BIM技術在展示空間設計中的應用研究

張通，李偉

ZHANG Tong， LI Wei

（南京航空航天大學）

(Nanjing University of Aeronautics and Astronautics)

1　引言

伴隨著計算機技術、網絡技術的飛速發展，人類已經進入信息化社會，傳統的生產技術已經很難滿足當下的需求，各個行業都面臨著數字化、信息化改造與升級的問題，而建筑行業在國民經濟和民生中所占據的重要的地位和作用，必然對建筑設計行業提出了更高的要求，正是在這樣的背景下，產生了基于設計信息化、智能化的“BIM”技術。而展示空間設計作為建筑設計的重要組成部分，與建筑設計有著千絲萬縷的關聯，那么，如何將建筑設計中信息化、智能化的相關技術應用到展示空間設計中，在當下就顯得極為重要。

2　BIM技術的認識

BIM是英文Building Information Modeling（建筑信息模型）的簡稱，它是將真實建筑工程項目中的各項相關數據信息作為模型的基礎，并進行建筑模型的搭建，通過數字化的信息模擬場景中建筑物所具有的真實信息。該模型涵蓋了幾何學、空間關系、地理信息系統、各種建筑組件的性質及數量等數據信息，通過對信息的處理分析之后就可以展示整個建筑的生命周期，其中包括了設計、建造、營運等模塊，同時它還具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等五大特點。

近年來隨著BIM技術的普及，逐漸開始被人們認識和熟知，同時人們也逐步把注意力投入其中，尤其是隨著國家會展中心(上海)、江蘇大劇院、上海中心等運用BIM技術的項目逐漸落地建成并投入運營，進而取得了良好的認可和評價，讓人們清晰的認識到BIM技術的優勢和亮點，也為今后的行業發展奠定了良好的基礎。

此外，住房和城鄉建設部在2016年8月份發布的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》中明確指出：“十三五”時期，要全面提高建筑業信息化水平，著力增強BIM、大數據、智能化等信息技術集成應用能力，加快BIM普及應用，實現技術的升級改造。[1]這也為BIM技術的發展提供了強有力的政策保障。既有行業發展需求的內在驅動，又有政策支持的外在保障，讓BIM技術越來越多的出現在大眾視野之中。

3　BIM技術在展示空間設計中應用的可行性分析

展示空間設計是建筑設計的重要組成部分，也是建筑空間設計的延伸，而在更多的時候，兩種設計工作是在交織、融合中同時開展。而對于一些專門性的展示建筑，更是你中有我，我中有你，這就使得建筑設計和展示設計在多方面存在著共性的特征。以米蘭世博會中國館(如圖1所示)為例，這是將展示空間設計和建筑設計融為一體的典型案例，不論是建筑屋頂上的“麥浪”，還是場館中央多媒體上的“田野”，亦或者是地面上的“莖稈”，都很好的傳播了世博會的主題和宗旨。這種建筑設計與展示空間設計所具有的呼應關系源于兩者在空間特征、設計流程、服務對象等方面都存在很多共性的問題。

1）展示空間和建筑空間設計目的的一致性

展示空間設計和建筑設計都是以滿足人類需求為目的的空間營造。展示空間設計的目的性較為明確，通過合理的規劃，有目的、有邏輯的將展示信息傳遞給觀眾，側重于展示內容的表達。建筑設計主要是以滿足基本的功能需求為出發點，解決建筑的使用功能和使用空間的合理安排等問題。雖然兩者在功能需求上存在差異性，但是在設計目的上是具有一致性的，即都是滿足人類的某種需求。

2）展示空間和建筑空間的設計體系的雷同性

展示空間設計和建筑空間設計都是一種基于空間營造的設計活動，都依賴相關系統化的設計才能完成，兩者在設計目標、設計系統和設計流程等方面有著高度的雷同性。

本研究選取的樣本只有102份，且有些國家地區的留學生樣本量太少，對研究結果造成了一定偶然性。研究得出的結構方程模型擬合度還不夠好，說明在維度的劃分和題項的設置上還需要進一步改進和完善。

3）展示空間設計和建筑空間設計的評價體系的相似性

展示空間設計與建筑設計都注重審美性的創造，追求科技與藝術的完美結合。同時受經濟和文化等因素的影響，兩者在設計風格、設計觀念等方面也都具有相似性，尤其是綠色設計、可持續設計等觀念的提出對其都產生了深遠的影響。因此，兩者在經濟、文化、審美等評價因素方面是相似和一致的。

基于上述三方面的比較和分析，可知展示空間設計與建筑空間設計之間存在著及其相近的共性特征，因此，將BIM技術應用當代展示空間設計具有較強的可行性。下面再進一步探討BIM技術在展示空間設計中應用所具備的優勢，以及它對當代展示空間設計的發展與推動作用。

4　BIM技術在展示空間設計應用中的優勢分析

圖1　米蘭世博會中國館內部

BIM技術在實際應用中通常由三個模塊構成，下面我們從這三個模塊逐一探討其在展示空間應用中的優勢。

4.1　設計模塊

設計模塊是整個展示空間設計中最基礎的模塊，同時也是最重要的模塊。以往的傳統案例中，因為每個公司的主攻業務是不同的，設計能力也會參差不齊，所以有些業主為了保證設計的品質，通常會選擇不同的公司分別進行方案設計和施工圖設計，這樣導致的最直接的后果就是方案的效果圖和施工圖不一致，甚至同一公司的不同部門之間協作不夠深入導致設計方案不夠準確，這種類似的諸多問題的出現都需要經過一系列繁瑣的修改來彌補，極大的影響了工作效率和工程進度，同時也造成了一些人力和財力資源的浪費。接下來我們就深入的了解一下：如何通過BIM技術的運用，在前期設計模塊就能解決圖紙不符、方案不夠準確、效率不高等問題。BIM技術的設計模塊可以細分為三個階段，分別是擴初階段、施工圖階段和合約階段，該模塊主要運用的就是參數化設計、可持續設計、可視化設計、多專業協同作業等。

1）擴初階段設計模塊

在擴初階段，按照傳統的展示空間設計模式來說，二維的CAD圖紙和效果圖是整個空間設計的核心部分，能讓施工方和客戶對整個空間有一定的認識，從而能夠對全局有一個整體的把控，但是實際的設計過程中，效果圖往往表現的都是一些特定的角度或者場景，可視度非常有限，無法全方位的表現出整個展示空間的全貌。現如今，順應大數據時代的號召，通過對BIM技術的運用實現了可視化的設計，達到“可見即可得”的效果，不僅如此還可以通過“場景漫游”等設置，模擬漫游空間場景，實現全方位多角度的視覺效果（如圖2所示）。這種可視化的設計一方面避免傳統設計中施工圖與效果圖不符的情況，有效地解決展示空間設計中復雜空間和局促部位的設計難題；另一方面也降低了展示空間的理解難度，方便分析和交流，提高了信息的交互效率，為下一步工作的順利開展做保障。

2）施工圖階段設計模塊

施工圖階段就是在擴初圖的基礎上進行圖紙深化的過程，并且最終的設計圖紙需要達到二維制圖規范的要求，進而指導現場施工，由于現階段的BIM模型生成的圖紙還無法達到這樣的標準，所以現階段的主要應用就是將不同專業間的設計進行綜合協調、錯誤檢查，提前發現問題、解決問題，確保后期能順利施工。如果有問題就及時對BIM模型進行修改，最后將修改好的模型（圖3）導出二維圖紙（圖4）再進行人工處理，達到施工標準。雖然在使用的過程中還存在一些欠缺和不足，但是優點也是非常明顯的，既保證了圖紙的準確性，又很大程度上減少了制圖工作量，極大地提高了工作效率。[2]

項目進入合約階段之后，BIM技術高效、精確的統計功能表現的尤為突出。因為BIM模型是由數據化的建筑構件搭建而成，其包含了所有建筑構件的全部信息，所以只要模型的精度達到相應的要求，就可以快速、精準的從模型數據庫中提取詳細的工程量信息。合約簽訂時便可以以此作為重要的參照標準，對造價的控制也會更加的準確。與傳統的人工計量相比較的話，BIM統計不論是在效率上還是在精確度上都是一個質的提升。

4.2　施工模塊

建筑物的建造過程是一個高度動態的過程，展示空間的建造過程亦是如此。現如今，隨著工程規模的不斷擴大，復雜程度逐漸提高，導致施工項目的管理難度急劇加大。當前我們常用甘特圖來表示工程進度，但是它的缺點也是非常明顯的，例如說專業性太強，可視化程度比較低，建造過程中的施工進度和動態變化都沒法清晰的表達等。

相比較而言，BIM的優點也是顯而易見的，因為BIM模型是一個擁有全部信息的數字模型，它可以將施工過程模擬成為一個真實可見的現實。通過將BIM模型與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，直觀精確地反映整個展示空間的施工過程（如圖5、6所示）。在4D模型中可以對整個工程的施工進度、資源和質量進行統一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質量。[3]

此外，BIM技術在展示空間工程施工階段的應用還體現在可視化控制上，能夠實時的顯示工程進度，方便設計師和施工方相互協調，尤其是對重點、復雜空間的機電深化和結構深化，鋼結構和幕墻設計、加工、安裝上都發揮了重要作用，保障施工進度的順利進行。

4.3　運營模塊

對于一個展示空間來說，因為其特有的屬性決定了其會具有頻繁的使用率，這也對運營方和BIM平臺提出了更高的要求。展示空間的運營模塊主要由監控、通訊、照明、通風、電梯等眾多子系統組成。傳統的運營方式中如果某一子系統中的設備或者線路在使用過程中發生故障而無法得到及時解決就會容易影響整個空間的正常運營，情況嚴重的還會引發安全事故。通過運用BIM技術，就可以實時的發現并解決隱患，減少不必要的麻煩。我們假設某展廳是一個完整的BIM模型，在此基礎上就可以關聯整個展廳的攝像頭，從而建立該空間的監控系統，當系統檢測到某一局部發生火災等險情時，系統將會自動報警，并且及時定位到災情位置、通知到其他關聯子系統，同時提供合理的疏散路線等信息，進而對消防性能進行優化分析，驗證疏散設計是否合理，確保突發情況出現時將危害降到最低。

一般來說，展示空間的體量都是比較龐大的，日常檢修和維護環節也是相當繁瑣。通過BIM技術的運用，只需要點擊BIM模型，就可以輕松的查閱空間中相關設備的具體信息，例如設備的具體位置、使用期限、維護和檢修情況等，還可以及時提醒更換即將到達使用期限的設備，起到預警的作用。通過BIM系統還可以對空間中能源的消耗情況進行自動統計分析，例如某個空間每天或者每月用電信息或者溫度信息等，并對異常情況進行警告或者標記，確保資源的合理利用。

5　結語

綜上所述，BIM技術展示空間設計中的應用，其自身所具備的優勢，將從兩個方面對當代展示設計的發展起到積極的推動作用。一方面，在設計實踐上，增加了設計的可視性和準確性，從而滿足了更加復雜的展示空間形體塑造，提高設計質量和效率；另一方面，在設計意識上，方便了設計思想的交流，避免了設計師不負責任的行為發生，提高了設計師的責任感。這些都決定了BIM技術在展示空間設計中的廣泛應用將成為一種無法回避的趨勢。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.2016－2020年建筑業信息化發展綱要 [M].2016.

[2]孫鑫.基于BIM的規則建立在建筑設計階段應用研究 [D].重慶:重慶大學.2015.

[3]周寧.BIM技術在蘇州萬潤財富中心建筑全生命周期中的應用 [J].建筑知識.2014.03：138—139.