信息化建筑设计（赵红红）Revit第二章 建筑信息模型.pdfVIP

2 建筑信息模型 建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM) 的概念在几年前出现 后，引起了建筑界的高度重视，正是在这一个概念的引领下，出现了基于建筑信 息模型的设计系统(BIM-Based Design System) 和建筑全生命期管理(Building Lifecycle Management, BLM)等新概念、新技术，对建筑业信息化技术的发展起 了强有力的促进作用。 2.1 建筑信息模型概念 建筑师们都有这样的体会，虽然设计上只给这个房间安排一个门，但是在实 际设计中这个门要画几次，平面图上要画，立面图上也要画，剖面图、效果图以 及施工图上都要画。为什么用了计算机搞设计了，还要画这么多次呢？能不能只 画一次，就可以全部解决问题呢？在设计中免不了要修改图纸，在图纸上某个视 图上修改后，其他视图也都得改，有时疏忽，漏改了一个地方，就会使设计出现 了不一致的地方，可能会造成施工上的问题，以致引起返工。计算机能不能帮助 设计人员，在修改了一个视图后，所有视图都同时得到修改呢？ 这些问题的产生与解决，都与在建筑设计过程中应用计算机建立起的建筑模 型有关。如果在设计中应用计算机建立起建筑信息模型，以上的问题就可以迎刃 而解。 2.1.1 计算机建模的发展历程 模型，从本义上讲，是原型(研究对象) 的替代物，是用类比、抽象或简化的 方法对客观事物及其规律的描述。由于表达方式的不同，就产生不同类型的模型。 例如，数学模型，是运用符号或数学公式，对原型予以模拟表述；图形模型，是 运用曲线、柱状图、饼图等反映事物的变化规律；实体模型，参照事物制作，从 形状和尺寸上应当符合几何相似的要求。模型的概念被广泛应用于包括自然科 学、工程技术、经济、艺术等不同的领域。模型所反映的客观规律越接近、表达 原型附带的信息越详尽，则模型的应用水平就越高。 在建筑设计中，制作实体模型也是建筑师经常使用的建筑表现手段，通过模 型，建筑师可以直观地对建筑物的体量、造型、立面处理进行验证，用户也可以 不用绞尽脑汁去阅读那些不好懂的设计图而直接通过模型了解到建筑师的设计 第二章第 1 页 意图。但是这些毕竟是一种后期的表现手段，而且模型的制作非常费时、费力， 根本无法用这种方法在设计过程中对设计进行推敲、随时调整设计，也无法用这 种方法获得建筑物在设计过程中所产生的大量信息。尽管如此，由于建筑实体模 型的直观性，直到今天仍然被人们大量应用。 图 2.1 美国 SOM 建筑师事务所在 70 年代用计算机三维线框图绘制的旧金山闹市区建筑布局 图 2 2 美国 SOM 建筑师事务所在 70 年代用计算机对沙特阿拉伯的吉达机场候机棚所作的模拟设计 第二章第 2 页 应用计算机后，设计人员一直在探索如何使用软件在计算机上进行三维建 模。最早实现的是用三维线框图 ( 图2.1 ，图2.2) 去表现所设计的建筑物，但这 种模型过于简化，仅仅是满足了几何形状和尺寸相似的要求，但在 30 年前能做 到这样已经很不容易了。随着计算机技术的发展，后来出现了诸如 3DStudio VIZ、 FormZ 这类专门用于建筑三维建模和渲染的软件，可以给建筑物表面赋予不同的 颜色以及不同的材质，再配上光学效果，可以生成具有照片效果的建筑效果图。 但是这种建立在计算机环境中的建筑三维模型，仅仅是建筑物的一个表面模型， 没有建筑物内部空间的划分，更没有包含附属在建筑物上的各种信息，造成很多 设计信息缺失。建筑物的表面模型，只能用来推敲设计的体量、造型、立面和外 部空间，并不能用于施工。对于一个可以应用于施工上的设计来说，附属在建筑 物上的信息是非常多的，以墙体为例，设计人员除了需要确定所用的材料、表面 的颜色外，还需要确定墙体的重量、施工工艺、传热系数、……等很多信息。如 果不确定这些信息，建筑概预算、建筑施工等很多后续的工作就无法进行。而原 有的建筑物三维表面模型，是无法做到在模型上附加这么多信息的。 图 2 3 建筑三维效果图 学术界早就察觉到原有三维建模方法的局限性，一直在探讨在计算机辅助建 筑设计中如何进行信息建模。在上个世纪九十年代，正在蓬勃发展的面向对象方 法被引入到建筑