基于BIM技術(shù)的住宅建筑室內(nèi)交互式設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)建

吳國松

杭州筑道建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，浙江杭州 310003

在計算機技術(shù)發(fā)展過程中，工程方面的交流和表達可直接通過三維語言實現(xiàn)，尤其在工業(yè)設(shè)計以及機械工程方面三維建模軟件應(yīng)用非常廣泛，建筑行業(yè)設(shè)計中三維建模軟件的應(yīng)用也越來越多。當前國際主流三維建模信息模型軟件系統(tǒng)有Autodesk軟件公司的參數(shù)化建模設(shè)計軟件、Bentley信息化建模軟件以及ArchiCAD軟件，這些軟件在機場、工廠等大型復(fù)雜建筑方面應(yīng)用較為廣泛，在住宅建筑方面的應(yīng)用相對較少。住宅建筑家具、材料、設(shè)備有明顯的多樣化特點，同時有的用戶住宅設(shè)計追求個性化，很大程度上增加了設(shè)計和建造復(fù)雜性。因此，必須要提高在傳統(tǒng)設(shè)計和營造模式轉(zhuǎn)變方面的重視度，促進建筑行業(yè)向著規(guī)范化、制度化等方面發(fā)展，本文就此展開了研究分析。

1 傳統(tǒng)的住宅室內(nèi)設(shè)計方法存在的問題

以往住宅建筑室內(nèi)設(shè)計中，受到行業(yè)之間壁壘等因素限制，無法提供能夠反映建筑工程全過程以及全壽命周期的信息化平臺，設(shè)計人員、制造人員、管理人員等很難及時有效溝通，在設(shè)計階段無法實現(xiàn)對各方面數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，最終導(dǎo)致整個設(shè)計方案存在隨意性，與標準化和規(guī)范化之間存在一定的偏差。具體表現(xiàn)為：第一，建筑設(shè)計與室內(nèi)設(shè)計之間缺乏關(guān)聯(lián)性，甚至出現(xiàn)分離，室內(nèi)設(shè)計師在具體設(shè)計過程中只能盡量對生活空間進行“修補”；第二，室內(nèi)設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計之間缺乏足夠的協(xié)調(diào)性，建筑空間模數(shù)與住宅產(chǎn)品數(shù)據(jù)方面缺乏協(xié)調(diào)性，定制產(chǎn)品種類多，設(shè)備與界面在裝修尺寸方面的協(xié)調(diào)性無法得到保證，需要進行大量現(xiàn)場改造和加工，增加后續(xù)維護和更新難度，正是因為這些方面問題，對我國住宅建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重影響，無法滿足用戶在個性化以及多樣化等方面的需要。

2 交互式設(shè)計系統(tǒng)概念

2.1 交互式設(shè)計

交互指的是互動和交流，交互式設(shè)計指產(chǎn)品設(shè)計師與產(chǎn)品使用者之間展開的互動，對產(chǎn)品設(shè)計進行分析、預(yù)測以及定義等過程，通過在產(chǎn)品行為和界面方面的交互式設(shè)計，在產(chǎn)品與用戶之間建立起有機關(guān)系，更好地滿足使用者的使用要求。

2.2 交互式設(shè)計系統(tǒng)特點

交互式設(shè)計系統(tǒng)有設(shè)計系統(tǒng)的參數(shù)化、應(yīng)用系統(tǒng)菜單化以及管理系統(tǒng)集成化特點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在設(shè)計系統(tǒng)參數(shù)化方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對任意位置的自動協(xié)調(diào)和修改，更好地滿足不同工種協(xié)同設(shè)計需要，能夠滿足更大范圍以及更復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計的需要。尤其在企業(yè)產(chǎn)品模塊化、標準化和系列化設(shè)計方面有著非常好的應(yīng)用效果。第二，在應(yīng)用系統(tǒng)菜單化方面。堅持“以人為本”原則，為使用者提供技術(shù)平臺，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)用戶與不同工種之間的有效溝通，在模塊化、標準化程度低以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在較大變化生產(chǎn)方面有著非常好應(yīng)用效果。第三，管理系統(tǒng)集成化。選擇綠色設(shè)計理念作為指導(dǎo)，零件編碼方面有著非常多結(jié)構(gòu)形狀信息，同時還有零件工藝方面信息，在CAD等一體化信息流集成方面支撐效果非常好，為企業(yè)之后的生產(chǎn)管理等工作開展打下良好基礎(chǔ)。

3 住宅建筑室內(nèi)交互式設(shè)計系統(tǒng)

3.1 室內(nèi)環(huán)境交互式設(shè)計系統(tǒng)

交互式設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)用在住宅建筑室內(nèi)環(huán)境營造方面，可以加強設(shè)計單位、材料供應(yīng)單位、施工單位以及業(yè)主之間的溝通和交流，各單位能夠及時準確獲取其他方面信息，使交互式設(shè)計系統(tǒng)的價值和作用得到充分全面發(fā)揮，更好地滿足用戶在設(shè)計方面的個性化需要，凸顯環(huán)境設(shè)計特點。

以菜單化設(shè)計作為交互式設(shè)計原點，利用交互式設(shè)計系統(tǒng)，為室內(nèi)居住環(huán)境的營造打下良好基礎(chǔ)，同時實現(xiàn)對整個建設(shè)過程的指導(dǎo)和計劃。交互式設(shè)計系統(tǒng)包含設(shè)計、制造、裝備、管理等方面內(nèi)容。當前住宅室內(nèi)設(shè)計行業(yè)在菜單化設(shè)計方面重視度非常高，不僅可以引導(dǎo)用戶參與整個設(shè)計過程，同時還能夠方便其他單位獲取信息，為之后住宅的維修和更新打下良好基礎(chǔ)，通過菜單化設(shè)計，對住宅建筑室內(nèi)環(huán)境設(shè)計管理進行優(yōu)化，營造水平有明顯提升。另外，菜單化設(shè)計中還包含圖紙管理、流程管理、質(zhì)量監(jiān)督等方面內(nèi)容，能夠使項目設(shè)計管理更加快速、高效、準確的開展。

3.2 交互式設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)平臺

交互式設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)平臺的建設(shè)，能夠為用戶與行業(yè)之間良好溝通提供平臺，實現(xiàn)對各類信息與過程的有效集成。交互式設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)平臺的實現(xiàn)必須要有先進的數(shù)字化技術(shù)作為支撐，首先是應(yīng)用三維建筑信息模型技術(shù)；其次是建立人機交互界面，行業(yè)與用戶可以在各自權(quán)限下獲取所需要數(shù)據(jù)；最后是利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實現(xiàn)對各個方面數(shù)據(jù)信息的組織管理，在生命周期內(nèi)保持產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性和共享性。

在三維建筑信息模型方面，利用數(shù)字信息仿真技術(shù)模擬建筑真實信息，建立全參數(shù)化三維模型，通過參數(shù)調(diào)整等方式使相關(guān)位置的關(guān)系、幾何形狀等發(fā)生改變，當某一位置的數(shù)據(jù)發(fā)生改變后，其他地方數(shù)據(jù)也會相應(yīng)地發(fā)生變化，整個工程完整相關(guān)。另外，還可以對三維實體模型進行轉(zhuǎn)化，將其變?yōu)槠矫嫘畔?，獲取產(chǎn)品制造以及文檔編制方面所需要的各類數(shù)據(jù)，實現(xiàn)制造部門、設(shè)計部門在信息方面共享；三維實體模型數(shù)據(jù)還能夠應(yīng)用在數(shù)控加工方面，加工效率和精確性明顯提升，促進產(chǎn)品制造流程的一體化發(fā)展。

在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)方面，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)是交互式設(shè)計系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)，以計算機三維模型建立數(shù)據(jù)庫，不僅包含建筑師相關(guān)信息，同時還包含建筑從設(shè)計到使用中的各方面信息。這些信息能夠應(yīng)用在用戶與設(shè)計師、設(shè)計師與制造企業(yè)以及用戶與開發(fā)商等的溝通交流方面，這些功能的實現(xiàn)都需要以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為支撐。

3.3 以micro station軟件室內(nèi)環(huán)境模型交互式設(shè)計系統(tǒng)運行模式

建筑信息模型中各個子部門之間的信息模型不僅具備相互獨立的特點，同時還相互融合。結(jié)合交互式設(shè)計系統(tǒng)運行模式，可以分為以下幾種類型：

第一，建立室內(nèi)環(huán)境模型。首先，將室內(nèi)空間設(shè)計為模型空間，在一個模數(shù)數(shù)列內(nèi)實現(xiàn)部件標準組裝、產(chǎn)品與結(jié)構(gòu)部件的組合，通過這一布置方式，使室內(nèi)標準化與個性化、多樣化之間的問題和矛盾得到有效解決，同時為交互式設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)；其次，限定室內(nèi)空間，利用填充體育支撐體相互分離的結(jié)構(gòu)形式，以micro station軟件建立相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型；再次，為了實現(xiàn)在設(shè)備和管線方面更新的安全性和便捷性，在設(shè)計階段還需要建立技術(shù)協(xié)調(diào)空間，提起預(yù)留設(shè)備管線系統(tǒng)總端口，在技術(shù)協(xié)調(diào)空間實現(xiàn)室內(nèi)詳細布置設(shè)計；最后，對人機工程學和環(huán)境心理展開深入的研究，以此為基礎(chǔ)，通過室內(nèi)界面裝修系統(tǒng)，對模數(shù)化部位空間進行限定。

第二，建立設(shè)備、裝修部品模塊模型。在部品制造方面使用以micro station軟件，為基礎(chǔ)建立三維模型，結(jié)合具體的部位空間引入相應(yīng)部品，提高設(shè)計方案的多樣性。比如，在頂界面系統(tǒng)中，放置空間設(shè)備模塊、中水處理模塊等。

第三，虛擬室內(nèi)空間環(huán)境營造。以micro station軟件為基礎(chǔ)，利用虛擬施工技術(shù)實現(xiàn)對室內(nèi)空間環(huán)境營造過程的模擬，更好地滿足施工方面需要。一方面能夠明確施工方案可行性，同時還能夠檢查部件吊裝過程中設(shè)備與設(shè)備之間等所出現(xiàn)的碰撞性問題。針對用戶以及施工單位，雙方對工期和成本關(guān)注度非常高，利用虛擬施工技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對施工工期的模擬，通過調(diào)整施工工序縮短工期，降低工程項目建設(shè)成本。

第四，集約化服務(wù)體系。交互式設(shè)計在現(xiàn)場組裝方面必須要保證設(shè)計單位、施工單位以及用戶之間密切協(xié)同，以先進網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為支撐，實現(xiàn)各個行業(yè)間數(shù)據(jù)的共享，構(gòu)造住宅建筑室內(nèi)環(huán)境集約化服務(wù)體系，在滿足相關(guān)標準規(guī)范情況下，更好地滿足客戶實際需求。

4 結(jié)語

交互式設(shè)計系統(tǒng)能夠使當前設(shè)計中各個單位之間無法協(xié)同設(shè)計問題得到有效解決，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對設(shè)計模式進行優(yōu)化，堅持以人為本設(shè)計理念，更好地滿足用戶在多樣性和個性化方面需求。住宅室內(nèi)環(huán)境營造方面交互式設(shè)計系統(tǒng)的建立難度非常大，涉及內(nèi)容非常多，還需要展開更加深入的試驗和研究，借鑒國內(nèi)外先進設(shè)計經(jīng)驗，以BIM技術(shù)為支撐，使其在住宅建筑室內(nèi)設(shè)計方面的價值和作用得到充分全面發(fā)揮。