邹健
东北大学设计研究院（有限公司） 辽宁沈阳 110003
摘要：在现在的设计行业，“三维数字化协同设计”已经不再是什么新鲜的词汇，在飞机、汽车等制造领域，信息化设计和制造已经是十分普及的事情。然而建筑行业仍然处于二维设计外加效果图的设计流程上，信息化在建筑设计中的含量非常小，使得协同设计在建筑设计中的效果也不明显。随着建筑产业的不断升级，建筑信息化已经悄然出现，目前已经逐渐汇集成了一股潮流，席卷全球，BIM技术的应用已经成为建筑行业的一个热点。基于此，本文主要对基于BIM的工业建筑协同设计进行分析探讨。
关键词：基于BIM技术；工业建筑；协同设计
前言
在伴随绿色、节能概念的出现，人们对建筑的要求也在不断提高，现在一个项目设计不仅包含规划、建筑、结构、暖通、给排水、电气、动力专业，还包含网架、钢结构、智能化、景观绿化等。当协同不再是简单的文件参照，那么利用平面二维设计进行协同各专业越来越困难，只有运用三维协同设计才能更合理解决相应问题。
1、项目背景
该氧化铝工程是由我院负责设计、国外进口公司设备供货、多家建设公司施工的大型项目。该项目的特点是:车间工艺流程长、设备庞大且复杂、管线纵横交错、作业区温度高等。
2、技术难点
该氧化铝设计项目的设计流程是:先设备、再建筑，最后是结构。而出图的顺序也是传统的:先出平面图，再出立面图，接着出剖面图、最后出大样节点详图。项目施工完成前，工程各方对设计的建筑形体、各种设施的布局缺乏直观的生动的认识，在这种方式下，各方的沟通与施工过程中的疑问及反馈、以及由于错误领会造成的返工，都将大大加长设计周期，既费时又费力，并且严重影响了建筑设计的最终质量与效果。该项目作为氧化铝厂，多数设施体积尺寸都较为庞大复杂，需要建筑师在设计时充分考虑各专业设备在建筑构件(譬如墙体)上的开洞(孔)尺寸。一旦其它专业工程师将其设备的尺寸和位置作了修改和变动，那么建筑师便需要对自己设计的孔洞大小进行相应的调整，并及时传达给结构工程师，以便结构工程师也能够及时做出相对应的调整。而在这个过程中，各专业之间的数据传递和信息沟通就显得尤为重要。传统的二维方式传达各专业工种之间的设计变更，往往会造成各专业的图纸无法正确的拼合衔接，给施工造成影响。因为在一般情况下，其它专业的平面图纸完成后需要建筑师对照它，从头开始完全独立地绘制各个平面、立面与剖面，既费时又费力。而要详细、精准的剖面图更是一大难题。各立面的数据都要人为对照，低级错误时有发生。譬如，电气设备由于位置的变更而改变了电缆桥架的走向，但是建筑图纸一旦没有及时更新便会出现电缆桥架破墙而出，而原先的开孔处却留下了一个大大的空洞。诸如此类问题举不胜举，解决起来不胜其烦，既费时又费力效率低下。
3、解决方案
借助强大的数字建筑模型系列软件，将之前散乱孤立的设计数据和信息整合在了一个平台上，这样在各专业工种之间实现数据共享、信息顺畅便成为了可能。而基于AutodeskRevit系列软件之间顺畅的数据共享特点，使得多专业团队之间实现了高效的协同设计。如，结构工程师完成设计工作之后，就可以把在RevitStructure中完成的结构设计方案直接导入RevitMEP中，在三维环境中对比检查两个方案之间的碰撞并完成参数化修改。而一旦结构设计图纸再度发生变更，同样只需要重新导入修改后的图纸就能发现更改后的信息并完成碰撞检查和修改。图1为某轧钢车间建筑与相关专业协同设计三维图，该设计经过多次变更、多次修改后的定型设计。
.png)
图 1 三维设计示意
在BIM设计平台下，工程师们不必再为了各种不同文件格式之间的数据转换而大费周折，利用统一的设计平台可以实现各专业之间数据无缝链接。譬如，在设备专业的电气工程师运用专业设计的RevitMEP软件完成了电气设备的综合管网布置设计并提交给了建筑专业之后，建筑设计师无需做任何转换，只要在RevitArchitecture直接打开电气工程师提交的设计文件即可。虽然RevitArchitecture是专门用于建筑设计的软件，但是由于其和另外两款兄弟软件共用一个数据平台，因此，相互之间的交流便显得非常便捷。建筑师的软件同样可以快速方便的直接打开电气工程师的设计文件，并且可以准确地获得其中的设计数据和相关信息，以方便作为自己设计的参照和依据。而建筑与结构之间的数据衔接亦如此。这样一来，当建筑师将电气工程师的设计图纸以链接的方式打开之后，不但能够清晰准确的在其基础之上为电气设备设计加盖厂房，还能通过三维设计的先进方法来直观高效的查看和验证自己的设计成果。既便电气工程师对图纸做了修改，建筑师也能够通过刷新的方式来及时准确地获取更改信息。不必再担心由于两个不同专业之间的数据衔接而造成的图纸差错，管道破墙而出和遗留大空洞的设计错误也可以得到及时修正。这样就能使得建筑设计与电气设计更加紧密的联系在一起。
同样，建筑设计与结构设计之间的衔接亦如此。既便是在同专业中，也可以通过数据的关联性来大大提升设计质量和工作效率。譬如，当建筑师根据电气工程师的设计图纸在其平面图纸中改动了某个建筑构件(例如，门窗)的尺寸和位置之后，软件系统会根据修改信息在立面和剖面包括三维以及其它所有相关图纸中的对应部位都自动产生更新，不再会造成本专业中平、立、剖图纸不符的低级错误出现。这样一来，不但极大地提升了设计师们设计质量和工作效率，同时大大降低了重复工作的概率，节约了宝贵的时间。
因此，在运用BIM设计理念并结合使用Revit系列软件做的设计，完全可以做到多专业团队之间的高效协同设计。所绘制的建筑、结构和设备构件不仅有三维模型，还有各个视图自动的正确形式显示，因此每个建筑构件只需要在方便的视图绘制一次，其他相关视图都会自动跟进，添加一个建筑构件可以马上看到它的三维及剖面的效果，而且平、立、剖面完全双向关联，每个构件只需要绘制一次，避免了重复作业，而且具有准确性。如生成剖面，这在以前的设计任务中是比较繁重的工序，而在Revit中就变得比较轻松。一条剖切线就可以解决问题，摆脱了因为考虑不周导致的剖面与其他视图不一致的失误，可以说，Revit系列软件的双向关联给各专业的设计师们带来了技术上的一次重大飞跃。
4、结语
从上面的分析可以看出，协同设计作为一项有着广阔发展前景的建筑设计方式，将必定会为建筑设计工程项目提供一种全新的途径和方法。未来随着建筑设计的不断发展、甲方参与其中的力度不断加大、整个建筑产业链不断完善，协同设计必将会成为今后的一种主流设计方式。而基于信息化模型技术为平台的协同设计也必将成为以后建筑设计行业的主要设计流程[3]。同时，通过这种信息化技术的协同设计，还将使建筑专业的工程师们懂得建筑信息模型是实行建筑工程全生命周期的管理战略的核心，感悟到建筑信息模型在整个建筑业信息技术发展中尤其是协同设计中所处的重要地位，明确一个未来的建筑师在建筑业信息化的进程中所肩负的责任。
参考文献
［1］何关培，李刚．那个叫BIM的东西究竟是什么［M］．北京，中国建筑工业出版社．2012
［2］何关培，李刚．那个叫BIM的东西究竟是什么2［M］．北京，中国建筑工业出版社．2012
［3］任波．从二维走向三维的计算机辅助建筑设计［D］．重庆:重庆大学．2010．
［4］王珺，BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究［D］．成都，西南交通大学．2011．