BIM在仿古建筑设计中的应用

BIM在仿古建筑设计中的应用

杨陈纯

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司上海市杨浦区200092

搞要：仿古建筑设计不仅要有创新的设计思维，还要有创新的方法去顺应时代的需求。通过简单的实例分享，阐述了BIM的碰撞检测、三维展示、和辅助出图等手段在设计过程中的实践应用，体现了BIM在仿古建筑设计中的高效性和应用性。

关键词：仿古建筑、碰撞检测、沟通成本、高效辅助

一、仿古建筑的建筑元素关系

仿古建筑是一种新型建筑形式，一种“传统与现代”的新型组合。在保留原有建筑外观形式的基础上，利用现代工艺改变或替换原有部件和部件之间的关系，实现对传统建筑的各构件元素进行异化和重组，从而获得一种新的建筑元素关系。

而所谓“仿古建筑的建筑元素关系”，是指传统建筑外观形式、现化结构体系、现化设备系统的组合关系。我们可以从三个方面来理解这种组合关系：

1.仿古建筑设计时会考虑尽可能的保留传统建筑的积极元素即外观形式，因此，在这个先决条件的约束下，仿古建筑的组合关系较之一般建筑具有更加明确有原则性，可以说仿古建筑外观形式的变化是非常有限的，而建筑组合关系的变化则是无限的。换言之，为了更好的保留外观形式，结构体系和设备系统需要不断的进行提炼和修改。

2.随着现代结构和建筑材料的发展，仿古建筑中原本集结构功能与装饰功能为一体的部分构件已经失去了其原有的实质作用而仅仅作为一种具有观赏性的装饰构件存在。

3.仿古建筑中的外观形式与结构体系之间的定位也已经失去了原有的轴线对称原则，使得仿古建筑的外立面形式与结构体系的关系变得更加多变和复杂。

二、BIM在仿古建筑设计中的应用

BIM技术可以在仿古建筑的设计过程中，发挥非常积极的作用。

BIM在仿古建筑设计阶段的应用点，可以概括为以下几点：

1.专业间协同及碰撞检测的应用

一提到设计阶段应用BIM，很多人会想到了多专业协调和碰撞检测。仿古建筑自然不会例外，更因为仿古建筑比一般建筑繁复的立面设计和复杂的结构形式，在设计过程中对BIM碰撞检测的应用也显得更加频繁和重要。比如，某仿欧式建筑设计的外观形式融合了古典欧式建筑风格、罗马式建筑风格、和俄式传统的沿街外墙浮雕建筑风格（如图1.1）。简单地说，

图1.1某仿欧式建筑外观效果

图1.2某仿欧式建筑结构体系---框架结构

是将几种教堂建筑形式和一个街区的古典立面形式集中体现在一个建筑体量中。不同建筑风格的转换、不同立面形式的衔接、不同高差坡屋顶的搭接、以及如何协调解决建筑外现形式和结构体系（图1.2）之间的冲突，都是设计过程中，所有参与方着重关注和迫切解决的关键点。通过BIM整合建筑外装模型和结构模型，将两个专业的三维信息呈现在一个立体平台上，从而找出存在的碰撞问题，为设计团队的图纸修改和方案优化提供一个切实可信的信息依据（图1.3）。

图1.3BIM碰撞检测举例

2.创建一个三维讨论平台，大大降低各方的沟通成本

在项目设计管理中，沟通的成本是很高的，频繁的设计例会可能只是围绕着几个一直悬而未决的问题进行反复讨论和研究，却始终不能达成一致，从而浪费了宝贵的设计时间。通过BIM的三维立体模型和BIM的展示特性，可以为设计师、工程师、业主、用户等不同专业的参与方提供一个更好的可视化的沟通、讨论、决策平台。参与各方可以通过BIM模型非常方便的查看任意位置三维空间视图（如图1.4），进而针对其净高情况、外观效果、结

图1.4某仿欧式建筑BIM模型解析图

构合理性等问题进行讨论并提出解决方案。同时，因为三维的表达比二维的清晰，空间是否合理或存在问题往往都是一目了然的，参与各方随时都可以借助BIM的三维展示模型直观地发现和协调设计图中的不足之处（如表1.1）。

表1.1某项目设计例会中，通过模型浏览发现的几个问题

3.辅助提升仿古建筑设计的出图效率和准确性

对待仿古建筑这样的设计项目，因为一些复杂节点以二维图的形式很难表达，为了说明这样的节点，设计师需要额外绘制大量了剖面图和节点详图。然而，在设计过程中因为功能调整、方案变更、或是各专业间协调而造成的图纸修改，是非常普遍的情况，甚至可以说设计图修改是一直从方案设计伊始伴随到施工图设计结束的。但是，这对设计师而言，确实是一个繁重而又无效率的工作，一处图纸的修改往往导致的是一套施工图的变更。对此，BIM能起到很好的辅助作用。当然，这所谓的“辅助作用”并不在于缩短设计工期，恰恰相反，因为有了BIM，在设计过程中多了一个“模型-碰撞检测-修改图纸”的环节，比传统设计多了许多的事情，所以设计时间当然也会更长一些。那么如何发挥BIM的积极作用，如何将设计师从反复繁重的图纸绘制工作中解放出来，让他们把更多的时间和精力放在优化方案，优化空间中呢？

我们可以通过一个实际应用例子来解析这一点。某一仿欧式项目，在土建施工大致完成的时段，业主发现施工图中土建预留窗洞的大小和定位与外装立面图纸的信息不一致（如图1.5）。因此，业主方希望设计团队可以在一个月的时间内完成对外装图纸的修改，使其与土

图1.5某项目土建窗洞与外装窗洞大小及定位不一致的问题

建图纸信息达到一致，以避免后期因为外部装饰构件与预留洞口不一而造成的损失。然而，设计师通过复核发现，这类图纸问题是普遍存在的，而且装饰窗尺寸和位置的调整可能会与相邻的装饰立柱存在冲突，考虑种种因素，得出的结论是在相应的时间内完成图纸修改的工作量很大，且难以保证图纸的准确性。所以，我们计划利用BIM技术来简化这一过程，辅助设计团队出图。首先，BIM设计师通过对原有图纸的分析，发现此仿欧式建筑的建筑形式都遵循着一些基础的几何逻辑，比如，中轴线对称、等比排列等，小到单一门窗构件大到整体布局，无一不是如此。因此，在BIM建模过程中，我们将所有的装饰门、窗、立柱等构件折分成单一个体，依据“中轴线对称”的原则设置参照面，且创建可变参数以控制构件的尺寸变化（如图1.6）。然后，在立面的整体布局上，同样依据“中轴线对称”和“等比排列”的原则，排布和约束各各装饰构之间的定位关系（如图1.7）。最后，调整门、窗、立柱构件的的尺寸参数，使装饰构件与预留洞口的尺寸相一致。而且因为是三维，可以同眇解决平面和立面的修改。而设计师则可以从绘制图中脱离出来，着力于校核图纸的准确性和优化细节不合理之处。

图1.6构件族创建“中轴线对称”解析说明

图1.7外装立面布局解析

三、结语

在一个改革和创新的时代，拥有现代结构和传统外表的仿古建筑作为一种新型的设计创思，面临着严峻的考验和挑战。设计师们借助于BIM技术和手段可以大大的提高自己的工作效率和提升自己的工作优势，使自己从大量的重复、繁杂的工作中解放出来，进而腾出更多的时间去构思和丰富设计。