研究BIM技术在展示空间设计中的应用

　　 　1 引言
　　伴随着计算机技术、网络技术的飞速发展, 人类已经进入信息化社会, 传统的生产技术已经很难满足当下的需求, 各个行业都面临着数字化、信息化改造与升级的问题, 而建筑行业在国民经济和民生中所占据的重要的地位和作用, 必然对建筑设计行业提出了更高的要求, 正是在这样的背景下, 产生了基于设计信息化、智能化的BIM技术。而展示空间设计作为建筑设计的重要组成部分, 与建筑设计有着千丝万缕的关联, 那么, 如何将建筑设计中信息化、智能化的相关技术应用到展示空间设计中, 在当下就显得极为重要。
　　2 BIM技术的认识
　　BIM是英文Building Information Modeling (建筑信息模型) 的简称, 它是将真实建筑工程项目中的各项相关数据信息作为模型的基础, 并进行建筑模型的搭建, 通过数字化的信息模拟场景中建筑物所具有的真实信息。该模型涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种建筑组件的性质及数量等数据信息, 通过对信息的处理分析之后就可以展示整个建筑的生命周期, 其中包括了设计、建造、营运等模块, 同时它还具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。
　　近年来随着BIM技术的普及, 逐渐开始被人们认识和熟知, 同时人们也逐步把注意力投入其中, 尤其是随着国家会展中心 (上海) 、江苏大剧院、上海中心等运用BIM技术的项目逐渐落地建成并投入运营, 进而取得了良好的认可和评价, 让人们清晰的认识到BIM技术的优势和亮点, 也为今后的行业发展奠定了良好的基础。
　　此外, 住房和城乡建设部在2016年8月份发布的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中明确指出:十三五时期, 要全面提高建筑业信息化水平, 着力增强BIM、大数据、智能化等信息技术集成应用能力, 加快BIM普及应用, 实现技术的升级改造。[1]这也为BIM技术的发展提供了强有力的政策保障。既有行业发展需求的内在驱动, 又有政策支持的外在保障, 让BIM技术越来越多的出现在大众视野之中。
　　3 BIM技术在展示空间设计中应用的可行性分析
　　展示空间设计是建筑设计的重要组成部分, 也是建筑空间设计的延伸, 而在更多的时候, 两种设计工作是在交织、融合中同时开展。而对于一些专门性的展示建筑, 更是你中有我, 我中有你, 这就使得建筑设计和展示设计在多方面存在着共性的特征。以米兰世博会中国馆 (如图1所示) 为例, 这是将展示空间设计和建筑设计融为一体的典型案例, 不论是建筑屋顶上的麦浪, 还是场馆中央多媒体上的田野, 亦或者是地面上的茎秆, 都很好的传播了世博会的主题和宗旨。这种建筑设计与展示空间设计所具有的呼应关系源于两者在空间特征、设计流程、服务对象等方面都存在很多共性的问题。
　　1) 展示空间和建筑空间设计目的的一致性
　　展示空间设计和建筑设计都是以满足人类需求为目的的空间营造。展示空间设计的目的性较为明确, 通过合理的规划, 有目的、有逻辑的将展示信息传递给观众, 侧重于展示内容的表达。建筑设计主要是以满足基本的功能需求为出发点, 解决建筑的使用功能和使用空间的合理安排等问题。虽然两者在功能需求上存在差异性, 但是在设计目的上是具有一致性的, 即都是满足人类的某种需求。
　　2) 展示空间和建筑空间的设计体系的雷同性
　　展示空间设计和建筑空间设计都是一种基于空间营造的设计活动, 都依赖相关系统化的设计才能完成, 两者在设计目标、设计系统和设计流程等方面有着高度的雷同性。
　　3) 展示空间设计和建筑空间设计的评价体系的相似性
　　展示空间设计与建筑设计都注重审美性的创造, 追求科技与艺术的完美结合。同时受经济和文化等因素的影响, 两者在设计风格、设计观念等方面也都具有相似性, 尤其是绿色设计、可持续设计等观念的提出对其都产生了深远的影响。因此, 两者在经济、文化、审美等评价因素方面是相似和一致的。
　　基于上述三方面的比较和分析, 可知展示空间设计与建筑空间设计之间存在着及其相近的共性特征, 因此, 将BIM技术应用当代展示空间设计具有较强的可行性。下面再进一步探讨BIM技术在展示空间设计中应用所具备的优势, 以及它对当代展示空间设计的发展与推动作用。
　　4 BIM技术在展示空间设计应用中的优势分析
　　BIM技术在实际应用中通常由三个模块构成, 下面我们从这三个模块逐一探讨其在展示空间应用中的优势。
　　4.1 设计模块
　　设计模块是整个展示空间设计中最基础的模块, 同时也是最重要的模块。以往的传统案例中, 因为每个公司的主攻业务是不同的, 设计能力也会参差不齐, 所以有些业主为了保证设计的品质, 通常会选择不同的公司分别进行方案设计和施工图设计, 这样导致的最直接的后果就是方案的效果图和施工图不一致, 甚至同一公司的不同部门之间协作不够深入导致设计方案不够准确, 这种类似的诸多问题的出现都需要经过一系列繁琐的修改来弥补, 极大的影响了工作效率和工程进度, 同时也造成了一些人力和财力资源的浪费。接下来我们就深入的了解一下:如何通过BIM技术的运用, 在前期设计模块就能解决图纸不符、方案不够准确、效率不高等问题。BIM技术的设计模块可以细分为三个阶段, 分别是扩初阶段、施工图阶段和合约阶段, 该模块主要运用的就是参数化设计、可持续设计、可视化设计、多专业协同作业等。
　　1) 扩初阶段设计模块
　　在扩初阶段, 按照传统的展示空间设计模式来说, 二维的CAD图纸和效果图是整个空间设计的核心部分, 能让施工方和客户对整个空间有一定的认识, 从而能够对全局有一个整体的把控, 但是实际的设计过程中, 效果图往往表现的都是一些特定的角度或者场景, 可视度非常有限, 无法全方位的表现出整个展示空间的全貌。现如今, 顺应大数据时代的号召, 通过对BIM技术的运用实现了可视化的设计, 达到可见即可得的效果, 不仅如此还可以通过场景漫游等设置, 模拟漫游空间场景, 实现全方位多角度的视觉效果 (如图2所示) 。这种可视化的设计一方面避免传统设计中施工图与效果图不符的情况, 有效地解决展示空间设计中复杂空间和局促部位的设计难题;另一方面也降低了展示空间的理解难度, 方便分析和交流, 提高了信息的交互效率, 为下一步工作的顺利开展做保障。
　　2) 施工图阶段设计模块
　　施工图阶段就是在扩初图的基础上进行图纸深化的过程, 并且最终的设计图纸需要达到二维制图规范的要求, 进而指导现场施工, 由于现阶段的BIM模型生成的图纸还无法达到这样的标准, 所以现阶段的主要应用就是将不同专业间的设计进行综合协调、错误检查, 提前发现问题、解决问题, 确保后期能顺利施工。如果有问题就及时对BIM模型进行修改, 最后将修改好的模型 (图3) 导出二维图纸 (图4) 再进行人工处理, 达到施工标准。虽然在使用的过程中还存在一些欠缺和不足, 但是优点也是非常明显的, 既保证了图纸的准确性, 又很大程度上减少了制图工作量, 极大地提高了工作效率。[2]
　　3) 合约阶段设计模块
　　项目进入合约阶段之后, BIM技术高效、精确的统计功能表现的尤为突出。因为BIM模型是由数据化的建筑构件搭建而成, 其包含了所有建筑构件的全部信息, 所以只要模型的精度达到相应的要求, 就可以快速、精准的从模型数据库中提取详细的工程量信息。合约签订时便可以以此作为重要的参照标准, 对造价的控制也会更加的准确。与传统的人工计量相比较的话, BIM统计不论是在效率上还是在精确度上都是一个质的提升。
　　4.2 施工模块
　　建筑物的建造过程是一个高度动态的过程, 展示空间的建造过程亦是如此。现如今, 随着工程规模的不断扩大, 复杂程度逐渐提高, 导致施工项目的管理难度急剧加大。当前我们常用甘特图来表示工程进度, 但是它的缺点也是非常明显的, 例如说专业性太强, 可视化程度比较低, 建造过程中的施工进度和动态变化都没法清晰的表达等。
　　相比较而言, BIM的优点也是显而易见的, 因为BIM模型是一个拥有全部信息的数字模型, 它可以将施工过程模拟成为一个真实可见的现实。通过将BIM模型与施工进度计划相链接, 将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D (3D+Time) 模型中, 直观精确地反映整个展示空间的施工过程 (如图5、6所示) 。在4D模型中可以对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制, 以缩短工期、降低成本、提高质量。[3]
　　此外, BIM技术在展示空间工程施工阶段的应用还体现在可视化控制上, 能够实时的显示工程进度, 方便设计师和施工方相互协调, 尤其是对重点、复杂空间的机电深化和结构深化, 钢结构和幕墙设计、加工、安装上都发挥了重要作用, 保障施工进度的顺利进行。
　　4.3 运营模块
　　对于一个展示空间来说, 因为其特有的属性决定了其会具有频繁的使用率, 这也对运营方和BIM平台提出了更高的要求。展示空间的运营模块主要由监控、通讯、照明、通风、电梯等众多子系统组成。传统的运营方式中如果某一子系统中的设备或者线路在使用过程中发生故障而无法得到及时解决就会容易影响整个空间的正常运营, 情况严重的还会引发安全事故。通过运用BIM技术, 就可以实时的发现并解决隐患, 减少不必要的麻烦。我们假设某展厅是一个完整的BIM模型, 在此基础上就可以关联整个展厅的摄像头, 从而建立该空间的监控系统, 当系统检测到某一局部发生火灾等险情时, 系统将会自动报警, 并且及时定位到灾情位置、通知到其他关联子系统, 同时提供合理的疏散路线等信息, 进而对消防性能进行优化分析, 验证疏散设计是否合理, 确保突发情况出现时将危害降到最低。
　　一般来说, 展示空间的体量都是比较庞大的, 日常检修和维护环节也是相当繁琐。通过BIM技术的运用, 只需要点击BIM模型, 就可以轻松的查阅空间中相关设备的具体信息, 例如设备的具体位置、使用期限、维护和检修情况等, 还可以及时提醒更换即将到达使用期限的设备, 起到预警的作用。通过BIM系统还可以对空间中能源的消耗情况进行自动统计分析, 例如某个空间每天或者每月用电信息或者温度信息等, 并对异常情况进行警告或者标记, 确保资源的合理利用。
　　5 结语
　　综上所述, BIM技术展示空间设计中的应用, 其自身所具备的优势, 将从两个方面对当代展示设计的发展起到积极的推动作用。一方面, 在设计实践上, 增加了设计的可视性和准确性, 从而满足了更加复杂的展示空间形体塑造, 提高设计质量和效率;另一方面, 在设计意识上, 方便了设计思想的交流, 避免了设计师不负责任的行为发生, 提高了设计师的责任感。这些都决定了BIM技术在展示空间设计中的广泛应用将成为一种无法回避的趋势。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.2016-2020年建筑业信息化发展纲要[M].2016.
　　[2]孙鑫.基于BIM的规则建立在建筑设计阶段应用研究[D].重庆:重庆大学.2015.
　　[3]周宁.BIM技术在苏州万润财富中心建筑全生命周期中的应用[J].建筑知识.2014.03:138139.