前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的BIM正向設計在某幼兒園項目中建模探究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
［摘 要］通過解析bim技術與BIM正向設計的相關概念，分析BIM正向設計的實踐策略，探討BIM正向設計在某幼兒園項目中的建模研究，旨在以實際建模過程尋求BIM正向設計在建筑工程項目中的應用，從正向的角度去思考BIM技術與設計的結合，即從BIM正向設計去尋求設計本身更好地發展。
［關鍵詞］BIM正向設計；建筑設計；AutodeskRevit
借助于BIM技術，設計師可以創建包括物理特征與功能特性的數字3D模型，模型將設計、施工、業主等不同參與方聯系起來，通過了解其他參與者的工作情況，明確自身的工作重點，從而提升工作效率。
1BIM正向設計
BIM正向設計通常是指基于BIM技術“先建模，后出圖”的設計方法。不同于傳統的設計模式，BIM正向設計主要指建筑、結構、暖通、電氣、給排水等各專業設計師直接采用三維協同設計，通過模型直接得到所需的圖紙、報表、視圖、數據等。
2BIM正向設計的實踐策略
2.1BIM模型管理
BIM正向設計與傳統設計模式的區別在于，設計成果的靈活性和再生性，除了各類專業技術圖紙外，可利用BIM技術進行三維模型搭建過程中所獲得的設計文件通過參數修改的技術手段再次應用于其他模型建構中。為最大限度地發揮BIM技術的優勢，提升模型搭建效率，各專業技術人員有必要對BIM實施系統性管理，旨在實現統一制訂模型標準、規范設計流程中各專業銜接，為更好推進各專業協同設計奠定堅實基礎。RevitArchitecture通過整合規范族文件、樣板、名稱、色彩、內容、拆分、成果、深度等內容以實現模型管理，其中族文件作為模型搭建的基本單位，以其龐大的數量和繁多的種類使得構建BIM族庫成為BIM模型管理中的關鍵環節。BIM族庫建設時應滿足基本的功能需求，獨立顯示數據空間，支持靈活的上傳與下載方式，實現二、三維族關聯和數據統計，能夠快速檢索，同時可以與生產廠家進一步對接。
2.2BIM設計流程
通過BIM技術手段實現多專業協同設計主要采取2種路徑：（1）在相同專業內或不同專業間利用設計文件主體實現協同；（2）類似于傳統設計模式，主要應用在不同專業間，以獨立設計文件的形式進行各專業提資。不管采用哪種方式，充分的溝通協調都是保障設計成果與設計效率的基礎，因此，在進行BIM正向設計時，通常組織溝通協調會作為時間節點劃分設計深度與設計表達方式。以初步設計時管線預綜合為例，為達到最終的設計成果，需進行至少3次溝通協調會，進行3個時段的模型構建，在每一時段內依次進行建筑平面、結構豎向平面、設備管井等內容的布置，經過各專業溝通提資后對本專業內容進行修改以獲取最終版設計圖紙與模型，BIM技術在整合初步設計成果時介入模型搭建，獲取初步設計階段管線預綜合設計方案，經各專業協調檢查管綜是否滿足凈高需求和模型質量，并進一步修改調整，通過管綜成果審核驗收。
2.3BIM正向設計方法
BIM正向設計應用在建設工程中分為建筑設計、結構設計、設備設計3個層次。（1）在建筑設計方面，與傳統設計模式中以二維圖紙為著力點不同，以BIM技術為主導的建筑設計是以三維模型為設計基礎，相關技術圖紙則為三維模型的衍生物。以RevitArchitecture為搭建平臺，通過添加墻、柱、樓板、門窗等族文件完成模型搭建，還可以通過編輯“詳圖線”“模型線”等內容進行施工深度的模型構建，并獲取相應的施工圖紙。（2）在結構設計方面，BIM技術也為結構模型搭建提供了極大的便捷。在Revit平臺中，可以通過直接修改參數的方式添加結構柱、結構梁、剪力墻等結構構件。此外，對于結構設計中較為復雜的鋼筋表達，Revit軟件也可以通過族文件的應用實現清晰明確的圖面效果。（3）在設備設計方面，設備專業的模型搭建主要涉及管道類型、管道材質、連接方式、機組設備等方面，電子軟件很難覆蓋設備專業設計內容，采用各類專業軟件，可以有效協助設計人員快速搭建模型。
3BIM正向設計在某幼兒園項目中的建模研究
研究的項目位于山東省煙臺市開發區，是1幢采用框架結構的3層幼兒園，在設計過程中利用Revit平臺建立了三維模型，實現了正向設計。
3.1建立工作集
該幼兒園建筑工程體量較大，涉及各方面專業知識，因此，需要建筑、結構、暖通、電氣、給排水等多專業協調配合，共同完成。BIM正向設計首先應由各專業人員建立工作集，且同一專業內根據設計內容不同可建立多個工作子集。例如本幼兒園在進行BIM正向設計時，建筑專業則以建筑構件為劃分標準，建立了墻體工作集、樓板工作集、門窗工作集等，給排水專業在建立工作集時將設計內容進一步細分，建立了給水工作集、排水工作集、熱水工作集、消防用水工作集、中水工作集等。此外，BIM正向設計的顯著優勢便是可有效提升各專業協同設計效率，各專業人員可以通過設置本專業相關工作集查看與操作權限，實現對其他專業設計情況的了解及本專業設計內容的管理。
3.2創建標高以及軸網
標高和軸網共同組成了建筑設計的三維空間，也是建立立體模型的首要環節。在BIM正向設計中，作為基礎資料的標高和軸網是實現各專業協同設計的必要前提，BIM設計軟件RevitArchitecture正是利用由標高和軸網組成的立體空間框架逐一定位梁、柱、樓板、墻、門窗等建筑構件元素。BIM正向設計是建筑工程項目的立體化表達，是平面設計圖紙的升級，因此其軸網和標高的繪制需以平面設計圖紙的數據為支撐。在本幼兒園建模過程中，通過建模軟件中“標高”“軸網”等命令的執行，建立了長度、寬度、高度等3項維度相互垂直的立體空間體系，同時以具體數值為卡尺，以界定不同建筑構件的空間位置。且由于Revit平臺多專業綜合顯示復雜界面，為使表達效果更加清晰明了，還需對尺寸、編號等內容進行標注。
3.3載入族文件
族文件可謂Revit模型的基礎細胞，不同族文件的組合可以構成不同的圖元，不同的圖元進一步組合則可形成完整的建筑模型。BIM族庫可以根據使用方式的差異分為常規構件族和特定構件族及獨立族和基于主體族。常規構件族又可稱為系統構件族，是由RevitArchitecture中預先定義好的基本圖元，可以通過調整其長度、寬度、高度等參數直接應用于模型建構中。本工程建模時采用了墻、樓板、天花板、樓梯等常規構件族。但建筑設計是具有獨特性的，常規構件族不足以滿足建筑方案的個性化表達，此時便需要借助于特定構件族。特定構件族可作為設計資源直接載入，也可以由建模人員根據設計參數自行創建。獨立族是指可以作為單獨的構件元素獨立使用，例如墻、柱等；基于主體族則需要依附于一定的主體才能存在，例如門、窗等。此外，族文件還具有可調整性和可復制性，即通過復制并移動相同參數的族文件或修改族文件參數，便可快速構建模型所需的圖元，大幅提升了建模的效率，如圖1所示。
3.4創建主要墻體與結構柱
墻體作為建筑最基本的構件，除了其自身的結構與圍護的功能外，還承擔著分隔不同功能分區的重任，因此，創建主要墻體是構建BIM模型的關鍵所在。在Revit建模中，墻體可以添加系統構件族中“墻體”族文件，調整平面位置、高度等參數直接生成。BIM模型還可以直觀地表達墻體的厚度、砌筑方法、使用材質等信息。在本幼兒園工程的模型構建中，首先依次導入了各層平面的圖紙，使之與軸網與標高形成的坐標體系逐一對應，且在相應位置通過添加族文件的形式繪制墻體。墻體繪制完成后即可進行結構構件的布設，結構構件因其所在位置不同可以分為垂直結構構件與水平結構構件。垂直結構構件即結構柱，仍以平面設計圖與建筑層高作為設計定位依據；水平結構構件則包括結構梁、結構樓板等內容，需在繪制墻體與結構柱的基礎上依照設計細部參數添加族文件繪制。RevitArchitecture以豐富的結構工具滿足了建模工程中的結構模型繪制需求，這些結構模型為各設備專業的管線綜合與碰撞檢查提供了重要的設計依據。
3.5添加其他構件
本幼兒園工程在墻、柱、樓板等主體構件創建完成后，便可依次繪制門、窗、屋頂、樓梯等組成建筑模型的其他構件。門窗種類多樣，通常作為特定構件族進行載入，且門窗不可獨立使用，需依附于墻、柱等主體采用自主創建的形式進行布設。本工程的屋頂形式為坡屋頂，繪制時載入了系統構件族中的“屋頂”工具，根據屋頂平面設計文件調整屋頂坡度，以獲得與實際工程相同的三維模型（圖2）；樓梯的繪制相對較為復雜。與其他整體構件不同的是，樓梯由梯段和扶手共同組成，首先繪制梯段，隨后沿梯段方向自動生成扶手，并在類型屬性中設置樓梯的構造類型、表現方式、踏板深度與高度、材質與裝飾等參數。
3.6進行場景渲染
以BIM正向設計為主導的建筑方案設計最大的優勢在于以極高的準確度模擬現實場景以達到“所見即所得”的可視化設計。本幼兒園工程正是利用這一優勢，除布設了建筑工程必要的基本構件外，還根據功能設置了家具用品，利用大理石、木材等材質對內墻面進行了裝飾，并且選取不同視角，通過Revit平臺對建筑內部不同場景進行了渲染，獲取了真實的感官體驗。而這一人性化的設計使得BIM模型在刻板的電子數據中增添了幾分貼近理想的人文關懷，也秉承了建筑設計的初衷。
4結束語
從模型管理、設計流程、設計方式等角度探析了BIM正向設計的實踐策略，并以建立工作集、創建標高和軸網、載入族文件、創建主要墻體和結構柱、添加其他構件、進行場景渲染等程序梳理了BIM正向設計在某幼兒園中的應用，希望通過歸納、整理實踐經驗的方式探討BIM正向設計的價值與應用方式。
作者：卜萍 單位：山東圣凱建筑設計咨詢有限公司