 在室内工程中会大量应用各种材料、构件、灯 具等,工程的概预算往往成为令设计师头疼的问 题,也是以往计算机辅助设计手段不能解决的问题。 以上问题是目前CAD室内设计中面临的普遍 问题,是进一步提高设计水平和设计效率所面临的 严重挑战。只能通过计算机新技术的应用来解决 这些问题,建筑信息模型技术提供了可靠的解决 方案 2建筑信息模型 建筑信息模型Building Ination Modeling, BIM是近年来出现的一项新的建筑数字技术。它采 【作者简介】刘烈辉,男,硕士,华东交通大学艺术学院设计系主任,主要研究方向建筑与室内设计、建筑数字技术。 07917045013 Emailliehuiliu126.com 用信息化建模技术,大大提高了建筑信息的集成化程 度,它将使设计乃至整个工程的质量和效率显著提 高,成本降低,为建筑业的发展带来巨大的效益。 建筑信息模型技术应当包含建模和应用两个 方面的含义。 从建模的角度来说,建筑信息模型是以三维数 字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息 的工程数据模型,是对该工程项目相关信息详尽的 数字化表达。它既包含建筑物三维模型的几何信 息,还包含了建筑构件的物理特性和功能特性及其 相关的项目生命周期信息。 从应用的角度来看,建筑信息模型强调了对信 息完全数字化的要求,可以在项目的生命周期中随 时给模型增添各种工程信息,满足项目的各种需 求。因此,建筑信息模型也是一种涵盖建筑工程项 目生命周期的数字化方法,可以使建筑工程显著提 高效率和大量减少风险。 目前BIM技术已经成为全球主要工程设计软 件开发商采用的主流技术,如Graphisofl公司的A卜 chiCAD、Bentley Systems公司的Tria、Autodesk 公司的Revit、Gehry Technologies公司的Digit Project 等软件都是采用BIM技术。 基于BIM技术的设计软件以下将简称为BIM 设计软件包含了以下三种主要的技术思想 第一,在三维空间建立起单一的、数字化的建 筑信息模型,建筑物的所有信息均以统一数据库的 形式保存在该模型中,以便于更新和共享。 第二,在设计数据之间创建实时的、一致性的 关联。因此,由同一个数字化建筑模型生成的所有 设计图纸、图表均相互关联,各数字化构件实体之 间可以实现关联显示、智能互动。对设计数据的任 何更改,都马上可以在其他关联的地方反映出来。 第三,支持多种方式的数据表达与信息传输。 BIM软件既支持传统的平、立、剖面图等二维方式和 图表表达,也支持轴测图、透视图等三维方式表达 甚至动画方式显示,还支持XMLExtensible Markup Language,可扩展标记语言以便于网络传输。 3 BIM技术在室内设计中应用的优势 将BIM技术应用于室内设计将会带来的革命 性变化。 3.1信息化建模 BIM设计软件不再提供只能画点、线、圆等简单 元素的几何绘图工具,而是在设计过程中直接放置 墙体、门、窗、梁、柱等构件图元,建立起由构件组成 的信息化模型。软件带有强大的构件库,各种构 件、家具、厨房设备、卫生洁具都存储在库中,可以 随时调用。 模型建立后,可自动生成室内设计表达所需的 各种图纸。对于形状复杂的室内构件,如图1所示 的室内空间与构件,用传统的CAD设计软件来绘制 相当困难,但是应用BIM软件则得心应手,只需用 BIM设计软件建立好三维模型则其平、立、剖面图就 能自动生成,设计过程变得非常轻松。 图1 复杂的室内空间与室内构件 3.2设计数据关联变化、智能联动 由于生成的各种图纸都是来源于同一模型, 所有的图纸、图表都是相互关联的,避免了不同视 图之间出现的不一致现象。如果需要对设计进行 更改,无论在哪一张视图上改动,相关联的图纸、 图表上也跟着发生了关联变更,这种关联变更是 实时的。 关联变化与智能联动还体现在构件之问存在 着关联关系。例如在模型中安装在顶棚上的灯具, 如果要把顶棚升高或降低,灯具的高度就会随之升 高或降低;如果把模型中的顶棚删除,顶棚上的灯 具也会随之删除。 3.3可视化分析 前面提到,BIM设计软件建立起的模型就是 设计的成果。至于各种平、立、剖面图,以及三维 效果图、三维动画等都可以根据模型随意生成,这 建筑信息模型与建筑室内设计 85 就为设计的可视化分析空问分析、体量分析、效 果分析、细节处理提供了方便。设计师可以利用 三维模型在任意的视角上推敲设计,确定材料材 质、饰面颜色、灯光布置、固定设施等,检查管线和 构件的碰撞情况,确定各种管线穿越构件的准确 位置,从而做到对设计进行细致的分析,保证了设 计的质量。 3.4更加关注细节 室内设计十分关注细节,可视化分析为处理好 细节创造了条件。灯光、材质、饰面、家具等细节影 响着设计的最终效果。不管在概念设计阶段还是 深化设计阶段,BIM设计软件都支持设计师生动而 方便地表现这些细节。 在传统的计算机辅助设计中,要想创建高品质 的渲染图像来推敲细节,需要一个复杂的调整、加 工、制作过程,涉及到二维、三维等多个设计软件。 应用BIM设计软件,设计师可以方便地利用BIM中 的照明信息、精确的饰面信息以及材质信息来轻松 完成照片级的渲染图制作,对细节进行推敲,大大 提高了效率。 3.5丰富的附加功能 由于BIM的数据库中包含了所代表的建筑物 的详尽信息,这样就为BIM的进一步应用创造了条 件,为设计工作增加了很多附加功能。 可以利用它自动统计工程量。从模型中生成 各种门窗表、材料表以及各种综合表格十分容易。 要统计某间隔墙的面积、体积,或者装饰构件的数 量、价格、厂家信息也十分方便。设计师很容易利 用它来进行工程概预算,为控制装修报价或投标报 价提供了精确的数据依据,保证了实际成本的差异 率在可控制的范围内。利用它生成采购清单等能 够保证采购数量的准确性。 室内设计除空间功能设计和视觉艺术设计外, 还包括室内声、光、热环境的设计。尤其是大型公 共建筑室内空间对声、光、热环境有着很高的要求。 由于BIM包含的丰富数据中也包含构件材料的各 种物理数据热阻值、隔声系数、等,这就为直 接把信息化模型导出到诸如Ecotect、IES等分析软 件中进行声、光、热环境的建筑物理分析创造了条 件,为室内物理环境设计提供精确的计算依据。 3.6实现信息共享与协同工作 在建筑信息模型中,有关建筑工程的所有基本 构件的有关数据都存放在统一的数据库中,实现了 信息集成。这就可以以BIM为核心构建协同工作 平台,使室内设计、电气、给排水等不同专业的设计 人员都能够通过网络在同一个建筑模型上展开协 同设计,还可以通过协同工作平台与业主、承建商、 材料供应商等进行协调与沟通并及时传达信息,各 种信息能得到有效的管理与应用,保证设计协凋、 高效、顺利地进行。这一点,对于体育馆、影剧院等 大型室内装修工程特别重要。 4 BIM技术在室内设计中的应用 4.1 林肯中心的爱丽丝杜利音乐厅改造工程 美国纽约市林肯中心的爱丽丝杜利音乐厅最 新的改造工程图2来源http//bbs6.zhulong. coin/forum/detail168761.htm1应用了BIM技术, 取得了令人满意的效果。 图2林肯中心的爱丽丝杜利音乐厅改造 该项目要求在现有空间的墙体系统中采用新 型材料,并规定了严格的误差及有限的工期。音乐 厅内部采用了半透明的、弯曲的木饰面板的墙板系 统。设计师应用Digit Project建立室内的三维模型, 包括木墙板、承重钢结构、剧场缆索提升装置、暖通 水电系统等各个方面,并考虑了各构件、各系统的 相互影响,使工程得以顺利进行。其中有以下几 点,凸显了BIM技术的优越性 1设计师通过Digit Project与建筑木业厂商、 板材顾问进行协同工作,又快又好地共同完成了内 部面板设计,随后可直接按设计要求进行面板的制 造、安装。 2设计师通过Di譬it Project将各分包商的三 维模型整合在一起,并提供了预生成该项目的数字 化三维视图,完成了诸如管道系统布局等复杂系统 的设计,分析和解决了管道系统的碰撞冲突问题, 避免了因为碰撞冲突引起的修改设计、返工等问题。 86 3设计师利用Digit Projeet建立起三维信息 化模型,分析了设计中各个部分的衔接问题,确保 所制造的面板能精确地安装,确保了施工的顺利 进行。 4.2上海世博会德国国家馆 j2010年上海世博会德国国家馆是由175根钢 柱支撑起来的钢结构现代建筑,外围使用膜结构。 整个建筑造型新颖,由四个不规则几何体组成,空 间关系复杂见本刊第1卷第1期87页图1。 德国馆由于建筑造型和空间关系复杂,如果沿 用传统二维设计手段则根本无法进行该项目的室 内设计工作。例如,钢结构与内板、内装饰板之间 有很多夹角相连的关系,这种立体结构难于用二维 投影表达。 设计人员在设计中应用了Revit等三维设计软 件。先建立起三维模型,模型建成以后计算杆件的 大小,再根据杆件的尺寸进行内板、外板和膜的设 计。从而准确地解决了用传统二维设计手段难以 解决的问题。 该建筑很多空调风管都布置在大立柱的斜撑 内狭小的空间中,为了解决风管的布置以及风管和 其他构件的碰撞问题,设计师借助了Revit等三维 设计软件精心进行了管线布置的设计,甚至把风管 设计成抛物线状以避让其他构件,有效地解决管线 与各种结构构件之间及外部覆膜之间的碰撞问题。 如果用传统的二维设计方法是无法做到的。 由于采用了先进的BIM技术,从方案到施工图 的全部设计所用时间不到半年,其中包括了建筑的 室内设计,保证了工程的顺利完成。 5 结语 基于BIM技术开发的三维设计软件为室内设 计师提供了一个从概念设计到施工图设计、可视化 分析、渲染图和文档制作的统一环境,消除了设计 图档之间不一致的现象,保证设计协调、高效、顺利 地进行,保证了设计的质量和进度。实践证明基于 BIM技术的三维设计是一种非常有效的手段,设计 者用三维概念来分析空间构成关系,最终实现设计 的立体表达,实现设计目标的优化,实现设计信息 的充分利用。 BIM设计软件的应用可以改变并加深设计师对 空问的认知和对室内构筑形式的理解,其设计构思 的意义和方法也在逐渐被认识和改变,同时为室内 设计教育带来了新的课题,这也是正在发展的信息 技术对设计思维带来的新的冲击、新的革命。 参考文献 [1]雷鸿源,陈炽坤,王高.建筑室内计算机建模方法的探 讨[J].工程图学学报.200552328 [2]赵守凯.3DS MAX室内模型制作见解[J].计算机工程 应用技术.20081 0169170 [3]李建成,卫兆骥,王诂主编.数字化建筑设计概论[M]. 北京中国建筑工业出版社,2007186.197 [4]http//www.gehrytechnologies.com/,2009826 [5]http//www.3dxiaoguotu.cn/newsdetail.aspunid 742,2009829 [6]http//article.idchina.net/AutodeskBIMBuildingIrlf0r marionModelapplicationChinaoutstandingunits1.htm, 2009822 Building Ination Modeling and Interior Design The Arts School of East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China AbstractThis paper analyzes the challenges faced by traditional computeraided interior design,introduces the specific meaning and technical thoughts of building ination modeling,and discusses the revolutionary chan。 ges caused by the application of building ination modeling in interior design.In the paper,the advantages of ap。 plying building ination modeling technology in interior design are further expounded in two cases also. Key wordsBuilding ination model;Interior design;Visualization;Cooperative design

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