鄧于莘 沈宇航

（閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建省龍巖市 364000）

在國家進(jìn)一步推進(jìn)建筑裝配化的當(dāng)下，其發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用。在不斷發(fā)展中，越來越多的相關(guān)軟件層出不窮，都是為了更加便捷和高效實(shí)現(xiàn)建筑信息化。BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型作為建筑行業(yè)的信息化，逐漸深入建筑領(lǐng)域，包括從建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等建筑的全生命周期，將建筑信息整合于一個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫中，方便各環(huán)節(jié)的協(xié)同工作，有效的提升工作的效率，節(jié)省人力物力?？梢暬?shù)化、仿真性、數(shù)據(jù)分析等優(yōu)點(diǎn)，為工程建設(shè)過程提供了許多便捷，讓各種復(fù)雜的問題能夠迎刃而解。

傳統(tǒng)的二維圖紙所呈現(xiàn)出來的空間信息是相對抽象的，這必然是需要有一定專業(yè)基礎(chǔ)的人員才能進(jìn)行識讀且各個(gè)專業(yè)的圖紙也對口的專業(yè)人員才能準(zhǔn)確識讀。圖形化的空間信息會限制人們對其所要表達(dá)內(nèi)容的了解和深入，如果將其轉(zhuǎn)化成三維可以更加直接的呈現(xiàn)出空間信息，為其提供了較為可視化的展示空間，讓人們對抽象難懂的空間信息能夠直觀讀取。建筑圖紙當(dāng)中所傳遞的空間信息往往是較為復(fù)雜且抽象的，在數(shù)量繁多、關(guān)系復(fù)雜的空間信息面前，以二維的圖紙進(jìn)行空間的想象分析是有一定的局限性和困難性的。且由于三維數(shù)據(jù)本身就可以降維到二維，同樣能夠應(yīng)對各種不同的需求。

Revit系列軟件主要是圍繞著BIM來構(gòu)建的，它的各項(xiàng)功能是為建筑專業(yè)“量身定做”的，它可以同步的將你所繪的二維圖紙轉(zhuǎn)為三維建筑模型視角。在三維建筑模型當(dāng)中可以更加直觀的發(fā)現(xiàn)二維圖紙中難以發(fā)現(xiàn)的各類矛盾，實(shí)現(xiàn)建筑信息模型的可視化和直觀化。同時(shí)它也可以進(jìn)行工作共享，允許團(tuán)隊(duì)多名成員同時(shí)處理同一個(gè)建筑信息模型，可最大化的為到建筑設(shè)計(jì)師、建造師、造價(jià)師等提供便利。當(dāng)模型建立完成，可以導(dǎo)出各種圖紙如平面圖、立面圖、剖面圖、三維效果圖以及明細(xì)表等，這些信息都是來自同一個(gè)建筑模型的信息數(shù)據(jù)庫。Revit將會收集模型各個(gè)專業(yè)方向的相關(guān)信息，并且同步這些信息。它的參數(shù)化運(yùn)行，可以兼容于不同的領(lǐng)域?qū)IM的工作需求。

1 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用Revit建模的原因

建筑設(shè)計(jì)由手工繪制二維施工圖搭配手繪效果圖發(fā)展到運(yùn)用計(jì)算機(jī)CAD軟件進(jìn)行二維設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)軟件3DMAX進(jìn)行效果圖制作,到建筑信息模型的推廣，將二維和三維結(jié)合設(shè)計(jì)。這個(gè)漫長的過程當(dāng)中，逐漸向著更加便利于設(shè)計(jì)師的方向發(fā)展。BIM的正向設(shè)計(jì)通常是指運(yùn)用Revit軟件進(jìn)行“先協(xié)同建模，后整體出圖”的設(shè)計(jì)模式。主要在建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各建筑專業(yè)設(shè)計(jì)師運(yùn)用Revit軟件運(yùn)用三維建筑模型的協(xié)同設(shè)計(jì)，通過模型可以直接得到所需的二維圖紙、效果圖、造價(jià)報(bào)表等。

傳統(tǒng)的二維平面在設(shè)計(jì)過程中很難發(fā)現(xiàn)一些潛在的矛盾，也很難迅速意識到一些想法在實(shí)際建設(shè)過程中的不可實(shí)施性，同樣在這個(gè)過程中也需要建筑設(shè)計(jì)師反復(fù)的推敲和修改。如圖1，對樓梯構(gòu)件的設(shè)計(jì)當(dāng)中，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，并不能直觀的對樓梯的踏步高度已經(jīng)踏步數(shù)進(jìn)行合理的定值，相對于在三維模型視圖當(dāng)中的正向設(shè)計(jì)，二維設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)師耗費(fèi)更多的時(shí)間和精力。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，可以運(yùn)用三維的建筑信息模型進(jìn)行對設(shè)計(jì)的構(gòu)思，減少在二維設(shè)計(jì)過程中花費(fèi)的時(shí)間和精力，能更加直觀的在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)問題，也可以與其他專業(yè)的設(shè)計(jì)師協(xié)同設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程能互相指出彼此設(shè)計(jì)中可能會出現(xiàn)矛盾的問題。在對建筑物的設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)等方面能起到效率提升、質(zhì)量提高的效果。

圖1：樓梯的二維圖紙和三維Revit模型

我國雖然引進(jìn) BIM 技術(shù)的時(shí)間很長，但是并沒有在很大程度上去改變基本的建筑行業(yè)情況，在建筑的設(shè)計(jì)、施工等方面依然是以較為傳統(tǒng)方式為主。但是建筑設(shè)計(jì)方面顯然更加需要三維信息模型的幫助?，F(xiàn)在正處于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)走向基于BIM的正向設(shè)計(jì)過程中的重要時(shí)期，最好的方法就是能在二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提供三維視圖的參考。而Revit系列軟件能夠較好的解決更新?lián)Q代的兼容性問題，他能將傳統(tǒng)的基于CAD系列軟件的二維圖紙鏈接到三維信息模型當(dāng)中，在二維圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息建模，這種方式也較好的解決了走向BIM正向設(shè)計(jì)過程當(dāng)中出現(xiàn)的各種矛盾。而且運(yùn)用Revit進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，其所需的各種構(gòu)件如：梁、板、柱、墻等都可以使之自帶信息量。這在后續(xù)的各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)中，可以更加直觀的接收到這一系列的信息，也方便了最后明細(xì)的生成。且相較于平面輸出的建筑圖紙，三維的建筑出圖更具有直觀性、可視性和真實(shí)性?？梢愿又苯拥淖寴I(yè)主明白設(shè)計(jì)師的想法，提升了建筑設(shè)計(jì)整體的效率，如圖2。

圖2：三維Revit模型

2 Revit軟件的操作特點(diǎn)

Revit軟件的使用過程當(dāng)中，有較多的操作是與以往通過二維圖形軟件所不同的。他的繪圖模式是基于BIM技術(shù)的三維模型，模型和圖紙之間存在著密切的關(guān)聯(lián)性。參數(shù)化的工作模式下，在同一個(gè)信息模型中的多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，所有的數(shù)據(jù)會隨著其中一方的修改而修改，節(jié)省了大量的人力和物力。同時(shí)Revit軟件也為建筑方向的設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的工具，如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建模中，它可以將復(fù)雜材質(zhì)的物力模型和可單獨(dú)編輯的模型進(jìn)行集成，同時(shí)也為一些常用的結(jié)構(gòu)分析軟件提供了雙向連接的可編輯接口。不僅能在結(jié)構(gòu)施工前期進(jìn)行模型可視化和施工模擬，也可以在早期設(shè)計(jì)當(dāng)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)矛盾之處并做出明確的修改，最大限度的減少在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的一些問題，同時(shí)也能協(xié)助其他專業(yè)來更好的進(jìn)行工作。例如在后續(xù)的結(jié)構(gòu)造價(jià)當(dāng)中，Revit軟件也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對常用計(jì)算軟件的信息雙向傳輸，極大的促進(jìn)了各專業(yè)之間的互相協(xié)調(diào)。節(jié)約了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師學(xué)習(xí)多種建模工具的時(shí)間、省去了造價(jià)師在計(jì)算軟件中進(jìn)行重復(fù)建模的復(fù)雜工序，實(shí)現(xiàn)了基于一個(gè)模型就能夠運(yùn)用在各個(gè)建筑專業(yè)上的參數(shù)化模式，提高了建筑項(xiàng)目的整體效率同時(shí)也加強(qiáng)了各團(tuán)隊(duì)之間的互相合作。

同時(shí)Revit軟件還提供了信息模型中建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等所需的大部分建筑圖元，這類構(gòu)件的應(yīng)用是傳統(tǒng)二維繪圖軟件所不帶有的，該圖元也稱之為“族（Family）”，是構(gòu)件建筑信息模型的基礎(chǔ)單元。如梁、板、柱、墻、門窗等構(gòu)件在Revit軟件的安裝目錄當(dāng)中會自帶有不同類型的族。但是由于不同工程當(dāng)中會有對這些構(gòu)件有著不同的需求，而軟件自帶的構(gòu)件類型不能夠滿足時(shí)，設(shè)計(jì)師就可以通過各種參數(shù)化條件進(jìn)行構(gòu)建工程所需的一些“族”構(gòu)件，并能在之后的其他工程的設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行循環(huán)使用，也可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行參數(shù)的修改。如圖3，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)自己的需要在Revit軟件提供的模板中通過拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣等命令進(jìn)行自定義修改，進(jìn)行創(chuàng)建滿足工程需求的新構(gòu)件。

圖3：族的創(chuàng)建

同時(shí)軟件自帶的一些主體構(gòu)件和族構(gòu)件無法滿足設(shè)計(jì)需求時(shí)，也可以在內(nèi)建模型內(nèi)對一類有特殊尺寸和構(gòu)造要求的構(gòu)件以及一些形狀復(fù)雜奇特的非常見構(gòu)件進(jìn)行自主創(chuàng)建。如圖4，并根據(jù)不同構(gòu)件的類型選擇相應(yīng)的族類別和族參數(shù)的模板直接在主體模型中內(nèi)建設(shè)計(jì)師所需要的模型構(gòu)件，可以更加直觀的觀察和對比設(shè)計(jì)出的構(gòu)件與主體模型的適配程度，能夠及時(shí)且直觀的判別改設(shè)計(jì)想法的可行性和實(shí)用性。

圖4：內(nèi)建模型的應(yīng)用

3 運(yùn)用Revit軟件正向設(shè)計(jì)的難點(diǎn)

設(shè)計(jì)作為工程建設(shè)和實(shí)施的最初階段，也是較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計(jì)，很難讓人直觀的去理解一個(gè)建筑設(shè)計(jì)作品，作為業(yè)主也大部分只能等到建成之后才能對建筑物的體量和外觀有整體性的了解。作為設(shè)計(jì)師來講在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中需要在自己在腦海中一次次的模擬自己的作品和想法，這相對于直觀的三維模型也需要耗費(fèi)大量的精力。在近幾年來運(yùn)用BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)也逐漸成為大家的熟客。但是大部分的項(xiàng)目雖然在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)在運(yùn)用BIM技術(shù)了，但是絕大多數(shù)的項(xiàng)目當(dāng)中BIM技術(shù)運(yùn)用和建筑設(shè)計(jì)之間并沒有存在緊密的結(jié)合，建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和BIM技術(shù)的應(yīng)用是有著先后之間的關(guān)系的，兩個(gè)過程分開實(shí)施。建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完成后輸出一套完整的建筑施工圖之后，由BIM繪圖工程師進(jìn)行已輸出的建筑施工圖進(jìn)行BIM信息模型的搭建，業(yè)界將這個(gè)過程成為“翻?！?。在信息模型搭建完畢之后，各專業(yè)人士再基于Revit軟件進(jìn)行對建筑模型的項(xiàng)目優(yōu)化和問題查擺，并準(zhǔn)確的收集已存在的問題對建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行問題反饋，提出設(shè)計(jì)變更后在進(jìn)行對圖紙的修改。

目前基于二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)成果的BIM技術(shù)應(yīng)用，并不能發(fā)揮BIM技術(shù)的許多優(yōu)點(diǎn)，不過也在一定程度上對建筑設(shè)計(jì)起到了輔助作用。Revit軟件的不同專業(yè)協(xié)同合作，可視化功能以及各個(gè)平面與三維效果圖之間的同步設(shè)計(jì)修改等技術(shù)并沒有很好的得到應(yīng)用。要充分的發(fā)揮起B(yǎng)IM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段上的作用，就是要逐漸將常見的“翻?！陛o助設(shè)計(jì)推向基于BIM技術(shù)的正向設(shè)計(jì)。不止在建筑、結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)可以做到，在水電管線綜合、設(shè)備預(yù)留預(yù)埋等多個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)當(dāng)中都能做到。不過在多個(gè)專業(yè)的協(xié)同合作設(shè)計(jì)的模塊中，各個(gè)領(lǐng)域和專業(yè)也都在嘗試和磨合當(dāng)中，這也是需要大量的實(shí)踐和試錯才能充分運(yùn)用該功能，如果能將這項(xiàng)工程運(yùn)用到正向設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，無疑會增加項(xiàng)目設(shè)計(jì)的效率，也減少了各專業(yè)之間的互相協(xié)調(diào)。且對于一些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)師來說，并沒有很熟練的掌握Revit等一系列基于BIM技術(shù)的軟件。對于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法反而會更加促進(jìn)他們的思維模式，面對三維的正向設(shè)計(jì)也需要不斷的摸索和轉(zhuǎn)變思路。需要項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗壓性并加強(qiáng)對BIM系列軟件的理解和運(yùn)用，這個(gè)逐漸更迭換新的過程也會比較漫長。隨著科技便民的發(fā)展，大部分設(shè)計(jì)師也會對三維正向設(shè)計(jì)進(jìn)行學(xué)習(xí)和運(yùn)用，不過企業(yè)對于其的組織推廣較為薄弱沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。基于BIM技術(shù)的正向設(shè)計(jì)對于建筑設(shè)計(jì)具有很大的幫助和價(jià)值，但是這個(gè)過程實(shí)施起來較為困難和漫長，需要企業(yè)和設(shè)計(jì)師的共同付出巨大的努力才有機(jī)會將其成為趨勢。

4 在建筑設(shè)計(jì)過程中的具體應(yīng)用

以閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)實(shí)訓(xùn)大樓為例，學(xué)校與恒億集團(tuán)進(jìn)行合作，由設(shè)計(jì)方提供初步的完成階段圖紙。由企業(yè)進(jìn)行根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙的完成BIM信息模型建模，基于同一個(gè)模型進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等不同專業(yè)的三維信息模型創(chuàng)建。并在建模的過程當(dāng)中尋求和解決基于同一個(gè)信息模型的不同專業(yè)協(xié)同合作的問題，并在不斷的實(shí)踐當(dāng)中得到了一定的成效。通過建筑、結(jié)構(gòu)兩個(gè)專業(yè)協(xié)同合作建模的過程當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如建筑、結(jié)構(gòu)之間的一些數(shù)據(jù)矛盾以及位置沖突，梁柱的位置和標(biāo)高不同、板面標(biāo)高降板有誤等一系列問題。BIM建模團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)方進(jìn)行修改和變更，在整個(gè)建筑項(xiàng)目當(dāng)中起到了可視化、直觀化的作用，建模團(tuán)隊(duì)在建模過程當(dāng)中可以直接的發(fā)現(xiàn)問題的所在，檢查建筑結(jié)構(gòu)之間存在的矛盾和碰撞，并在得到回復(fù)意見之后，合理的進(jìn)行修改和變更。大大降低了施工過程中的損失，加強(qiáng)了整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量。同時(shí)通過實(shí)際的建筑項(xiàng)目來促進(jìn)BIM技術(shù)在建筑方面的發(fā)展，探索和實(shí)踐基于BIM的多方協(xié)同合作的功能，并使之能運(yùn)用在后續(xù)的更多項(xiàng)目當(dāng)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)過程當(dāng)中存在的問題并進(jìn)行改進(jìn)。

在不斷的實(shí)踐和試錯當(dāng)中尋求基于BIM正向設(shè)計(jì)的方案，并在現(xiàn)有的模式上進(jìn)行突破和改進(jìn)。目前BIM技術(shù)只是用于輔助設(shè)計(jì)之上，在建模團(tuán)隊(duì)基于二維圖紙建模的過程當(dāng)中，對建模團(tuán)隊(duì)的要求是比較多的，要必須具備對建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)圖紙的準(zhǔn)確識讀，也要對Revit軟件有著熟練的操作，這才能避免在建模過程當(dāng)中出現(xiàn)耽誤進(jìn)程等錯誤。在上面提到的建筑項(xiàng)目的建設(shè)當(dāng)中BIM技術(shù)基于暖通、水電專業(yè)的效果是較為顯著的，在進(jìn)行各專業(yè)的管道建模之后，進(jìn)行整體的管道碰撞模擬就能直觀的發(fā)現(xiàn)很多問題所在，真正的實(shí)現(xiàn)了多方協(xié)同合作并發(fā)現(xiàn)問題的過程。大大減少了施工過程當(dāng)中出現(xiàn)問題的頻率，并能在設(shè)計(jì)師的反饋之下進(jìn)行及時(shí)的變更。建筑模型建成之后在后續(xù)的造價(jià)方面也同樣提供了較大的便利，將BIM模型導(dǎo)入到現(xiàn)在主流的一些算量軟件比如晨曦BIM、廣聯(lián)達(dá)BIM當(dāng)中，極大減少了在算量方面耗費(fèi)的時(shí)間和精力。在各專業(yè)的共同協(xié)調(diào)之后，進(jìn)行基于Revit軟件的施工過程模擬，在后續(xù)的施工過程中能將人力物力上的損失降到最低?；谀Ｐ涂梢灾苯油ㄟ^其他軟件或者插件進(jìn)行渲染，為后續(xù)的宣傳工作打下了基礎(chǔ)。BIM技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際的項(xiàng)目當(dāng)中，起到了很大的作用，在很大一方面上提高了工程的效率和質(zhì)量。不過在與設(shè)計(jì)方的問題反饋和等待回復(fù)的過程也是比較消耗時(shí)間的。如何減少這些重復(fù)的動作和繁瑣的程序，只有將BIM技術(shù)輔助設(shè)計(jì)變?yōu)锽IM技術(shù)的正向設(shè)計(jì)，才能準(zhǔn)確的解決這個(gè)問題，這也是在不斷的實(shí)踐過程當(dāng)中得到的結(jié)論。

5 結(jié)語

基于BIM技術(shù)的應(yīng)用能在很大程度上提高項(xiàng)目的建設(shè)的整體效率，但由于受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度、思想觀念上更迭的程度以及接納嶄新設(shè)計(jì)模式的程度等各方面的限制，目前基于對BIM建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用并不能發(fā)揮它的全部潛能，強(qiáng)大的參數(shù)化功能也并未得到有效的發(fā)揮。當(dāng)前而言，BIM對于建筑設(shè)計(jì)只能起到較為樸素的輔助作用，并不能開展對它的更深一步的應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)基于BIM的正向設(shè)計(jì)還有著重重的困難，在實(shí)際的項(xiàng)目中“翻?！钡膽?yīng)用也暴露出了一些存在的問題，且繁瑣的程序較多，需要較長的準(zhǔn)備周期。雖說BIM技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目的建設(shè)當(dāng)中已經(jīng)發(fā)揮出了較大的重要性，但時(shí)代在發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)也同樣需要向更好的方向去研究和推行。

基于BIM的正向設(shè)計(jì)可以解決大部分在設(shè)計(jì)“翻?！彪A段的問題，也省去了在CAD軟件中進(jìn)行完成設(shè)計(jì)之后的BIM建模這一個(gè)時(shí)間周期較長的過程?；贐IM的正向設(shè)計(jì)可以協(xié)同其他專業(yè)共同設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中就可以進(jìn)行一些構(gòu)件碰撞和問題的發(fā)現(xiàn)，并不會等到“翻?！边^后才發(fā)現(xiàn)。正向設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以極大程度的加快建筑設(shè)計(jì)建設(shè)的效率，加強(qiáng)整體的建設(shè)質(zhì)量。雖然推進(jìn)基于BIM技術(shù)的正向設(shè)計(jì)還有很長的一段坎坷道路，但也是在一步步的邁進(jìn)。BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用，在將來實(shí)際項(xiàng)目的工程建設(shè)中一定會產(chǎn)生更大的價(jià)值。改善傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的弊端，推動建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的高效性，是走向良性發(fā)展的趨勢。同時(shí)需要在建筑設(shè)計(jì)各個(gè)方向的參與者能夠準(zhǔn)確地了解BIM技術(shù)對工程項(xiàng)目建設(shè)所帶來的幫助和優(yōu)勢，不斷進(jìn)行BIM的技術(shù)的實(shí)際和應(yīng)用。更需要基于BIM技術(shù)的各平臺和軟件進(jìn)行優(yōu)化自身產(chǎn)品的業(yè)務(wù)能力和應(yīng)用效率，并拓展軟件的使用范圍和使用功能。希望在各專業(yè)設(shè)計(jì)師、企業(yè)還有產(chǎn)品本身的努力和實(shí)踐當(dāng)中，更快的推進(jìn)基于BIM技術(shù)的正向設(shè)計(jì)。