BIM协同设计的现状及未来

３ Ｄ 设计能够精确表达建筑的几何
的追求实际上永远是第一位的。尽管最 特征，相对于 ２Ｄ 绘图，３Ｄ 设计不存在
能激发想象力的复杂曲面被认为是一种 几何表达障碍，对任意复杂的建筑造型
从二维设计到三维ＢＩＭ设计
当前，２ Ｄ 图纸是我国建筑设计行 业最终交付的设计成果，这是目前的行 业惯例。因此，生产流程的组织与管理 均围绕着 ２Ｄ 图纸的形成来进行（客观 地说，这是阻碍 ＢＩＭ 技术广泛应用的一 个重要原因）。
而 ＢＩＭ（建筑信息化模型）的出现，则从另一角 度带来了设计方法的革命，其变化主要体现在以下几 个方面：从二维（以下简称 ２Ｄ ）设计转向三维（以 下简称 ３Ｄ ）设计；从线条绘图转向构件布置；从单 纯几何表现转向全信息模型集成；从各工种单独完成 项目转向各工种协同完成项目；从离散的分步设计转 向基于同一模型的全过程整体设计；从单一设计交付 转向建筑全生命周期支持。Ｂ Ｉ Ｍ 带来的是激动人心 的技术冲击，而更加值得注意的是， ＢＩＭ 技术与协同 设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是 ＢＩＭ 的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各 工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元 素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参
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建筑设计·信息化 Infor mationization
照。可以说 ＢＩＭ 技术将为未来协同设计 提供底层支撑，大幅提升协同设计的技 术含量。ＢＩＭ 带来的不仅是技术，也将 是新的工作流及新的行业惯例。
因此，未来的协同设计，将不再是 单纯意义上的设计交流、组织及管理手 段，它将与 ＢＩＭ 融合，成为设计手段本 身的一部分。借助于 Ｂ Ｉ Ｍ 的技术优势， 协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展 到建筑全生命周期，需要设计、施工、 运营、维护等各方的集体参与，因此具 备了更广泛的意义，从而带来综合效率 的大幅提升。
种情况在一些实力较强的设计院所应率
ＢＩＭ 及 ＣＡＤ 国产化战略
参考文献
先实现，这也是有实力的设计公司及事
Ｂ Ｉ Ｍ 技术无疑已成为未来的发展
［ １ ］ 苏 毅 ， 曾 坚 ，“ 从 尺 规 到
务所的通用作法，在愈来愈强调分工协 趋势，在这种背景下，我国的 Ｃ Ａ Ｄ 产 ＮＵＲＢ——用于辅助设计曲面型建筑的
建筑设计要求的；四是基于 ２Ｄ ＣＡＤ 平 的自由曲面。然而，令 ２Ｄ 设计技术汗
台有着大量的第三方专业辅助软件，这 颜的是，它甚至连这类建筑最基本的几
些软件大幅提高了 ２Ｄ 设计的绘图效率。 何形态也无法表达。在这种情况下，３Ｄ
除了日益复杂的建筑功能要求之 设计应运而生了。
外，人类在建筑创作过程中，对于美感
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Informationization 信息化·建筑设计
《建築と都市》（ａ＋ｕ）２００９ 年 ８ 月出版本了 一期 Ｂ Ｉ Ｍ 特刊，研究在日本广泛推广 ＢＩＭ 技术的可能性，并对尚未推广的原 因进行了深入讨论。该期杂志把 ２００９ 年 定义为日本建筑行业的“Ｂ Ｉ Ｍ 元年”［４］。
１．机制不协调 ＢＩＭ 应用不仅带来技术风险，还影 响到设计设计工作流程。因此，设计师 应用 Ｂ Ｉ Ｍ 软件不可避免地会在一段时 间内影响到个人及部门利益，并且一般 情况下设计师无法获得相关的利益补 偿。因此，在没有切实的技术保障和配 套管理机制的情况下，强制在单位或部 门推广 Ｂ Ｉ Ｍ 是不太现实的。 另外，由于目前的设计成果仍是以 ２Ｄ 图纸表达的，ＢＩＭ 技术在 ２Ｄ 图纸成 图方面仍存在着一定程序的细节不到 位，表达不规范的现象。因此，一方面 应完善 ＢＩＭ 软件的 ２ Ｄ 图档功能，另一 方面国家相关部门也应该结合技术进 步，适当改变传统的设计交付方式及制 图规范，甚至能做到以 ３Ｄ ＢＩＭ 模型作 为设计成果载体。 ２．任务风险 我国普遍存在着项目设计周期短、 工期紧张的情况，ＢＩＭ 软件在初期应用 过程中，不可避免地会存在技术障碍， 这有可能导致无法按期完成设计任务。 ３．使用要求高，培训难度大 尽管主流 ＢＩＭ 软件一再强调其易学 易用性，实际上相对 ２Ｄ 设计而言，ＢＩＭ 软件培训难度还是比较大的，对于一部
就可以开始工作了；三是灵活，用户可 实际上甚至远在计算机没有出现，数学
以随心所欲地通过图形线条表达设计内 也很初级的古代，人类就开始了对于曲
容，只要该建筑用 ２Ｄ 图形可以表达，就 面美的探索，并用于一些著名建筑之
不存在绘制不出来的问题。应该说，大 中。因此，拥有了现代技术的设计师们，
多数的情况下，２ Ｄ 的表达是可以满足 自然更加渴望驾驭复杂多变，更富美感
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分设计人员来说熟练掌握 ＢＩＭ 技术有一 筑高端设计领域还相当缺乏国内同行的 急是如何做好应对 ＢＩＭ 技术的准备，做
定难度。另外，复杂模型的创建甚至要 声音。这种局面值得国内同行警醒，我 出更具前瞻性的决策。
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BIM
协同设计的现状及未来
◎ 清华大学建筑设计研究院 陈宇军 刘玉龙
当前，有关建筑设计信息化的各种概念及术语 已日趋普及，同时各地不断涌现出一些造型独特的 地标性建筑，这一切似乎预示着建筑设计行业即将 迎来一场技术变革。建筑设计信息化的具体内容是 什么，主流技术正朝着什么方向发展？新技术是否 意味着更多的“奇形怪状”的建筑作品，国内设计院 所应何去何从？要回答这一系列的问题，我们不妨 先从协同设计及 Ｂ Ｉ Ｍ 技术两方面谈起。
现阶段 ＢＩＭ 软件存在一些弱点：本 中 Ｃ Ａ Ｘ Ａ 甚至在三维设计领域也已独 创作”，时代建筑，２００９ 年第 ６ 期，ｐ５；
地化不够彻底，工种配合不够完善，细 树一帜），并整合了一批专业软件， 形成
［３］Ｇｅｎｓｌａｒ，“ＢＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ
节不到位，特别是缺乏本土第三方软件 了“Ｃ Ａ Ｄ 联盟”、“Ｃ Ａ Ｄ 联合体”等组 Ｆｏｒｍ ａｎｄ Ｆａ？ａｄｅ”，建築と都市
２ Ｄ 设计通过投影线条、制图规则 及技术符号表达设计成果，图纸需要人 工阅读方能解释其含义。２Ｄ ＣＡＤ 平台 起到的作用是代替手工绘图，即我们常 说的“甩图板”。２Ｄ 设计的优势在于四 个方面：一是对硬件要求低（２Ｄ 平台是 早期计算机唯一能够支持的 Ｃ Ａ Ｄ 平 台）；二是易于培训，建筑师和工程师 在学习了 ２Ｄ 基本绘图命令，相对于可
然而，普遍接受的 ＢＩＭ 新理念并未 普及到实践之中，这使得我们感觉有责 任去正视和思考 Ｂ Ｉ Ｍ 设计的优势与不 足。从理念到实践经历一个漫长的过程 是必然的，并且多种现象表明该过程在 中国可能要更长一些，但是这不应是我 们回避问题的理由。
以代替绘图板及尺规等基本工具以后， “高技术”和“后现代”的设计手法［１］，
模的应用环境中客户之间的相互学习， 训、试点设计、技术支持、配套研发等 合中国特色认真学习、结合实际、努力
而环境的培育需要时间和努力。各设计 实施环节，以期在 ＢＩＭ 技术领域取得实 实践、勇于探索，才能尽快走出一条新
单位首先应建立自己的 ＢＩＭ 技术中心， 质性进展。
百度文库
的发展之路。
以确保本单位获得有效的技术支持。这
求建筑师具备良好的数学功底及一定的 们已到了应该付出切实努力并迎头赶上
编程能力，或有相关 ＣＡＤ 程序工程师的 的时候了。
结语
配合，这无形中也提高了应用难度。
为在我院推广普及 ＢＩＭ 技术，我院
我们正处于一个技术变革的时期，
４ ． Ｂ Ｉ Ｍ 技术支持不到位
已 委 托 具 备 项 目 设 计 、 技 术 研 究 及 ＢＩＭ 带来的不仅是技术冲击，也是对行
协同设计与ＢＩＭ技术的融合
尽管协同设计的理念已经深入到建筑师和工程
师的脑海中了，然而对于协同设计的涵义及内容，以 及它的未来发展，人们的认识却并不统一。
目前我们所说的协同设计，很大程度上是指基 于网络的一种设计沟通交流手段，以及设计流程的 组织管理形式。包括：通过 ＣＡＤ 文件之间的外部参 照，使得工种之间的数据得到可视化共享；通过网络 消息、视频会议等手段，使设计团队成员之间可以跨 越部门、地域甚至国界进行成果交流、开展方案评审 或讨论设计变更；通过建立网络资源库，使设计者能 够获得统一的设计标准；通过网络管理软件的辅助， 使项目组成员以特定角色登录，可以保证成果的实 时性及唯一性，并实现正确的设计流程管理；针对设 计行业的特殊性，甚至开发出了基于 ＣＡＤ 平台的协 同工作软件等等。
纯粹的 ３Ｄ 设计，其效率要比 ２Ｄ 设 计低得多。地标性建筑可以不记成本， 不记效率，但大众化的设计则不可取。 可喜的是，为提高设计效率，主流 ＢＩＭ 设计软件如 Ａ ｕ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｋ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｔ 系列、 Ｂｅｎｔｌｅｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ 系列，以及 Ｇｒａｐｈｉｓｏｆｔ 的 Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ Ｃ Ａ Ｄ 均取得了不俗的效果。这 些基于 ３Ｄ 技术的专业设计软件，用于 普通设计的效率达到甚至超过了相同建 筑的 ２Ｄ 设计。
Ｂ Ｉ Ｍ 软件供应商不可能对客户提 Ｃ Ａ Ｄ 开发综合能力的工程软件室担当 业传统的冲击。如何正确应对这一变
供长期而充分的技术支持。通常情况 了 ＢＩＭ 研究中心的角色，制定了详细的 革，将关系到我国设计行业及 Ｃ Ａ Ｄ 行
下，最有效的技术支持是在良好的成规 ＢＩＭ 实施路线，包括技术研究、技术培 业的未来发展及国际地位。我们只有结
的支持。软件的本地化工作，除原开发 织，为国内设计行业提供了实用解决方 『ａ ＋ ｕ 』臨時増刊，２ ０ ０ ９ 年 ８ 月，
厂商结合地域特点增加自身功能特色之 案。这些解决方案来源于国内的实践， ｐ９８￣１０３ ；
均能准确表现。去年国庆前评选出的 “北京当代十大建筑”中，首都机场 ３ 号
航站楼、国家大剧院、国家游泳中心等 著名建筑名列前茅［２］，这些建筑的共同 特点是无法完全由 ２ Ｄ 图形进行表达， 这也预示着 ３Ｄ 将成为高端设计领域的 必由之路。
尽管 ３Ｄ 是 ＢＩＭ 设计的基础，但不 是其全部。通过进一步将非几何信息集 成到 ３Ｄ 构件中，如材料特征、物理特 征、力学参数、设计属性、价格参数、 厂商信息等，使得建筑构件成为智能实 体，３ Ｄ 模型升级为 Ｂ Ｉ Ｍ 模型。Ｂ Ｉ Ｍ 模 型可以通过图形运算并考虑专业出图规 则自动获得 ２Ｄ 图纸，并可以提取出其 它的文档，如工程量统计表等，还可以 将模型用于建筑能耗分析、日照分析、 结构分析、照明分析、声学分析、客流 物流分析等诸多方面。
这些 Ｂ Ｉ Ｍ 设计软件的出现本是激 动人心的事情，然而在经历了相当长的 时期之后，在我国并没有真正普及。实 际上，即使在其它国家，例如亚洲的邻 国日本，ＢＩＭ 设计技术也尚未广泛推广。
影响３Ｄ ＢＩＭ普及的主要因素
那么，３Ｄ ＢＩＭ 设计存在哪些普及 障碍呢？经过分析，我们认为主要有以 下几点：
作的今天，ＢＩＭ 技术中心将成为必不可 业也面临着新一轮的挑战。以浩辰、中 几何工具的沿革”，建筑师，２００７ 年第
少的保障部门。
望、Ｃ Ａ Ｘ Ａ 等为代表的一批国产 Ｃ Ａ Ｄ １０ 期，ｐ１８￣２３；
５．软件体系不健全
软件已实现了 ２Ｄ 绘图平台的功能（其
［ ２ ］ 李武英，“从建筑选秀论生态
由 Ｇｅｎｓｌｅｒ 设计的预计 ２００４ 年完工 的 ６３２ 米高的上海中心，采用了 ＢＩＭ 技 术，其特点是自方案初期就综合各工种 协同创作，特别是建筑造型与结构方案 选择的协调统一成为了设计的一大亮 点。由于该结构高达 ６３２ 米，风荷载的
影响是结构师要考虑的重要因素。因此 在考虑建筑外部造型的同时，必须慎重 优化结构体征，降低风荷载的作用。据 估算，风荷载每降低 ５％，造价将降低 １２００ 万美元，Ｇｅｎｓｌａｒ 利用 Ｂｅｎｔｌｅｙ ＧＣ 参数化设计工具制作建筑表皮模型，保 证功能及美观的同时也将该模型用于结 构风洞试验及计算分析，最终优化的结 果是将风荷载降低了 ３２％［３］。这于 ２Ｄ 设 计模式来说是不可想象的。