戴娜
哈尔滨市建筑设计院，黑龙江省哈尔滨市 150010
摘要：在数字化背景下，数据已经成为社会发展的基本动力。对于建筑行业来说，数据也成为推动行业数字化升级的关键环节。本文描述了建筑行业的数字化背景。以实际项目为对象，阐述了数据驱动的设计协作以及舞台数据的交互和传递所发挥的重要作用。同时，阐述了基于设计数据的设计知识沉淀和传递方法，强调了有组织的数据对提升行业价值的重要作用。
关键词：数据；建筑设计；数字化；BIM；异形建筑
1设计过程中的数据交互和传输
数据的传输和共享需要通过集成软件进行多样化的表达。本项目采用BIM软件进行集成协同设计，利用BIM的数据处理和表达能力完成数据传输。
1.1多学科三维协同设计
1.1.1三维协同设计的数据交互模式
异形建筑的空间关系、结构形式、节点结构复杂，而二维图纸中的信息数据属于零散的半结构化数据，使得设计人员很难充分了解异形建筑中的相关信息，更容易导致专业内部和专业之间的不协调情况。BIM三维正向设计可以使中心文档数据库整合各专业的设计数据，有效组织专业设计的协作，提高多专业协作的效率，更快地发现和解决问题。此外，BIM技术可以通过信息化、参数化和可视化来表达设计数据，还可以有效支持设计阶段的多学科协同设计工作。
基于BIM的协同设计有两种工作模式:中心文件模式和链接模式。中央文件模式是一种数据在服务器端的模式，多个设计者可以实时协同工作。在这种工作模式下，多个设计人员的设计数据可以集成在同一个中心文件中，并可以实时交换数据，及时发现设计工作中的问题。链接模式是基于一个BIM模型链接一个或多个其他BIM模型的映射模式。在这种工作模式下，多个BIM模型文件可以集成到同一个中心文件数据库中，各专业的模型数据可以实时同步更新。BIM三维正向设计采用两种协同设计模式。中心文档模式适用于专业内的协同设计工作，链接模式适用于专业间的协同设计工作。两种工作模式共同促进设计数据流通。
在项目中，为了增强不同专业之间的数据交互，增强不同专业之间的设计协同，设计团队采用AutodeskRevit作为所有专业BIM 3D正向协同设计的集成设计环境，充分利用Revit的数据集成、处理、协调和多样化表达能力，采用专业内协同的中心文件模式和专业间协同的链接模式。通过整合建筑、结构、设备、幕墙、钢结构、装饰等专业的BIM模型，设计团队可以实现设计数据的集成表达，减少不同专业之间信息不一致带来的误差，从而有效实现复杂空间的三维协同设计，保证项目的设计质量。
1.1.2三维协同设计的阶段性数据共享
设计经费是本专业向其他专业提供的支持设计工作的数据。资助过程是设计过程中的周期性数据共享，包括构件尺寸数据、材料数据、空间数据、位置数据和相关构件属性。对于BIM数据集成环境下的三维模型文件提取，结合工程设计成果的表达要求，数据应以“提取视图”的形式表达，可以作为其他专业“底图”的参考，其他专业可以以链接的形式“引用”提取模型，生成专业数据集。在BIM数据集成环境下，各专业可以根据不同的规范和要求，将设计数据转化为不同的详细的资金筹集模型。与二维图纸增资相比，可以在很大程度上避免同一构件数据在不同图纸中表达不一致。
在项目中，Revit组织和可视化专业间资金数据，以形成带有数据的“资金视图”。获得资助的专业可以直接链接到“资助视图”，获取专业设计所需的各种信息。各专业也可以独立提取所需的模型信息。
1.2数据传输
设计数据不仅可以在协同设计工作中发挥作用，还可以在不同的阶段和不同的应用场景中传输，以辅助下游工作。
1.2.1钢结构的数据传输
在二维设计中，钢结构深化模型需要根据结构专业提供的结构平面图和构件编号图手工搭建，很难直接获取钢结构构件的几何数据和相关属性数据。
对于复杂建筑，空间钢梁等复杂构件数量较多，各种数据存储和表达方式比较分散。采用传统的工作方法更加繁琐、费时、易出错。在项目中，设计人员独立开发Revit插件，并使用现有的设计数据自动生成多个三维视图，每个视图中只保留一种类型的钢构件。这样钢结构深化人员可以通过制定导入构件类型的方式自动生成深化模型，从而保证数据传输的准确性。
1.2.2成本趋同
继续计算工程造价，造价人员可以直接使用施工图三维BIM模型中部分构件的几何体数据进行造价测算。对于其他不能直接获取几何体数据的土建、安装构件、装修工程，可以通过计算软件的插件自动计算获取。这大大减少了成本的工作量，提高了计算的准确性。在项目中，造价人员通过太古计量软件计算后自动获取BIM模型中的工程量，并协助造价人员进行计价和计量。
1.2.3加工和制造
对于零部件制造商的零部件生产，需要大量的零部件数据来辅助生产。工程中大量使用双曲面幻彩铝板，对制造精度要求较高。为了达到预期的效果，需要准确定位面板的空间位置。空间定位的基础是控制单块铝板的曲率，优化铝板的分割。通过使用蚱蜢，设计人员可以生成和提取铝板曲率的可视化数据，为后期厂家深化提供基础数据。
设计师根据铝板曲率分析的结果，使用蚱蜢深化铝板幕墙的设计，直接将数据传递给厂家，包括铝板展开模型、铝板编号、尺寸数据提取、曲率数据。数字化对接生产模式有助于厂商提高每块板的精度。
2设计知识沉淀
2.1创建设计知数据库
大多数建筑设计数据以分散的非结构化或半结构化的形式存在，这使得数据存储和知识跟踪变得困难。数据中包含的设计知识和内容只能由工程师人工识别和阅读，而不能由产业链下游参与者使用的计算机和软件直接识别、分析和管理。另外，文档采用简单的文件管理系统，人工对数据进行分类保存，使得数据积累和知识沉淀无法规范化。因此，有必要创建一个可用于设计数据存储的数据库。
2.2设计知识库的利用
设计数据入库后，可以进一步集成到大城市数据库、企业知识库和个人知识库中，在不同的应用阶段相互支持，完成数据循环。
2.2.1城市大数据库
建筑是城市的重要单元，建筑设计数据是大型城市数据库的重要组成部分。建筑设计数据入库后，应进一步导入大城市数据库，作为城市管理的数据支持，为城市规划、城市设计、交通分析、市政分析提供数据依据。同时，海量的城市级大数据可以为建设项目的发展提供数据支持，完成多样化数据的闭环。
2.2.2企业知识库
将设计数据转化为企业知识库，可以进一步加强施工企业的设计管理，控制设计质量，提高设计效率，如基于数据的智能图纸审核、设计成果检验、项目进度控制、工时人机统计等。设计数据的积累增强了设计企业的智能设计能力，加速了设计企业的数字化转型。
2.2.3个人知识库
设计知识库可以将设计和施工图的BIM模型中的设计数据进行结构化存储，并将知识数据整合到设计中，为后续应用提供数据基础，如生成各种分析报告、检查构件的正确性、结构荷载统计、空间关系统计等。这些应用点就是用数据表达设计知识的具体体现。用流动软件程序表达设计知识是设计知识向数字化转变的标志。在以后的设计工作中，设计师可以利用软件快速获取相关的项目知识，辅助自己的设计工作。
3结语
数据是建筑行业数字化背景下信息流通的载体，在不同的阶段和应用场景下有不同的价值和不同的表现形式。对于设计阶段，以三维可视化和组件属性的形式表达数据是完成专业协同设计工作的主要形式。根据项目的实际需要，数据也可以二维平面的形式显示。采用集成的数据组织结构进行数据传输，可以充分发挥成本、制造、施工后续阶段的数据价值，提高整个项目周期的施工效率和质量。
设计数据也是设计知识的载体。归档设计数据可以有效传递项目中的设计知识，进一步形成大型城市数据库、企业知识库和个人知识库。
在智能建筑在建筑企业的未来应用中，设计数据可以进一步与机器学习算法、大数据和云计算相结合，使设计数据智能化，适应并引领智能建筑的发展。
参考文献
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