BIM在建筑设计中的应用蒋零

BIM在建筑设计中的应用蒋零

蒋零

腾讯科技（深圳）有限公司

摘要：随着建筑工程规模的不断加大，传统的设计软件已很难满足其需求。BIM由于具有可视化、参数化等特征，在近几年的建筑工程领域得到推广应用。本文根据案例，阐述BIM技术在构建三维建筑信息模型及管道综合设计碰撞检查等方面的应用和优势。

关键词：BIM技术；Revit软件；建筑设计

一、AutodeskRevit系列软件

BIM是协同工作提供基础，是设计、建造、管理的数字化方法，有效提高了整个工程进程中的效率及质量，降低风险。基于建筑信息模型的应用软件有很多，其中Autodesk公司的Revit就是其中重要的一种。Revit是目前地应用于建筑专业(RevitArchitecture)、结构专业(RevitStruc-ture)、水电暖专业(RevitMEP)以及管线综合与施工模拟(AutodeskNevisWorks)比较成熟的软件之一。能够缩短设计周期，对设计方案进行快速可视化;完成建筑设计各专业间的管线综合，提高设计精确度;并轻松实现项目实时漫游与效果图展示、三维碰撞检查与批注校审、施工进度模拟等工作，形成从项目设计、项目展示，到管线综合完整的建筑设计流程。

二、Revit软件的优点与传统的设计软件相比

Revit软件的优点就是本身具有丰富的信息资源，可以将Ｒevit软件作为建筑工程当中的一个相关的模型数据库，在进行建筑项目设计时，设计人员所需要的各种信息、参数都可以在Ｒevit软件中找到。同时各相关数据之间有一定的联系，设计人员输入想要了解的信息后，与该信息相关的其他信息也会随之出现，获得最详细的数据资料，不仅有效地减少了设计人员在搜集资料中浪费的时间，还能有效提高数据的准确性。

Revit能将三维建模与施工图完美地结合在一起，不仅在建筑外观方面，还可以对整个建筑的光源、热能传导以及材料性能方面进行详细的观察，可以从光源、节能、舒适性等多角度进行设计，提高整个建筑的设计效果。

具有强大的关联修改功能。设计人员在发现设计中存在的问题时，只需要针对该问题进行相应的修改，系统就会自动完成相关参数的修正，极大降低设计人员的工作量，减少了设计人员在图纸修改方面花费的时间精力，设计出最优的方案，提高建筑设计的整体效果。

具有可视化虚拟现实空间、渲染、漫游等功能，让设计师能够很容易地将自己的作品完美地展现在客户面前。

Revit的三维参数化设计理念，可以极大方便设计的修改。例如:以窗户为例，当窗户置于墙体中并距门某一位置，数据库技术记录这种关系，当门或墙移动时，“窗”会自动地修正所有视图中相应数据(位置等)并做相应的移动。

“冲突检测”功能，设计人员可以直观地了解到各个构件的分布，提前发现墙体、管道等建筑之间的冲突问题，及时进行改善，避免为后期的工作带来影响，同时可以排除施工中存在的一些困难问题，极大提高施工效率。

三、用Revit实现BIM设计实例

项目总建筑面积3853m2，地上3层，建筑高度11.75m，钢筋混凝土框架结构。建筑由三个体块穿插组合而成，局部采用半隐型玻璃幕墙，造型设计新颖，简洁大方，体现现代风格。建筑建成后将成为娱乐、休闲的综合场所。

AutodekRevit软件较传统的计算机辅助设计工具，有突出的功能优势，我院建筑师们对其表现出了浓厚的兴趣，并在本项目中尝试使用该软件进行施工图设计工作。该项目施工图设计时间周期仅为一周，这是摆在设计师面前的最大问题。在施工图设计阶段，各个专业间的配合尤为重要。专业间不仅要完成本专业的图纸设计，还需要做大量的配合工作。如果借用传统的计算机辅助设计工具，要在短短的一周时间里完成施工图设计是不可能的。而应用Revit软件的整个设计过程中，建筑师们只需专注于设计本身，建筑的立面、剖面图则是由Revit软件自动完成的。

（一）项目准备阶段

项目准备阶段应评估工程规模、充分理解建筑方案意图及工程特点，为项目模型的创建选择最优方案。

本项目三维建模主要根据提供的建筑设计技术资料，直接从方案阶段CAD图纸导入到三维建模软件平台，为项目创建建筑、结构、给排水、电气专业的基础轴网。也可以新构建轴网，使整个项目使用共有的轴网坐标。这些对后期整合项目及管道综合碰撞都非常重要。

（二）创建各专业的项目模型

首先由建筑设计师创建工作集，并在自己的工作集内将已经存在的初步方案图纸以dwg的文件格式导入至ＲevitArchitecture中进行二维至三维、平面到立体、图形向信息的数据转换。

在本项目中，建筑外立面的圆弧形玻璃幕墙及屋顶的三维造型(见图1)，在Revit中都可以轻松实现。而且这些建筑构件都有自己的参数，我们可以使用参数来精确调整和控制构件的形状、大小、材质、构造层等，只需要编辑一个数字即可，这是Revit和其他三维建模软件的根本区别。

图1建筑模型

然后再由结构工程师进入工作集，签出其权限并且通过建筑师搭建的BIM平台，应用RevitStructure进行梁、柱、板、屋面及楼梯等相关结构构件的布置和完善(见图2)。

图2结构模型

最后在此基础之上，由设备工程师将完成的建筑和结构BIM采用链接的形式引入RevitMEP中，根据设备的型号、外观及各种参数，提供出完整的给排水、消防(见图3)、电气信息模型，管道平立剖面图、材料统计表。

图3消防模型

（三）土建专业与设备专业模型交叉碰撞检测

将Revit中所建模型导入至NavisWorks中进行碰撞检测。指定链接主文件的模型，其他所有模型以轴网坐标为基准，链接到该模型之中。

通过NavisWorks软件提供的相机功能在该模型内部求出任意一个角度的三维透视图效果，能够使得工程师和业主都非常清晰和直观地观察到室内空间的详细构造。按照事先设定的碰撞规则，进行碰撞检查，将碰撞节点自动截图并提供三维碰撞检测报告。通过专业间初步交互碰撞检测，淘汰一些不合理设置。例如:结构与给排水碰撞检测出22个碰撞疑点(见图4)。根据碰撞检测结果，分析碰撞疑点，修改各专业三维模型数据文件及二维图纸，完成管线综合设计。

图4消防管(给排水)以及结构梁之间的碰撞疑点

四、结束语

通过设计人员应用Revit软件的设计体验，认为推广Revit软件在建筑信息模型设计上的应用，具有重要意义:RevitArchitecture打破了传统的二维设计中平立剖视图各自独立互不相关的协作模式。它以三维设计为基础的理念，直接采用建筑师熟悉的墙体、门窗、楼板、楼梯、屋顶等构件作为命令对象，快速创建出项目的三维虚拟BIM建筑信息模型;而且在创建三维建筑模型的同时自动生成所有的立面、剖面、统计表等视图，从而节省了大量的绘制与处理图纸的时间，让建筑师的精力能真正放在设计上而不是绘图上。

通过RevitArchitecture建立的BIM建筑信息模型，利用参数化实体造型技术使计算机可以表达真实建筑所具有的信息，突破了长期以来用抽象的视觉符号来表达设计的固有模式;同时，建筑信息模型不仅在建筑设计阶段能够有效地提升设计质量与效率，而且其信息数据的传递在建筑能源分析、建筑工程量统计、可视化的施工管理与物业管理等方面都将发挥出传统二维设计所不具备的巨大优势。

展望未来，我们相信BIM三维设计将成为建筑设计的主流。但在推广应用BIM三维软件中，我们也发现Revit软件有不尽人意之处，如:对我国规范的支持程度差，尚不能从三维模型自动生成符合我国规范要求的二维设计图纸，尚不能按照我国规范要求进行结构的设计计算。这些不足将会在BIM三维软件推广应用中，逐步得到解决。

参考文献

［1］黄亚斌．AutodeskＲevitBuilding9应用宝典［M］．北京:中国建筑工业出版社，2007．

［2］靳铭宇．浅析Autodesk+Ｒevit在中国的发展及局限性［J］．华中建筑，2008，26(1):83－84．

［3］张建新．建筑信息模型在我国工程设计行业中应用障碍研究［J］．工程管理学报，2010，26(4):37－42