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BIM如何促使设计从二维设计向三维设计的转变?

发布:中文网小编 浏览:2448人 分享
发布于:2020-03-27 15:10

当前, 2D 图纸是我国建筑设计行业最终交付的设计成果, 这是目前的行业惯例。 因此, 生产流程的组织与管理均围绕着 2D 图纸的形成来进行(客观地说, 这是阻碍BIM技术广泛应用的一个重要原因) 。

2D 设计通过投影线条、 制图规则及技术符号表达设计成果, 图纸需要人工阅读方能解释其含义。 2D CAD 平台起到的作用是代替手工绘图, 即我们常说的“甩图板”。 2D 设计的优势在于四个方面: 一是对硬件要求低(2D 平台是早期计算机唯一能够支持的 CAD 平台) ;二是易于培训, 建筑师和工程师在学习了 2D 基本绘图命令, 相对于可以代替绘图板及尺规等基本工具以后, 就可以开始工作了: 三是灵活, 用户可以随心所欲地通过图形线条表达设计内容, 只要该建筑用 2D 图形可以表达, 就不存在绘制不出来的问题。 应该说, 大多数的情况下, 2D 的表达是可以满足建筑设计要求的; 四是基于 2D CAD 平台有着大量的第三方专业辅助软件, 这些软件大幅提高了 2D 设计的绘图效率。

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除了日益复杂的建筑功能要求之外, 人类在建筑创作过程中, 对于美感的追求实际上永远是第一位的。 尽管最能激发想象力的复杂曲面被认为是一种“高技术”和“后现代”的设计手法…, 实际上甚至远在计算机没有出现, 数学也很初级的古代, 人类就开始了对于曲面美的探索, 并用于一些著名建筑之中。 因此, 拥有了现代技术的设计师们, 自然更加渴望驾驭复杂多变, 更富美感的自由曲面。 然而, 令 2D 设计技术汗颜的是, 它甚至连这类建筑最基本的几何形态也无法表达。 在这种情况下, 3D 设计应运而生了。

3D 设计能够精确表达建筑的几何特征, 相对于 2D 绘图, 3D 设计不存在几何表达障碍. 对任意复杂的建筑造型均能准确表现。 去年国庆前评选出的“北京当代十大建筑”中, 首都机场 3 号航站楼、 国家大剧院、 国家游泳中心等著名建筑名列前茅, 这些建筑的共同特点是无法完全由 2D 图形进行表达, 这也预示着 3D 将成为高端设计领域的必由之路。尽管 3D 是 BI M 设计的基础, 但不是其全部。 通过进一步将非几何信息集成到 3D 构件中, 如材料特征、 物理特征、 力学参数、 设计属性、 价格参数、 厂商信息等, 使得建筑构件成为智能实体, 3D 模型升级为 BI M 模型。 BI M 模型可以通过图形运算并考虑专业出图

规则自动获得 2D 图纸, 并可以提取出其它的文档, 如工程量统计表等, 还可以将模型用于建筑能耗分析、 日照分析、 结构分析、 照明分析、 声学分析、 客流物流分析等诸多方面。

由 Gensler 设计的预计 2004 年完工的 632 米高的上海中心, 采用了 BI M 技术, 其特点是自方案初期就综合各工种协同创作, 特别是建筑造型与结构方案选择的协调统一成为了设计的一大亮点。 由于该结构高达 632 米, 风荷载的影响是结构师要考虑的重要因素。因此在考虑建筑外部造型的同时, 必须慎重优化结构体征, 降低风荷载的作用。 据估算, 风荷载每降低 5% , 造价将降低 1 200 万美元, Genslar 利用 Bentley GC 参数化设计工具制作建筑表皮模型, 保证功能及美观的同时也将该模型用于结构风洞试验及计算分析, 最终优化的结果是将风荷载降低了 32% 。 这于 2D 设计模式来说是不可想象的。

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纯粹的 3D 设计, 其效率要比 2D 设计低得多。 地标性建筑可以不记成本, 不记效率,但大众化的设计则不可取。 可喜的是, 为提高设计效率, 主流 BI M 设计软件如 AutodeskRevit 系列、 Bentley Building 系列, 以及 Graphisoft 的 ArchiCAD 均取得了不俗的效果。 这些基于 3D 技术的专业设计软件, 用于普通设计的效率达到甚至超过了相同建筑的2D 设计。

这些 BI M 设计软件的出现本是激动人心的事情, 然而在经历了相当长的时期之后, 在我国并没有真正普及。 实际上, 即使在其它国家, 例如亚洲的邻国日本, BI M 设计技术也尚未广泛推广。 


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