前期方案设计阶段方案文本增强表达实践应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

前期方案设计阶段方案文本增强表达实践应用

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：赖坚

[导读] 摘要：BIM（Building Information Modeling）是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的各种描述问题，从而使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。

        同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司上海 200092
        摘要：BIM（Building Information Modeling）是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的各种描述问题，从而使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。
        关键词：BIM；数字设计；前期方案；增强表达
        方案文本的述标阶段，决定着建筑师能否真正有效地满足建设方的各项需求，甚至是能否中标的关键阶段之一。方案文本的优劣，也在很大程度上决定了投标结果的走向。随着参数化建模、多平台渲染引擎、VR技术的发展，数字化设计手段在设计阶段应用的条件也逐渐齐备，尤其在项目前期方案阶段，数字化设计手段助力方案文本增强表达也越来越重要。BIM技术已在规划、勘察、设计、施工、运维等阶段的应用初具规模并得到广泛应用，尤其在设计阶段建筑设计院对BIM技术的推广应用也进行的如火如荼，但将其置于对项目前期方案阶段的数字设计介入和应用仍是该行业无法击破的壁垒痛点，甚至一片空白。因此探索BIM技术在项目前期方案文本的数字设计介入和应用，辅助建筑师进行更为数字具象化的设计方案表达，帮助业主做出更为高效的科学决策，是本文亟待研究解决的问题。
        1 引言
        常规方案投标文本内容大致主要包含规划愿景、效果展示、背景分析、设计理念以及策略、设计推演、建筑解读、规划设计、技术图纸设计说明等这几类述标内容。除规划愿景、背景分析、设计理念以及策略这三类非数据处理表达之外，其余述标内容均与数据分析、图文直观表达息息相关，而这些也正好是建设方能够充分明白建筑师的设计意图、工程局部构造思路及整体空间布局，这是关系着业主与建筑师之间的沟通效率，业主能否为设计决策提供很好的数据支持。
        因此，现在设计方如何提高项目方案文本信息表达的准确度和效率，是一个非常重要的问题。BIM技术运用于前期方案阶段，使得从设计源头的三维表现成为可能，而不再是以前非常局限的以固定视角效果图来诠释建筑。下文将阐述数字化辅助设计手段如何对方案文本进行辅助设计。
        2 数字化辅助设计方案文本增强表达
        通过数字化辅助设计方案增强表达技术可以有效解决建设投资方与设计单位的“信息不对称”此类矛盾问题。在前期方案设计阶段，前期方案BIM团队进行数字化辅助设计方案增强表达主要有两种方式，一是通过分析各类模型信息并将其转化为可视化成果展示，二是通过多媒体平台以及动效软件工具进行各类动态展示、漫游视频、施工模拟等多媒体成果。
        本文将重点阐述第一种方式，即通过分析各类模型信息并将其转化为可视化成果展示。
        2.1 常规可视化表达
        在项目述标准备过程中，建筑师均会针对工程制作各类三维轴测\透视、平立剖等效果视图来向业主表达其设计意图，但设计意图往往无法准确传达到建设方、有时甚至引起误解，等到需要重大挽救成本的时候决策者才发现“这不符合需求”。因此增强三维轴测\透视、平立剖等常规效果视图的准确表达很重要，如下为三维轴测\透视、平立剖等增强效果展示。

        图1 某足球场整体轴测俯视图         图2 某足球场透视鸟瞰图
        2.2 分层剖切分析
        方案设计阶段，业主对于建筑形态的设计意图、局部构造思路及整体空间布局不是很清晰，从而影响建筑师与业主之间的沟通效率，不能为设计决策提供很好的数据依据。通过对BIM模型处理生成的分层剖切图、竖向分解图、¾ 剖面图等各种平立剖面进行剖切分析，建筑师能够在全局观上做好更为严谨、细致的把控，也更为详细地设计和评估建筑整体功能以及局部构造的合理性，另一方面也有利于业主能够充分地去理解建筑师的设计意图、局部构造思路及整体空间布局。
        在进行分层剖切分析时，一般会生成竖向分解图、¾剖面图、透视剖面图以及其他相关剖面图。
        2.2.1整体竖向分解视图：
        将各层建筑构造的轴测视图进行纵向拆分，可方便建筑师高效地向业主阐明展示建筑的竖向构成及搭建逻辑，从而提高业主对设计意图的理解。
        足球场等大跨度公共建筑的体型构造历来较为复杂以及多样化，以下通过对某足球场进行整体竖向分解，从而让业主或建筑师对建筑体型的各层构造有更为直观清晰的了解。

        图3 某足球场整体竖向分解图    图4 某体育馆局部竖向分解图
        各功能分区的使用布置在会展类公共建筑中尤为重要，通过对模型进行竖向分解，前期方案BIM团队可以很好地了解到登入厅、展厅等各功能分区的功能划分以及整体布置情况。
        2.2.2 ¾剖面视图：
        该实质为轴测效果的剖面图，但又区别于轴测立剖面图。如下图，根据建筑师需求剖切掉某足球场建筑的四分之一，同时向业主展示建筑的2个主轴剖面，可以令业主对建筑内部空间构造、功能布置、层高结构一目了然，其适用于展厅、体育场馆、机场、车站、博物馆等较为开阔的大跨公共建筑。

                     图5 某足球场¾剖面图
        2.2.3 透视剖面视图：
        有时候，简单的空间剖切并不能较为人性化地去表达一个建筑效果，因此可在剖切模型中加入透视效果，将相机专门铺设在人视角高度（约1.6m～1.8m），且视角平行向前方拓展，这样便能有效模拟建筑内人视角看到的空间纵深感，且兼具表达空间剖面的效果，令业主对内部空间一目了然。

                          图6 某会展中心透视剖面图
        2.2.4 建筑分层剖切图：
        对项目模型进行建筑分层剖切得到相应楼层轴测图，可以让建筑师简洁明了的去表达方案楼层区域信息、建筑功能等建筑信息，从而让业主更加清楚各楼层建筑功能分布情况。

                      图7 某综合场馆分层剖切图
        2.2.5 轴测剖立面视图：
        前期方案BIM团队针对每个项目均会提供相应的基本轴测剖、立面视图。根据建筑师要求，还可以对部分构件进行开闭、隐藏建筑表皮、隐藏结构构件等操作。
        2.3 可视化结构体系
        一个建筑的外观体型一般能够很好地表达出来，而内部的结构体系由于其荷载受力体系的多样化及空间的复杂程度，往往在结构体系的整体表达上有所欠缺，更不用说对那些具有复杂节点的区域进行更为直观细致的阐述。通过BIM模型对建筑的整体结构体系进行可视化分析，便能很好地解决上述问题。
        对整体结构体系进行可视化分析，可以让设计师和业主更好地理解建筑内部整体结构体系的构造布置情况。
        2.4 人视角内部空间表达
        对于建筑师，一个建筑的外观体型一般是能够准确表达体现，但至于建筑内部空间的准确表达却稍显困难，而往往很多建设方看重的是内部空间表达。因此，能够准确表达一个建筑的内部空间可以很好的辅助业主充分地去理解建筑师所想的局部或整体空间布局。尤其通过人视角去表达建筑本身内部空间，往往能取得事半功倍的效果。
        2.5 建筑结构方案比选
        方案比选是初步设计阶段中极其重要的工作内容，是决定其项目在最优化对比分析后的建筑形态。对结构的方案比选尤为重要，既要与建筑造型相辅相成，又要符合各种结构性能分析。用BIM三维模型来进行结构选型对比，可快速协助结构工程师比选出最适合当前方案建筑造型的结构形式，从而缩短设计周期，提高方案设计效率。除了对结构进行选型，BIM模型同样能够对建筑外表皮进行方案选型。
        2.6 详细节点推敲
        现阶段，行业对建筑的细部节点的建造越来越精细，这样也给设计师对细部节点详图的表达带来很大的挑战。BIM技术可以很好地进行建筑、结构专业等复杂节点的表达，根据设计师提供的相关图纸，前期方案BIM团队对项目细部进行精细建模。既能在方案阶段来阐释建筑内关键节点的处理情况，又同时向业主展示我方技术成熟、设计深度高。
        通常，前期方案BIM团队通过生成如下的细部节点图，来对建筑、结构专业等复杂节点进行更为细致深入的表达，从而给设计师的性能分析和细部构造的合理性带来强有力的支持。
        2.7 建造安装次序模拟
        通过运用BIM相应动画视频软件和施工模拟软件，把工程的施工过程、构造安装过程进行提前预演，从而指导施工，对项目的进度、成本、质量的优化具有一定作用。
        对项目进行施工模拟可以给工程施工带来直观和全面的了解，提前发现并避免在施工过程中出现的一些错误，从而提前做修改及调整，同时给施工人员了解一些复杂的施工技术，使他们可以在施工过程中万无一失。这样可以给工程施工带来安全及质量的保证。
        3 结束语
        根据相关调研，建设投资方与设计单位的首要重大矛盾即“信息不对称”。建筑师设计意图无法准确传达到建设方、有的时候甚至引起误解，等到需要重大挽救成本的时候决策者才发现“不符合需求”。另一方面，建设方也难以将自己的述求完整的反馈到设计中，指导设计方向、为设计进行准确快速的决策。传达的误差和时滞常常对设计院造成额外的成本。基于以上两点，实际上不管是建设方还是设计方都有动力去解决信息不对称的问题。
        目前，BIM技术的应用已经深入的渗透到设计院的工作流程中，但在设计前期方案阶段BIM技术的应用仍是空白，且没有形成完整的价值应用体系。设计阶段BIM应用从进入人们认知视野以来，较少有非常成功应用的案例，更何况在前期方案设计阶段BIM的应用。因此行业各设计院需大力推广并发展BIM技术在前期方案阶段中的辅助设计业务。
        参考文献：
        [1]王强. 分析节点法项目管理在超大型工程中的BIM应用[J].《工程技术：全文版》，2016（11）：263-263.
        [2]丁士昭．建设工程信息化导论[M]．北京：中国建筑工业出版社．2005.
        [3]马智亮，吴炜煜，彭明．实现建设领域信息化之路[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002 .
        [4]Autodesk Asia Pte Ltd．Autodesk Revit MEP 2012，上海：同济大学出版社，2012.
        [5]俞传飞主编. 数字化信息集成下的建筑、设计与建造[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
        [6]张建平，曹铭，张洋．基于IFC标准和工程信息模型的建筑施工4D管理系统[J]．工程力学，2005，22（增）：220-227.
        [7]宝琦.基于BIM的工业建筑协同设计[J].工业建筑，2010.S1：84-86