BIM技術在室內(nèi)設計中的應用研究

吳迪

（蘇州健雄職業(yè)技術學院 藝術設計系，江蘇 蘇州 215411）

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BIM技術在室內(nèi)設計中的應用研究

吳迪

（蘇州健雄職業(yè)技術學院 藝術設計系，江蘇 蘇州 215411）

摘 要:在室內(nèi)設計中，以往的計算機輔助室內(nèi)設計主要是利用AutoCAD 等設計軟件進行設計，但是這類軟件只能進行二維的平、立和剖面圖設計，難以滿足三維設計的全部需求。而基于BIM技術開發(fā)的三維設計軟件則很好的解決了以往以二維進行室內(nèi)設計的問題，文章將對BIM技術應用于室內(nèi)設計中進行分析探討。

關鍵詞:BIM技術；室內(nèi)設計；計算機輔助設計

在室內(nèi)設計不斷蓬勃發(fā)展的今天，AutoCAD 等設計軟件以其功能完善、數(shù)據(jù)交換能力強大、通用性、易用性等優(yōu)勢，被廣泛運用于室內(nèi)設計效果的繪制中，然而這些設計軟件也存在著一定的不足，難以實現(xiàn)平面、立體、剖面圖之間及其與三維模型之間的關聯(lián)，此類不足引發(fā)的直接后果是，一旦某一張圖紙需要改動變化，便會導致其他圖紙也不得不做出相應的改動，甚至需要重新繪制所有的圖紙，因而不同圖紙之間的表達不相符合的現(xiàn)象時有發(fā)生。即使在完成了平、立、剖面圖設計之后，設計師為了推敲細節(jié)和最終設計效果，就會利用3ds Max 等軟件建立三維模型，從而將圖片渲染成為照片式的極為成熟的效果圖，但是3ds Max軟件同樣存在著一定的弊端，其進行建模的操作非常復雜，這使得許多設計師難以快速掌握該軟件的使用方法，加之這類軟件所制出的三維模型難以集成相關信息，因而使用這類軟件進行設計，只能做出三維瀏覽動畫或者是效果表現(xiàn)圖的設計效果，僅局限于前期的室內(nèi)設計階段，而無法運用到后期的施工圖設計階段及項目管理階段中，其使用的廣度有限，因此，室內(nèi)設計的設計師亟需一個基于三維數(shù)字技術的工程數(shù)據(jù)模型，且該模型能夠匯聚建筑工程項目中不同種類的信息①。建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM）的出現(xiàn)，恰好彌補了AutoCAD 等設計軟件的不足，BIM是對工程項目設施實體與功能特性的數(shù)字化表達②，顛覆了以往建筑工程中“先建后試”的習慣思維，其技術是利用電腦軟件構(gòu)建出一個三維可視的工程模型，并借由現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)信息的共享，以供建筑工程項目的各相關方進行參照，從而對設計、使用全過程進行預控、施工、分析與評估，給建筑生命周期的各個階段，涵蓋了室內(nèi)設計階段、施工階段、裝修階段和維護階段等帶來極大的便利，實現(xiàn)效益的最大化。

一、從BIM概念中獲得自己的優(yōu)勢

建筑信息模型，簡稱BIM，是基于三維數(shù)字技術，并通過構(gòu)建數(shù)字模型，進行施工項目的設計、施工和運營③，該模型將建筑工程項目中各個相關信息的工程數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一予以集成，通過詳實的數(shù)字化表達方式詮釋該工程項目的相關信息，在BIM中，不但涵蓋了與建筑物三維模型相關的幾何信息，而且涵蓋了建筑構(gòu)件的功能特性及物理特性，以及此類相關的項目生命周期信息④。BIM重視信息的完全數(shù)字化，并能夠在其項目的生命周期中，及時地為模型添加不同的工程信息，以滿足項目所需，可見BIM在項目中極具應用價值。而基于BIM技術的設計軟件主要通過三種技術思想實現(xiàn)其功能，其一是在三維空間構(gòu)建一個數(shù)字化且單一的建筑信息模型，并將建筑物的所有信息保存在內(nèi)，并確保這些信息的形式均為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，以此實現(xiàn)信息的更新和共享⑤。其二是運用其開展設計之時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的一致性實時關聯(lián)，即由同一個數(shù)字化建筑模型所生成的圖表、圖紙等設計內(nèi)容應實現(xiàn)關聯(lián)，且諸多數(shù)字化構(gòu)件實體之間也需要做到智能互動。如此一來，一旦設計數(shù)據(jù)被改動，其他與之相互關聯(lián)的地方可立即顯現(xiàn)，有效地規(guī)避了不同圖表或圖紙表達不相符合的現(xiàn)象。其三是這類設計軟件可支持多種方式的信息傳輸和數(shù)據(jù)表達，包括XML，動畫方式、軸測圖、透視圖等三維方式表達，當然也有傳統(tǒng)的二維方式及圖表表達，強大的兼容功能有效提升了BIM 軟件的運用效果。

（一）BIM軟件可以快速創(chuàng)建3D可視化模型，擺脫傳統(tǒng)2D設計工具的冗余工作。設計人員可以根據(jù)2D平面圖紙直接閱讀，快速創(chuàng)建相關模型，并且隨著室內(nèi)設計項目的推進，可以運用BIM模型參數(shù)化的概念進行隨意調(diào)整，通過關聯(lián)特性保持設計的一致性。同時，參數(shù)化概念還可以讓室內(nèi)設計的各個構(gòu)件包含豐富的數(shù)據(jù)信息，例如天花板的厚度、地板的材質(zhì)、壁紙的花色與圖樣等等。大大提高了設計人員的工作效率，提高了項目的表現(xiàn)力。

（二）可視化模型，提高溝通效率。傳統(tǒng)2D圖紙說明對于項目參與各方來說無論是閱讀還是理解都會有誤差。因為在閱讀中受個人專業(yè)所限以及個人的空間想象力、工作經(jīng)驗等的制約，導致了信息傳遞時的遺漏或者錯誤。通過BIM技術所建立的3D可視化模型，可以擺脫上述束縛，讓設計人員的理念通過各個構(gòu)件之間的關系展現(xiàn)在項目所有參與方的面前，包括空間配置、飾面、材質(zhì)等，甚至是家具的擺放。而項目中各方也不用考慮各自的專業(yè)背景、文化水平、空間想象力等，通過可視的3D模型就可以讀懂。通過點擊項目中的任意構(gòu)件了解其屬性與信息，大大提高了各方的溝通與協(xié)調(diào)。

（三）施工模擬提前解決問題。在傳統(tǒng)室內(nèi)設計中管線的排布安裝往往依靠是設計人員的經(jīng)驗而來，但是經(jīng)常會造成大量的物料、人力與成本的浪費。通過BIM的施工模擬演示可以對這些工作提前上演，排除設計中的缺陷與需要變更的地方。同時施工模擬配合碰撞檢查可以檢測出施工中的沖突點，降低施工返工現(xiàn)象，減少額外成本的增加⑥。

（四）關注細節(jié)。傳統(tǒng)2D設計中如果對室內(nèi)設計的細節(jié)處加以表現(xiàn)，例如光影、燈光、材質(zhì)等需要手動添加，而且要大量調(diào)整，步驟繁瑣且費用昂貴。BIM技術可以把這些信息納入到構(gòu)件中去，利用BIM模型為媒介展現(xiàn)出來，只要設計人員隨意的點擊就可以把項目中任何一處的細節(jié)表現(xiàn)出來，而且可以隨意調(diào)整，加強了真實性與表現(xiàn)力。

二、BIM技術在室內(nèi)設計中的應用

將BIM技術運用到室內(nèi)設計中，已經(jīng)突破了過去用不同軟件分別完成不同任務設計的模式，解決了因設計施工圖和效果圖都由不同的人員完成，導致設計圖紙錯漏，效果圖失真等問題。因為專一性的BIM技術具有很強大的功能，可以在同一個模型內(nèi)開發(fā)，同時還支持對多個設計方案進行對比，這樣就更加方便進行室內(nèi)設計研究。在采取可視化、算量或者是分析方法時，可依據(jù)室內(nèi)設計的需要在模型里開啟或者關閉設計選項。對投標時的“備選方案”，在設計時應根據(jù)是否需要長時間保存而采取制作成施工文檔，尤其在最重要的設計決策出臺后，才行使其備選方案是否可以采納、棄用、存檔等。在對室內(nèi)設計中墻面，地面，隔斷，吊頂?shù)脑O計，以利用BIM 技術繪制室內(nèi)三維模型時相應也記錄了詳細的明細表，施工圖和詳圖等。同時利用構(gòu)件的碰撞檢測夠消除各個結(jié)構(gòu)間互間碰撞沖突，包括構(gòu)件間，水電與機械、構(gòu)件與原建筑結(jié)構(gòu)等方面。其效果也非常明顯，減小了對方案的調(diào)整和返工產(chǎn)生，同時還降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長與工期的延誤。并提高了室內(nèi)設計中施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率。而基于BIM技術的室內(nèi)設計因有無建筑BIM模型使得其設計流程是各不相同的。

有建筑BIM模型就可以利用構(gòu)件的碰撞檢測夠消除各個結(jié)構(gòu)間互間碰撞沖突，包括構(gòu)建筑材料、三維空間效果、構(gòu)件屬性和建筑外觀。其結(jié)構(gòu)原理是直接在該建筑信息模型里采取裝飾構(gòu)件模型的繪制，使得室內(nèi)設計中的各種信息都能直觀的展現(xiàn)在設計人的眼前，對于以前出現(xiàn)的方案調(diào)整及返工發(fā)生都得到了有效控制，使得施工的效率明顯提高，這也是BIM技術在室內(nèi)設計中能夠得到最廣泛的應用的原因。

無建筑BIM模型。在沒有使用BIM（建筑信息模型）時，設計師應當在充分了解并掌握室內(nèi)空間實際情況的基礎之上，采用基于BIM技術的設計軟件，諸如Revit Architecture軟件等，進行建筑空間模型的繪制工作，而建筑物里的所有信息，包括水、電、機械、結(jié)構(gòu)等，均是該項目BIM模型里不可或缺的信息。同時基于此條件再采取裝飾構(gòu)件模型的繪制，然后做碰撞檢測。同時還能夠通過運行“族”這一命令，建立軟裝的模型，以滿足客戶對家具擺放、室內(nèi)陳設布置等方面的設計需要。設計師還可巧妙地運用室內(nèi)燈光設計并運行“渲染”的命令，以渲染所制作出的效果圖，并構(gòu)建室內(nèi)不同視角的三維仿真效果圖，以此最大限度地提升室內(nèi)設計的效率。此外，設計師還可將這些三維室內(nèi)設計模型轉(zhuǎn)換生成專業(yè)的二維工程施工圖紙、詳圖表與明細表，以切合構(gòu)造信息的需要，從而有效提升設計的準確度和設計的效率。

BIM 技術在室內(nèi)設計中的應用，對從事室內(nèi)設計行業(yè)的設計師來說，相較于傳統(tǒng)的設計方式，BIM 技術為室內(nèi)設計帶來新模式。信息的可視化表達有效地傳達了設計師的設計理念。參數(shù)化設計使模型搭建更加高效，加快推進室內(nèi)設計模塊化生產(chǎn)。

三、室內(nèi)設計運用BIM技術的案例

位于美國林肯的愛麗絲杜利音樂廳的改造是使用BIM技術進行設計的經(jīng)典案例，設計師需要將當下最新型的材料運用到音樂廳現(xiàn)有的墻體系統(tǒng)中，該墻體系統(tǒng)由半透明及彎曲的木飾面板組成，而且對工期和誤差的范圍嚴格要求，設計師可運用BIM軟件中的Digital Project構(gòu)建三維模型，將室內(nèi)的各類系統(tǒng)展現(xiàn)出來，諸如墻體隔熱保溫系統(tǒng)、水電暖通系統(tǒng)、建筑電氣、地板膠和劇場纜索提升裝置等每個方面，還考慮了建筑構(gòu)件的物理特性與功能特性，以及各個系統(tǒng)間的相互影響。通過應用BIM軟件中的Digital Project 軟件建立室內(nèi)的三維模型，其優(yōu)越性非常明顯。

（一）是內(nèi)部面板設計與建筑木業(yè)廠商和板材顧問進行協(xié)同合作，效率快又好，在接下來的工作可以直接進行面板的制造和安裝工作。

（二）是利用BIM技術構(gòu)建三維信息化的模型，能仔細地分析并研究出模型中各個銜接部位所存在的不足，以確保每個制造的面板能安裝地精確無誤。

（三）是與每個分包商的三維模型整合起來，Digital Project可以預生成本工程的數(shù)字化三維視圖，分析解決管道系統(tǒng)存在的碰撞沖突問題，設計好了管道系統(tǒng)布局等復雜系統(tǒng)，從而杜絕了因碰撞沖突引起的修改設計和返工等存在的問題現(xiàn)象。

又如，BIM在上海中心大廈項目中的應用，可體現(xiàn)為更直觀的圖紙會審和設計交底，在項目施工開展之前，設計師參照施工圖，進行初步的熟悉和復核，并對系統(tǒng)的情況及設計的意圖進行深入地了解，在充分切合項目的基礎上，為編制施工的方案及其進度提供有力支持，與此同時，可在充分了解施工設計的基礎之上，找出項目的重點部位及難點部位，并就項目的重難點部位制定出科學合理的專項施工方案⑦。而對那些在施工設計中不甚明確，或是不夠全面的問題，諸如如何確定施工的關鍵方案、系統(tǒng)優(yōu)化等問題等，設計師可與設計院和業(yè)主進行及時有效地溝通商討。在上海中心大廈這一工程項目中，基于BIM模型的設計軟件以其可視性及較強的設計能力，為本工程的圖紙會審與設計交底工作，提供最為便利與直觀的溝通方式。首先，BIM團隊采用Autodesk Revit系統(tǒng)軟件，根據(jù)本工程的建筑、結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部裝飾等施工設計圖紙進行三維建模。通過建模工作可以查核各專業(yè)原設計中不完整、不明確的部分，經(jīng)整理后提供給設計單位。其次，利用模型進一步確定施工重點、難點部位的設備布局、管線排列以及完成標高等。此外，結(jié)合BIM技術的設計能力，對各主要系統(tǒng)進行詳細的復核計算，提出優(yōu)化方案供業(yè)主參考。

在如今大數(shù)據(jù)時代面前，BIM（建筑信息模型）技術正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的設計理念，改變原有的傳統(tǒng)設計手法，沿用一套新的設計理念和設計體系，來重整我們的設計過程，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷飛速發(fā)展，BIM（建筑信息模型）技術的出現(xiàn)將為設計、施工、裝修、維護等建筑生命周期的各個階段帶來了極大的便利和效益。BIM（建筑信息模型）能集合設計、施工、結(jié)構(gòu)和水電等信息，最大化模擬現(xiàn)實狀態(tài)的特點和優(yōu)勢，運用BIM軟件進行室內(nèi)參數(shù)化設計、虛擬現(xiàn)實展示、碰撞檢測和材料統(tǒng)計等一體化設計，相較于傳統(tǒng)計算機輔助設計，BIM技術的信息可視化設計更全面、更直觀、更高效，為室內(nèi)設計師提出新的設計思維和設計方法，大大提高了室內(nèi)設計的工作效率，未來的室內(nèi)設計發(fā)展將是數(shù)字化、信息化設計，多專業(yè)協(xié)同、一體化集成是大勢所趨，未來室內(nèi)設計尤其是復雜的綜合體，將會越來越注重采用性能化設計的手段，來解決復雜的設計落地和專業(yè)協(xié)同的問題。基于BIM技術的優(yōu)勢與特點，隨著BIM 技術在室內(nèi)設計應用中的不斷成熟與完善，相信該技術在未來將會在室內(nèi)設計中被廣泛應用。

項目來源：江蘇省教育廳2014年度高校哲學社會科學基金項目“大數(shù)據(jù)時代文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究”階段性成果（項目編號2014SJD591)

注釋:

① 陸克祥.BIM在建筑給排水工程設計中的應用探討[J].中國科技縱橫，2014(12) .

② 趙源煜.中國建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素及對策方案研究[D].北京：清華大學 , 2012 .

③ 陳前 張原.淺談BIM技術及其應用[J].價值工程，2012，31(23)：61 -62 .

④ 任波.從二維走向三維的計算機輔助建筑設計[D].重慶:重慶大學 , 2010 .

⑤ 侯博 李蒙 姜利勇.淺析BIM技術在建筑節(jié)能設計評估中的應用[J].建筑節(jié)能，2014，42(12) .

⑥ 章海勇 吳建.基于BIM的施工過程項目管理研究[J].建筑知識 (學術刊) ，2014 .

⑦ 李明華.施工方案與專項方案的異同性分析與編制[J].華東交通大學學報，2014，31(5) .

參考文獻:

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[3] 付后國，謝步瀛.基于Revit和3D3S的建筑信息模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[J].山西建筑，2010（29）.

[4] 邵韋平. 數(shù)字化背景下建筑設計發(fā)展的新機遇——關于參數(shù)化設計和BIM技術的思考與實踐[J].建筑設計管理.2011(03).

[5] 佟曾,王代兵. BIM在建筑綠色節(jié)能設計中的應用探討[J]. 遼寧經(jīng)濟. 2013(11).

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[7] 陳繼良,張東升. BIM相關技術在上海中心大廈的應用[J]. 建筑技藝. 2011(2).

[8] 王米來.建筑信息模型技術在室內(nèi)設計中的應用研究[D]北京：北京建筑大學. 2015(6).

[9] 劉烈輝.信息化時代的室內(nèi)設計——建筑信息模型及其在室內(nèi)設計中的應用[J].裝飾. 2010(2).

檢 索:www.artdesign.org.cn

Internet :www.artdesign.org.cn

A Study on the Application of BIM Technology in the Interior Design

WU Di （Department of Art Design, Suzhou Chien-shiung Institute of Technology, Suzhou 215411, China ）

Abstract :Speaking of the interior design, the previous computer aided interior design was mainly achieved by using the software like AutoCAD. However, this kind of software is only helpful for the design of two-dimensional plans, elevations and sections, and it is difficult to meet all demands of three-dimensional design. Fortunately, the threedimensional design software developed on the basis of BIM technology can solve the problem encountered in the two-dimensional interior design very well. The paper will analyze and discuss the application of BIM technology in the interior design.

Key words :BIM technology; interior design; computer aided design

中圖分類號:J0

文獻標志碼：A

文章編號：1008-2832（2016）03-0044-03