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东部生态城和传统中国古建鸡足山佛塔寺项目

从2006年,云南省设计院金小峰工作室就开始尝试利用BIM技术来完成施工图,现在该工作室的成员已经全部利用BIM技术进行施工图的设计,累计出图面积近400万平方米;同时,在其他创作室也涌现出一批应用BIM技术的高手。

在有着北美风情风格的东部生态城和传统中国古建鸡足山佛塔寺项目中,云南省设计院金小峰工作室和苏兴全工作室,充分考虑项目的周期和相关难度,并更多从技术创新出发,应用BIM技术完成项目。

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图1 昆明东部生态城-会所透视图

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图2 鸡足山佛塔寺

别 墅建筑向来以屋面造型多变而展现其独有的气质,东部生态城的设计以北美风情为主导风格,该项目建筑面积40多万平米,整个屋面在立面造型方面比较 复杂。应用基于BIM的Autodesk Revit Architecture软件能够准确把所有构建的尺度反应出来,可以从不同角度分析、观察,包括室内空间和室外空间,相互关系比较完整。在此基础上进行 深化设计,对设计人员的工作量并没有多大的增加。

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图3 东部生态城S4户型三维视图

传 统古建向来是建筑师喜爱的风格,而寺庙建筑又是其中的代表。鸡足山佛塔寺项目就是要求设计一座仿古建筑,或者说要建一座古建筑功能的建筑物。设计 师在接到这样的设计任务时,会觉得是一件很严峻的事情,因为仅平、立、剖面图的示意表示图纸就是一个复杂的工作,更不要说图纸之间的矛盾问题。

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图4 鸡足山佛塔寺立面图

BIM技术实现降低成本和提高收益
传 统的设计方案阶段是二维设计图和三维效果图缺一不可的,并且这两个工序在传统的设计中是分开进行的,即在AutoCAD中绘制二维图纸,完成相 关的平、立、剖图纸后,到效果图公司创作效果图,设计人员拿到效果图后再做细部的调整,然后效果图公司再按照设计师的修改再次调整,以此反复多次才能完 成,如此进行费时、费钱、费力,而且仅为单视点的效果图,不能很好的表达设计意图。在昆明东部生态城和鸡足山佛塔寺的设计过程中,业主希望能以最直观的方 式看到设计的成果。如果用传统的方法依靠效果图公司在Autodesk 3dx Max中建立模型,不但会支出高额的费用,而且由于项目的多次修改,将无法及时、准确的表达最近的修改成果,可能会造成许多误会。因此,此两个项目设计引 入了基于BIM平台的Autodesk Revit Architecture软件,在设计的过程中,不但能让设计师得到直观的创意反馈,而且能将任何修改时时反馈给甲方和业主,为设计降低了成本,并带来极 高的效益与效率。

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图5 Revit Architecture 生成的效果图-东部生态城-花园洋房

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图6 Revit Architecture 生成的效果图-鸡足山佛塔寺

BIM确保设计快速高效、协调一致
1、Autodesk Revit Architecture软件的参数化设计是通过建立包含建筑相关信息的三维模型,在设计的不同阶段通过提取所需要的相关信息来完成相关设计的全过程。
2、 使用基于BIM的Autodesk Revit Architecture软件,可以实现从方案设计到施工图设计都使用同一个数据文件,避免多个文件的重复修改,同时有关数据的统计和计算都交由计算机去 完成,人们所需要做的就是准确提供需要计算的数据,其它那些重复的、复杂的工作会由计算机完成,即计算机辅助设计。
3、在过去传统的建筑设计过 程中,当有数名建筑师共同参与一个项目设计时,因为所有的图是人工绘制的,是相互独立的,错误很难避免。这不仅耗时,而且还难 确保设计协调一致。例如,当绘制立面图和剖面图时,建筑师通常通过参照平面图来绘制,因为每个视图都独立于其它视图,这一切建筑师不仅要耗费大量的时间用 在图纸的绘制上而且还难保证图纸协调一致,特别是多人参与一个项目,或者是设计发生变更时,这样的问题就更为突出。然而应用Autodesk Revit Architecture软件后,立面图、剖面图都是通过一个参数化模型生成,有效地保证了建筑信息的一致。同时,由于将设计保存在同一个模型中,团队中 的设计师之间协作更加密切。通过重复使用该模型,在整个项目过程中,所有人都可以迅速响应其他人做出的决策,这样不仅确保设计协调一致而且提高了工作效 率。

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图7 Revit Architecture 生成的立面图—东部生态城S5户型①-⑨立面

Revit Architecture 生成的剖面图—东部生态城S5户型2-2剖面
图8  Revit Architecture 生成的剖面图—东部生态城S5户型2-2剖面

Revit Architecture 生成的立面-鸡足山佛塔寺立面
图9 Revit Architecture 生成的立面-鸡足山佛塔寺立面

BIM术解决古建图纸表达的难题

1、古建筑前后交接的解决方案
通 过Autodesk Revit Architecture搭建的模型,直观观察古建筑前后建筑交接的问题,经过不断更改造型,直到交接过渡自然为止(如图10),这对非三维软件来说是很 困难的事情,但在Autodesk Revit Architecture里面,这个问题变得相对直观简明。

鸡足山佛塔寺前后交接细部
图10 鸡足山佛塔寺前后交接细部

2古建筑屋面曲线的解决方案
古 建筑屋面的曲线优美流畅,但真正要用建筑设计的方式去描绘各个立面的曲线,立体空间的曲线感觉,则必须花费较大的精力和时间,而且投影并非全是 正投影,有的呈45°角投影,这样无休止的绘制各个立面,会让人失去设计的乐趣,工作变得枯燥无味。现在拥有Autodesk Revit Architecture,立面图已经不需要单独绘制,设计师只要专心于曲线推敲,利用强大的布尔运算,通过各种体量的变化来实现曲线控制(如图11)。

鸡足山佛塔寺屋面细部

图11 鸡足山佛塔寺屋面细部 

3、古建筑屋面瓦楞的解决方案
对 于古建筑来说,瓦楞的三维表现可谓是必须的,否则就像是龙鳞不在。在Autodesk Revit Architecture中,并没有直接表现瓦楞的工具,但设计首先通过体量造型造出曲线及曲面,再通过屋面幕墙系统,设定幕墙的横梃及竖梃的相关参数; 绘制幕墙嵌板的轮廓,载入项目中即可;最后通过调整参数,实现古建筑瓦楞的表现(如图12)。

鸡足山佛塔寺瓦楞细部

图12 鸡足山佛塔寺瓦楞细部 

4、古建筑其他造型元素的解决方案
古建筑的门窗及斗拱,亦作为具有中式特色的元素之一,其造型复杂,但规律性很强,利用Autodesk Revit Architecture中中式门窗组合即可解决门窗样式问题,斗拱必须自己制作成族,然后直接使用即可(如图13)。

鸡足山佛塔寺门窗细部

图13 鸡足山佛塔寺门窗细部

以 上的一切就是参数化设计带来的快速高效和设计的协调一致。十多年前,我们抛弃图板转向计算机辅助绘图是一次进步,今天我们采用基于BIM技术的 Autodesk Revit Architecture进行设计应称得上是一次飞跃。建筑信息模型通过参数实体模型表达真实建筑所具有的信息,参数化的建筑设计得以真正实现,这给设计 师带来的是效率和质量的提升,现在的设计已经和参数化设计密不可分,没有参数化设计也没有今天的设计成果。

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