BIM在珠海神華綜合樓項(xiàng)目中的應(yīng)用

周燁

【摘要】隨著時(shí)代的變遷、城市的擴(kuò)張，各種各樣建筑物迅速出現(xiàn)，建筑設(shè)計(jì)在城市的建設(shè)上顯得尤為重要。建筑信息模型（BIM）使得建筑設(shè)計(jì)逐漸從手工制圖，計(jì)算機(jī)二維制圖的時(shí)代走向以模擬現(xiàn)實(shí)為目標(biāo)的三維時(shí)代。本次研究以BIM中Revit的操作應(yīng)用研究為主，通過復(fù)原珠海神華綜合樓的實(shí)際項(xiàng)目。不僅僅是在操作層面上實(shí)現(xiàn)對綜合樓的墻體、幕墻、門窗等建筑構(gòu)件的建立組裝，同時(shí)在建模的過程中總結(jié)出對于模型建立的快捷、正確、規(guī)范性地方法。建立模型后利用準(zhǔn)確的虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)得失，為未來三維出圖的趨勢做好準(zhǔn)備。

【關(guān)鍵詞】BIM;Revit;建模;分析計(jì)算

建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）作為一種全新的理念和技術(shù)，正受到國內(nèi)外學(xué)者界和業(yè)界的普遍關(guān)注。REVIT建模作為BIM中研究建筑設(shè)計(jì)的主要研究方法也越來越多的被運(yùn)用到廣大建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中。

本文探索了REVIT建模的主要方法，通過研究REVIT在珠海神華綜合樓項(xiàng)目中的應(yīng)用，利用可視化的模擬現(xiàn)實(shí)來為工程設(shè)計(jì)提供更好的參照方法和參照手段。同時(shí)通過對模型的分析，總結(jié)了其中的優(yōu)勢和不足。為今后的三維協(xié)同設(shè)計(jì)，三維指導(dǎo)施工做好了準(zhǔn)備。

1、研究對象

在此次研究中，Revit是BIM領(lǐng)域建筑建模的主要軟件。它能夠通過三維繪制模擬真實(shí)的建筑項(xiàng)目外觀和空間結(jié)構(gòu)，并且可以進(jìn)行分析計(jì)算。本文研究以Revit為主要工具進(jìn)行建筑單體建模，通過直觀觀察和對比探索經(jīng)驗(yàn)和方法。

本次課題項(xiàng)目依托珠海神華綜合樓的實(shí)際項(xiàng)目（下文簡稱綜合樓），是一次具有實(shí)際意義的實(shí)地參照物的研究嘗試。綜合樓項(xiàng)目是由主體樓（-1F-5F），輔樓（4F），會議室（1F）三個(gè)體塊組合而成的一棟綜合體建筑，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，是建筑項(xiàng)目中的主流結(jié)構(gòu)形式。且主體樓中含有共享大廳和頂部的大面積天窗，一層中庭有下沉水景，立面上有22種不同尺寸的玻璃幕墻，整個(gè)建筑采用干掛石材包裹外立面，建筑三個(gè)體塊結(jié)合處有分割縫，屋頂處有種植屋面。

2、建模流程

建筑專業(yè)建模在本次研究中被分為外部建模、內(nèi)部建模兩個(gè)部分。

其中外部建模的部分指圍合建筑外部的部分，包括墻體、窗與幕墻、屋頂、雨棚、臺階與坡道及建筑外裝飾等;內(nèi)部建模指構(gòu)建建筑內(nèi)部空間、結(jié)構(gòu)、分割的部分，包括樓板、吊頂、樓電梯、內(nèi)部門窗、潔具等。研究截取幾個(gè)重要的部件建模方式進(jìn)行說明。

2.1外部建模

（1）墻體

外墻是建筑最重要的圍合組成部分，它構(gòu)成建筑外部的主要的遮擋。一般情況下，建筑外墻主要由面層，保溫層，結(jié)構(gòu)層等組成。Revit中建立墻體時(shí)可以將不同的層、厚度、材質(zhì)建立出來，在本模型中一共使用了300mm厚外墻，250mm厚地下外墻，60mm厚干掛石材外墻，木紋裝飾墻四種外墻種類。Revit模型中的墻體是按照實(shí)際建筑建立的虛擬模型。以300mm厚外墻為例，由外向內(nèi)的層組成依次為10mm厚涂膜層，30mm厚水泥砂漿找平，240mm混凝土砌塊，20mm內(nèi)油漆墻面組成。

內(nèi)墻的參數(shù)和外墻基本相同，但是一般沒有最外面的涂膜層，保溫層，相對外墻來比要薄，另外不同的內(nèi)墻構(gòu)成層也不相同，比如大廳中的內(nèi)墻會比普通辦公室中多一層外墻裝飾。

（2）窗和幕墻

綜合樓外部由多種不同規(guī)格的幕墻圍合，幕墻種類有27種之多，多為三層通高幕墻，外墻窗戶有6種，玻璃均為灰藍(lán)色。由于幕墻種類多樣，且在后期出施工圖的時(shí)候要繪制窗標(biāo)號，在建模的過程中，我們采用了窗族的建模方式，使得建幕墻的效率得以大大提高。

一般來說，幕墻由幕墻玻璃、龍骨組成，有些幕墻會在局部加入嵌板，嵌板可以是門、窗、門聯(lián)窗等特殊構(gòu)件，有些幕墻為了美觀會在局部干掛鋁板或金屬飾條用來裝飾。綜合樓的外墻轉(zhuǎn)折較多，幕墻種類多達(dá)27種。為了方便建模，我們建立了一種族（可以重復(fù)利用的模型），建立了多種參數(shù)進(jìn)行控制，通過這種方式可以解決樓體立面上高度相同的窗戶，通過控制幕墻寬度，實(shí)現(xiàn)立面上16種幕墻的建立。

2.2內(nèi)部建模

（1）樓板

樓板的建模方式與屋頂大致相同，需要首先選擇樓板的構(gòu)成，綜合樓使用的是150mm厚混凝土室內(nèi)樓板，然后繪制樓板的輪廓，即可生成樓板。

樓板還有一個(gè)非常重要的功能是“樓板邊”功能，樓板便可以根據(jù)邊緣放樣生成不同形狀的樓板邊緣，可以用于復(fù)雜的屋頂邊，雨棚邊，室外臺階的制作。制作方式與臺階制作方式相同。綜合樓的屋頂樓板邊都是通過這種方式生成的。

（2）樓梯

綜合樓共有四處不同的樓梯間，樓梯的形式大致相同，只是部分細(xì)節(jié)上有較小的差距。樓梯間可以使用草圖、構(gòu)件模式來制作樓梯間模型。

通過草圖模式可以精確的確定樓梯間的踏步寬度，平臺板寬度，踏步數(shù)量，欄桿位置。然后通過參數(shù)調(diào)整踏步高度，選擇鋼筋混凝土板式樓梯，梯面為花崗巖貼面，生成樓梯間的樓梯三維模型。將每層的樓梯間粘貼到每一層的相應(yīng)高度，然后添加欄桿扶手樣式，綜合樓的樓梯間欄桿采用的是玻璃嵌板不銹鋼欄桿，為每一層扶手添加彎頭。通過這樣的方式能夠分步建立不同的樓梯。

3、模型分析

3.1房間統(tǒng)計(jì)分析

REVIT可以進(jìn)行房間標(biāo)記，軟件自動(dòng)標(biāo)記房間，可以修改名稱且能夠自動(dòng)計(jì)算面積。模型平面能夠非?？焖俚膶⒎块g信息統(tǒng)計(jì)。在房間編輯顏色功能中，可以將不同功能的房間進(jìn)行填色處理。這是建筑方案設(shè)計(jì)中常用的手法，通常需要借助Photoshop進(jìn)行處理，REVIT可以設(shè)計(jì)填色方案后自動(dòng)填色，并且可以自動(dòng)生成圖例。通過不同顏色將平面進(jìn)行區(qū)分，這樣的填色圖更加直觀，大大節(jié)約了建筑方案設(shè)計(jì)中需要耗費(fèi)的時(shí)間。并且有利于甲方清楚明晰的了解方案的特色和設(shè)計(jì)師的用意。

3.2門窗統(tǒng)計(jì)分析

傳統(tǒng)的二維施工圖制作中，門窗表是不可缺少的一種統(tǒng)計(jì)表，但是在制作時(shí)需要人工統(tǒng)計(jì)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且較易出錯(cuò)。需要再三進(jìn)行核對。且圖紙經(jīng)常做出修改，門窗表也需要及時(shí)調(diào)整。而REVIT具備自動(dòng)統(tǒng)計(jì)門窗、房間、面積等數(shù)據(jù)的功能?？梢栽谀Ｐ徒⒅螅ㄟ^計(jì)算機(jī)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，來制作表格，達(dá)到詳細(xì)闡述施工圖的作用。

在REVIT中，門窗表可以自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。根據(jù)需要選擇長度，寬度，總數(shù)等參數(shù)列入總表，然后可以自己定義參數(shù)和制定公式計(jì)算某些特殊參數(shù)，門窗表自動(dòng)生成。例如綜合樓中的多種幕墻和門窗，可以通過表格直接生成尺寸、洞口面積等，且可以查看門窗所處的樓層位置。門窗表制作詳細(xì)，準(zhǔn)確，并且方便快捷。

窗的明細(xì)表則會將窗族幕墻也統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，在這里需要注意要對幕墻提前擬好正確的編號，以備門窗統(tǒng)計(jì)使用。也可以通過REVIT拓展軟件extensions進(jìn)行更為復(fù)雜和自由化的統(tǒng)計(jì)。

3.3日照陰影分析

REVIT對于日照采光分析有四種模式，分別為靜態(tài)分析、一天內(nèi)的動(dòng)態(tài)分析、多天動(dòng)態(tài)分析和照明分析。這幾種模式可以分析建筑一個(gè)具體時(shí)刻、或者一天、多天中動(dòng)態(tài)的日照和陰影情況。

我們可以通過定位具體項(xiàng)目的位置來定義建筑在地球上的具體經(jīng)緯度，然后設(shè)置建筑的地理朝向。再定義日照設(shè)置，選擇太陽的位置，時(shí)間，日期等詳細(xì)參數(shù)就可以得到建筑在地球上某一具體位置的特定時(shí)刻特定時(shí)間的日照陰影情況。例如圖中我們得到的是綜合樓在2016年1月12日上午10點(diǎn)的日照情況。

通過這樣的方式我們可以對一個(gè)建筑多個(gè)時(shí)間的日照進(jìn)行分析，得到一年中所有天的白日日光和投影的數(shù)據(jù)。由此來對于建筑的采光遮擋等一些指標(biāo)做出判斷，這些都是對綠色建筑評價(jià)的重要依據(jù)。

4、注意事項(xiàng)

需要注意的是在使用REVIT研究三維模擬的過程中，某些建筑細(xì)節(jié)在建模時(shí)并沒有相應(yīng)的族文件，需要進(jìn)行人工設(shè)計(jì)，這樣會耗費(fèi)一些時(shí)間，但可以重復(fù)使用。在建模過程當(dāng)中要注意模型的精細(xì)化程度，模型要按照真實(shí)的三維尺寸建立，否則會在后期各專業(yè)模型合成時(shí)出現(xiàn)重疊和錯(cuò)誤部分。

結(jié)語：

總之REVIT作為在本次研究中的基礎(chǔ)軟件，在BIM建筑項(xiàng)目研究中起到重要作用。通過對REVIT的建模，分析，交流，以及三維模型的建立能夠得到很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)：

（1） REVIT能夠使設(shè)計(jì)更直觀，表現(xiàn)更全面。

使用三位協(xié)同設(shè)計(jì)可以建立三維模型，可以直觀看到模型的各個(gè)角度和細(xì)節(jié)，讓甲方和施工方不僅看到二維圖紙，還能看到模擬建成的效果，也更利于在前期拿到項(xiàng)目。

（2） REVIT能夠使數(shù)據(jù)更精密，出圖更準(zhǔn)確，工作更高效。

BIM能夠在三維層面作圖，減少二維圖紙可能出現(xiàn)的很多人工失誤，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工程的一些數(shù)據(jù)，而且在圖紙的修改上能夠通過修改模型實(shí)現(xiàn)圖紙全部更新，降低工作量。

（3） REVIT能夠使設(shè)計(jì)更綠色，預(yù)設(shè)計(jì)更充分。

BIM可以對工程進(jìn)行綠色生態(tài)分析，例如建筑的光、聲、熱、人流等，通過分析決定建筑設(shè)計(jì)走向，使預(yù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作得到充分佐證，提高得到綠色低碳人性化工程的概率。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃強(qiáng).論BIM： 第一版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016，01： 01-11.

[2]BIM工程技術(shù)人員專業(yè)技能培訓(xùn)用書編委會. BIM技術(shù)概論：第一版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016，01： 14-23.

[3]埃迪·克雷蓋爾，布拉德利·尼斯.綠色BIM：第一版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016，07： 21-35.

[4]查爾·伊斯曼，保羅·泰肖爾茲.BIM手冊：第二版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016，06： 19-20.

[5]陳辰.BIM與建筑模型設(shè)計(jì)淺析[J].城市建筑，2016（29）：46-46.