BIM技术在住宅项目施工图设计中的初探

时间:2022-09-04 04:48:42

BIM技术在住宅项目施工图设计中的初探

摘要:本文论述了初次尝试运用BIM设计软件,进行施工图全过程设计的实践初探。论述了使用Autodesk Revit进行住宅施工图设计的过程,以及遇到的困难难题和解决办法。实践了建筑与结构两个专业的施工图协同设计,整理的设计流程和经验所得。

关键词:BIM(建筑信息模型);施工图设计;协同设计

中图分类号:S611文献标识码: A

一、简述BIM

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特点。

二、BIM软件的选择

国内常见的BIM软件有Autodesk Revit、Bentley Architecture、 ArchiCAD、 Allplan Architecture、 Vectorworks Architect、 Digital Project

我们尝试过的软件有Autodesk Revit、Bentley Architecture、ArchiCAD。这次选择Autodesk Revit(以下简称Revit)作为BIM全专业施工图全过程设计的应用软件,是因为目前这款BIM软件的市场占有率较高,在其上进行二次开发的软件也较全面,而且与其他的计算软件也兼容的比较好。

三、本次BIM施工图设计实践的目的

1.熟练使用evit。

2.全专业全过程应用BIM软件进行施工图设计,发现问题并解决问题。

3.实践建筑与结构专业的协同设计,寻找专业间协同的最佳方式。

四、样本项目简介

本次实践选择了设计内容相对简单的住宅建筑作为样本项目。乌海市乌达区中心区一期住宅工程B5、6、7号楼,位于乌海市乌达区中心区A8地块,建筑面积4664,建筑高度18.0m,地上6层,地下0层,砖混结构。

五、实践过程,遇到的困难,解决的方式

1.创建项目样板

创建适合本专业适用的项目样板是制图前非常重要的一个环节,项目样板决定了图纸的最终表现效果。项目样板的设置内容包括视图样板中的参数设置,线宽、线样式、填充图案、材质、字体、对象样式、可见性、过滤器等。本次BIM施工图设计,是建筑和结构在同一个建筑模型上协同设计,因此项目模板创建时要考虑到两个专业对这些参数设置的要求。尤其在同一个构件的线型和线宽上,需要根据两个专业的图纸表现要求取折中的解决方法。

以墙体的可见性设置为例,建筑专业图纸中的承重墙是需要以粗实线来绘制墙体轮廓,而结构专业的图纸表达中是以细实线表达墙体轮廓而以粗实线表示钢筋,两个专业在同一个模型上同时协同设计时,此时就需要两个专业商定一个满足两个专业绘图要求的墙线线型粗度。

2.建模规则及命名规则的建立

建模规则及命名规则的建立就像一种通用语言的创建,只有说一样的话,彼此才能听懂。在建筑设计的过程中,设计人员只有遵循相同的命名规则,绘制的建筑信息模型才能在不同的设计阶段之间具有可读性和可传递性。比如进行前期方案设计的设计人员绘制的建筑方案模型,在进入到初步设计及施工图阶段时,能让接手的设计人在此模型上继续开展工作。

建模规则及命名规则在制定时,除了满足设计院设计阶段要求的外,还要考虑这个信息模型传递到下一个阶段与算量软件、节能计算软件、运维软件的衔接能否顺畅。例如与PKPM算量软件衔接时,为了防止出现绘制的构件无法被算量软件完全识别,而造成工程量计算不准确的情况;一方面在建模过程中要求不能出现同一种图元之间发生重叠的情况,另一方面要求必须依据建筑部位及用途准确对构件命名(如:A8弧形外挑檐、A8双坡屋顶 )。

在A8住宅的设计过程中,由两位设计人员分别负责两个单体的施工图绘制工作。由于工程设计初期没有创建项目样板,即便是设计人员随时口头交流,也会在图纸的表现方式以及命名方式上遇到分歧,在细节设计上不能够完全做到相同一致。 在设计过程中Revit也提供了能够协调标准的方法――传递目标准。传递项目标准可以在两个项目之间传递墙类型、材质、线类型、项目信息或者可见性的设置等。更替信息数据,统一项目表达,快速高效。

3.“链接”的应用

BIM设计软件其开发初衷是希望将建筑工程中的设计、预算及施工全过程的信息都涵盖,但是当模型涉及过多参数时,势必将影响计算机的运算速度,降低效率出现错误。因此,减小主体文件的大小是我们在实际应用中考虑的一个方面。

Revit中提供了“链接Revit”和“链接CAD”两种链接文件的方法。顾名思义,前者是在主体文件中链接rvt格式的模型文件,后者是在主体文件中链接dwg格式的文件。“链接”的方法可以有效的减少相同单元的重复绘图工作,合理减小主体文件,提高绘图速度和绘图效率。

在A8住宅项目中,一个住宅组合体是由3~4个相同的户型单元组合而成的,所以我们将户型单元作为单独的链接文件,在组合体的主体文件中载入户型链接文件。当户型平面需要修改时,只要在链接文件上修改一次,组合体中的所有单元平面就同时修改了过来。但是,当我们把链接应用到专业间协同设计时,却遇到了问题。机电专业在他们的项目样板下,用链接的方式打开建筑的主体文件时,看不到在主体文件中链接的户型单元平面,即嵌套的链接文件不显示,因此链接的方式曾一度被质疑无法在专业协同设计时使用。

经过我们不断的尝试和对软件的研究,发现嵌套的链接文件在自定义时,参照类型会默认为“覆盖”,而当将参照类型改为“附着”时就能在机电专业的链接中显示了。

4.族文件

Revit中的所有图元都是基于族的。 “族”是Revit 中使用的一个功能强大的概念,有助于设计人轻松地管理数据和进行修改。每个族图元能够在其内定义多种类型,每种类型可以具有不同的尺寸、形状、材质设置或其他参数变量。

在设计工作中,族的管理是很重要的一个工作内容。同一个项目中的同类型建筑单体,很多族文件是统一的。例如在A8项目中两栋住宅建筑,窗、门、墙、墙体线脚、檐沟、台阶等都应该统一一致。因此设计人员针对这个项目建立族库,把可以与他人统一共用的族整理在族库中,其他设计人员从这个族库中调用族,这样既避免重复制作相同族的工作,又有效的统一了族的类型。

5.中心文件与协作

协同设计的概念并不陌生,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。

而BIM的出现,则从另一角度带来了设计方法的革命,从二维设计转向三维设计;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。

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照。可以说在BIM技术的支持下,协同设计的技术含量大幅提升。

在A8住宅项目中,我们初次尝试建筑专业与结构专业协同设计。建筑专业建立一个中心文件,与本地文件同步更新。结构专业通过在中心文件中建立工作集的方式参与进来,达到协同设计的目的。

但是专业间协同设计无缝对接毕竟是建筑设计的理想化状态,在实践过程中,我们遇到了很多困难,专业间的冲突始料未及。用墙体举例,建筑专业绘制外墙时,将外墙的保温层作为墙体的一个构造层次赋予到基本墙体中。但结构专业在形成模型进行结构计算时,需要剔除掉保温层,然而墙体的构造层是无法被单独剔除掉的。如果想要达到结构专业想要的效果,就需要将保温层作为单独墙体绘制在外墙的外面,那就意味着建筑专业在绘制外墙时要增加一倍的工作量。

类似这样的事情还有很多,为达到两个专业协同的目的,往往需要其中一个专业做到让步和牺牲。这也让我们意识到,BIM设计的革命性不仅仅是表现在图纸的表达和表现上,更多的发生在于设计过程中的变革,设计人需要以新的角度和思路考虑BIM设计中遇到的问题,需要摒弃旧有传统的表达方式转而尝试寻找适应BIM设计的制图和表达方法,甚至需要在专业间的设计内容上进行整合和科学的再分配。

6工作集, Revit中一个工作分支的概念。将图元构件归到不同的工作集中,并指定唯一的编辑者,这样在协同设计时可以让多个设计人在同一个模型上工作,在各自负责的工作集内绘图而不会影响其他人。工作集的划分要分类清晰,分工明确。当要在其他人的工作集中操作时,需要向该管理人发出申请,得到对方同意后方能修改并保存;但是这个申请和批准的过程往往比较耗时,会影响绘图的效率。科学的分配工作集,能减少借用他人工作集的情况,提高工作效率,减少因为跨越工作集操作而失误造成的麻烦。这里简单总结几个中心文件使用中的经验:

1).在共享工作集的所有计算机上安装同一版本的Revit 。

2).使用“文件”菜单上的“重新载入最新工作集”命令更新您的本地文件,而不更改中心文件。

3).创建工作集时指定可视性。显示只与自己相关专业的视图,减少冲突。

4).确保足够数量的备份文件,以防发生文件丢失或损坏。

7.明细表

“建筑信息模型”即是建筑物在设计和建造过程中,创建和使用的“可计算数字信息”,这些数字信息能够被程序自动管理。在设计过程中对各个构件的各种参数的输入和设置,使得在设计后期可以轻松准确的通过明细表功能,得到各种数据的汇总和分析。比如门窗表、洞表、内装修材料做法表、窗墙比、体形系数、建筑面积、防火分区面积等。

Revit中目前提供的明细表功能还有待增加和完善,如外装修材料做法表和能与节能计算结合的构造做法统计和计算书等。

8.图纸

在Revit中,出图的工作步骤如下:

1)拆分图纸,将视图文件布置到图纸中。

2)调整项目样板和可见性设置,确保图纸表达的正确性。

3)打印pdf出图。

六.总结

这次BIM施工图实践的初衷是熟练掌握Revit软件,发现在施工图设计中的问题,并找到解决办法。在这个过程中确实有很大的收获,同时也意识到BIM技术的确是建筑设计领域的一个更加宽广的平台,将会是替代传统二维施工图设计的大趋势。

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