BIM可视化在建筑设计中的应用

BIM可视化在建筑设计中的应用

作者：兰昱莹

来源：《城市建设理论研究》2012年第33期

【摘要】：本文简述了基于BIM的设计可视化在建筑设计中的应用。借助一系列的三维软件可以有效地解决建筑工程空间关系上的复杂、三维协同设计以及管线综合等难点问题。同时，通过建筑信息模型的建立，更好地完善了设计、施工等多家项目参与方之间的数据共享与传输，提升了BIM理念在我国典型工程中的应用水平。 【关键词】BIM建筑设计可视化

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号： 引言

伴随着我国建筑业的蓬勃发展，新材料、新工艺、新技术得到不断的发展和应用，建筑工程以更快的进度、更节能环保的方式、更高的建筑高度实施着。这得益于设计方法和设计理念的革新以及施工技术的进步。1982年，Autodesk公司推出CAD绘图软件。随后国内开始了“甩图板”运动。全面推行CAD软件绘图如今CAD已经成为工程师们的必备工具。然而，一股新的势力BIM正在积蓄着自己的力量。 一、BIM对于建筑设计行业的意义 1.BIM技术推动建筑设计方法

从“平面”角度转型到“空间”角度。随着计算机技术的不断发展，BIM技术的应用很快改变了建筑设计者、建筑建造企业对于设计工作的表面化的概念，而是认为建筑设计要从时间、空间及整个功能综合考虑出发，随时间的变化，运用计算机技术对建筑外空间、内空间进行动态的布局设计。因此，BIM技术提供了一个具备三维角度的数据逻辑系统，该系统使整个设计工作的各个组成部分有机整合在一起，凸显了三维立体的设计功能且操作简便，让建筑设计工作回归本质。

2.BIM技术促进建筑设计在思维模式上的转型

BIM技术将建筑设计师的思维从二维设计拉到三维设计，这需要建筑设计师、设计企业以及建筑企业在思维模式上做出相应的转变。BIM技术强调的是建筑本源的回归性，提高建筑设计师对形态、空间、时间的探索可行性，以及对各种信息数据数字化的适用性。 3.BIM技术帮助建筑设计从“粗放型”转型到“集成型”

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

BIM技术以三维信息模型为数据平台帮助建筑工程完成集成工作，实现设计从“异步的、松散联系”转化为“同步的、紧密联系”的设计，集成化的实现可以提供设计工作在整个建筑工程项目中的主导作用。同时，信息等各种数据的集成分析、总结可以帮助整个建筑工程项目协调、统一的展开。

二、BIM可视化在建筑建筑设计中的应用 1.三维设计

世界上任何的实体都是以三维空间状态存在的，过去的一些年，由于受到设计工具的限制，二维图纸一直是最主要的表达方式。但是随着软件的开发，基于BIM的设计可视化技术逐渐出现，三维设计有了强有力的技术支柱，从此空间设计变得简单易行。 我们在三维建筑信息模型(BIM)构建方面作了有意义的应用尝试。 (1)项目准备

项目准备阶段应评估工程规模、充分理解建筑方案意图及设计特点为项目模型的创建选择优化的方案。根据工程规模划分为区域功能模块或系统模块来完成建模。三维建模主要根据提供的CBD建筑设计技术资料，直接从方案阶段CAD图纸导入到三维建模软件平台，为该项目创建建筑、结构、给排水、消防、电气(桥架)和暖通三维信息化模型基础轴网等。当然可以新构建轴网来达到统一建立基本的轴网及坐标基准等，使用共有的轴网坐标，这样不论做后期整合项目及管综仿真碰撞等都相当重要。 （2）创建项目模型具体分工

如果工程有地下室，绘制时应从一层平面开始绘制，然后才是地下室平面图。建筑专业主要完成建筑信息模型以及平面、立面、剖面施工图和门窗明细表、详图大样(包括自动扶梯和楼梯大样等)，图纸表示深度相当于施工图。在建筑信息模型中要绘制结构梁、板等，任意转折剖才能真实准确表达剖面尺寸，当然也可以将设计资料导出到CAD中整理成设计文件再导入revit中。为节约时间，提高出图效率，标准详图大样可直接导入AUTOCAD图块。 结构专业根据结构电算等，建立出梁、柱、板、屋面及楼梯等的三维信息模型，主要用于结构业态模型自检及管道碰撞检测的基础数据资料即参照物等。 (3)各专业设计的配合

在项目设计过程中，不同专业数据统一管理，互相参照，及时将数据互相更新，随时对项目进行审查，及时进行修改。如设备建模在管道系统布局创建之前，给排水、电气、暖通专业设计人员要互相沟通统筹安排，确定各设备系统的层高；在设计时，根据平面布置图，定义不

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

同颜色标识把复杂的管道系统区分开，直接绘制三维模型，可在任一视图中修改，自动协调变更，始终准确到设计图纸及文档。 2.协同设计

二维DWG图纸具有相对独立的信息，彼此之间没有关联性。过去以图纸为工作对象的工作方式，同一设计内容在不同图纸上重复出现，这样就使得修改工作量大大增加，并且也大大增加了出错的机会。

三维协同设计以唯一的建筑信息模型为工作基础，图纸是模型自动生成的副产品。模型中所有的设计数据与信息都是相互关联并且相互依赖的，一旦模型中的某一个参数发生改变，与其相关的所有内容都会发生相应地改变。设计过程中，服务器端唯一的中心文件(CentralFile)与每个客户端的模型(LocalFile)保持数据的修改与更新。

三维的设计环境中，以设计内容的分工依据变得更为重要。它彻底改变传统的单兵作战的工作方式，要求设计团队更多地关注设计本身，而不仅仅是图纸。 3.虚拟现实

虚拟现实的一个重要应用就是虚拟漫游。人们将现实模拟出来的主要目的，就是想要更直接的感知现实。正常情况下，建筑师会通过沙盘、效果图、漫游动画等方式来展示设计效果，供决策者、设计师、施工人员以及公众来理解和感受。但这些方式有着共同的缺点，就是当设计方案经过修改后，为了重新制作这些展示成果，常常需要消耗大量的资源。基于建筑信息模型的设计可视化技术，最大的优势是同步各专业能够随时更新模型，生成渲染图片、漫游动画等虚拟现实成果，这是过去的所不能达到的技术手段。 4.土建专业与设备专业模型交叉碰撞检测

在各专业建模过程中随时进行专业内部设计自检，自动检查主体模型及链接模型之间构件冲突，提交三维模型自检报告，通过三维自动截图、剖面及平面示意图来表达，准确找出碰撞位置。以分析建筑模型自检报告为例，由于三维设计进度置后于二维CAD，在二维图纸中如果出现尺寸标注错误、少画了墙线、排风竖井上下层出现偏差等错误，可以同时对20多个错误进行“点对点”快速定位。自检阶段可以及时解决建筑、结构、暖通专业原有二维设计数据资料存在的任何错误与偏差，使设计进一步接近完美。 5.管线综合

通过各个专业模型的建立，比如建筑、结构、机电等，项目可以建立各专业精确的BIM信息，最大程度上地发挥设计可视化的优势——管线综合。通过这一项技术，以往在二维平面做管线碰撞的方式将在真正意义上被提升为三维空间的碰撞检查，为设计提供了前所未有的三

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

维碰撞检查报告。并且得以在可视化的模型中实时修改、更新，使得模型的调整和优化变得异常的方便快捷。 结语

目前我国缺乏系统化的、行之有效的BIM标准，这些标准包括数据交换标准，BIM应用能力评估准则，规范BIM项目实施流程等。美国是最先出BIM标准的国家，2002年已经颁布NBIMS，英国，德国也相继出台标准，日本是亚洲第一个建立该标准的国家。BIM技术在我国设计行业才刚开始实践，我国虽然将BIM作为十二五发展的重点发展项目，但标准至今未建立起来，这就影响了推广和使用。

另外，BIM作为设计技术的第二次革命，它与以前技术最大的不同在于思维方式。必须将原来的二维化思维方式转向三维化。这样才能提高设计价值，让建筑业发展的更好。 参考文献

【1】傅筱．建筑信息模型带来的设计思维和方法的转型[J]．建筑学报，2009，1：77-80 【2】卜一秋．以协同设计思维迎接三维建筑设计时代[J]．建筑创作，2011，6：162．164 【3】方海.弗兰克•盖里，毕尔巴鄂古根海姆博物馆[M].北京：中国建筑工业出版社，2009 【4】琳达•格鲁特（美），大卫•王.建筑学研究方法[M].王晓梅译.北京：机械工业出版社，2011