序
Preface
BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。
现在,BIM技术已经开始主导当前工程建设行业,成为当前最热门的应用技术之一。为贯彻《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》和《住房城乡建设部关于推进建筑业发展和改革的若干意见》的有关工作部署,2015年6月16日,住房城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》(以下简称《指导意见》)。随着《指导意见》的贯彻落实,加上《建筑工程信息模型应用统一标准》《建筑信息模型设计交付标准》《建筑信息模型分类和编码标准》《建筑信息模型施工应用标准》等一系列国家标准的颁布和实施,以及地方BIM收费标准的公布,我国建筑领域已经掀起了一股BIM应用的热潮,也形成了很好的发展态势,这也在不断推动我国建筑业的转型升级和健康持续发展,BIM极大地促进和提升了建筑行业的信息化水平。未来社会的发展不断朝着智能化方向,数字化、信息化、大数据、云计算、物联网等技术作为智能化的底层关键技术,将决定智能化的发展速度和高度。BIM技术作为底层土壤也将承载上层建筑。
但是,很多人对BIM建筑信息模型的认知不足,导致这项技术并不能得到很好应用,也起不到很大的作用,还为此付出了不小的人力、物力和财力,归根结底是因为他们对“模型”认知的偏差——“模型”就是“三维的”“立体的”“实体的”。其实,模型的概念很广泛,它并不局限于我们常看到的三维立体实物或虚拟几何体。借这个机会,我正好跟大家说道一下,以利于大家在以后的工作或生活中,能够以一个新的视角或思维看待“模型”和“建模”,从而能够更好地运用这项技术,也能产生一些新的、有用的、好的想法。
模型一词的定义是“借助实体或虚拟的物来表达人类的意识”。大家脑海里想到的可能是沙盘模型、汽车模型、玩具模型,但这里不得不提到几种不常听到“模型”。
第一种是“数学模型”,它是一个或一组方程式,描述系统各变量之间的关系或因果。我们小学时期那些令人头疼的应用题都是数学模型,例如买文具花钱问题、借书问题是总量模型,出发追赶、相遇问题是路程模型,间隔种树问题是植树模型,水池边注水边放水以及工程队合作施工的问题是工程模型。而“数学建模”就是实际问题转化为数学问题,对数学问题求解,数学解答回归实际问题的一个过程,我们称之为“为实际问题建立数学模型”。
第二种是“医学手术模型”,2017年11月,哈尔滨医科大学任晓平主刀“换头术”,他说:“这不是换头术,这是一例人类头移植外科手术模型。”他和团队设计了详细的实验步骤,包括手术人员的搭配,每种人体组织如何连接、修复等。形成了一套对实际操作具有参照、指导意义的成果。
其他的还有思维模型、人力资源模型、彩票模型等。
其实大家也看到了,这些“模型”更多是“逻辑规律”“系统理论”或者说“数据库”,并不是指三维模型。而建筑信息模型就是集成了一个建筑全生命周期中产生的各类信息的数据库,既然是数据库就有存储和表达形式,建筑信息的存储和表达形式就是虚拟的三维几何体,这也就决定了这样一个数据库的可视化远远优于其他数据形式。
所以说建筑信息模型重要的是信息,其次才是它所依附的三维几何体。就像一张A4纸,当写上结构计算过程后,我们称之为结构计算书,而不会再称它为A4纸。一个三维模型它能承载图纸、纪录参数、输出数据,你会认为它是普通的三维几何模型,还是我上面提到的数据库“模型”?
“建模”实际是一个搭建数据库的过程,数据库的好坏将直接影响数据的输出和利用,比如图纸的质量、工程量清单的准确性,以及建筑智慧运维等。
欧特克(Autodesk)软件有限公司作为BIM技术在中国的发起者和倡导者,提供了一系列先进的BIM解决方案,包括主流平台Autodesk Revit(以下简称Revit)。概念体量设计环境是Revit的三大建模环境之一,大多数设计师接触Revit时学习的都是项目建模和常规族建模环境,经常会碰到一些构件在Revit常规族里很难建立模型或者根本无法创建,再或者可以建立模型却无法参数化控制,这些问题都可以在概念体量设计中得到解决。概念体量在低精度建模方面因为原生环境而具有天然优势。
概念体量设计的功能非常强大,弥补了一部分常规建模方法的不足。在方案推敲、曲面异形建模、高效参数化设计等方面都有非常好的运用。例如,曲面玻璃幕墙的设计,可以在改变样式的同时使单元玻璃自动变化,统计明细表也自动更新。在内装修方面也有运用,如设计地面铺装或者墙面、顶棚样式时,利用不同的自适应族结合可以快速建立大面积的模型,并得到清晰的明细表,包括预算信息。
软件都有专长和软肋,不必强行使用一个软件搭建所有模型或者完成所有工作,我们应该用正确的工具做擅长的事,只要模型数据能够在应用平台中融合、互通即可,数据转换在任何时候都很重要。
现在主流的异形建筑设计软件是Rhino和3ds Max,使用更多的或许是Rhino,因为Rhino在参数化设计方面更胜一筹。对于用Rhino构线找形设计后的异形建筑模型,如何从方案阶段顺利过渡到施工图阶段一直存在一些问题,直到Revit的出现,使这些问题都变得简单起来,因为Revit建立的BIM模型可以直接从建筑设计的方案阶段无缝过渡到施工图阶段。甚至,Revit概念体量环境可以开放性地接收Rhino和Sketchup方案模型。Dynamo For Revit依附的环境也是概念体量,可以说概念体量是Revit在软件开发阶段规划出的一个专门用于解决复杂异形形体和高阶参数化设计的通道。由此可见概念体量设计所处的关键位置。
然而,市面上几乎没有关于概念体量设计的系统教程,官方的用户帮助原本没有详细讲解,翻译成中文后甚至出现了偏差,非常不利于使用者自学,于是,我编写了本书,本书以Revit概念体量设计为基础,通过丰富的实例操作,详细介绍了Revit概念体量设计在曲面异形建模、参数化设计、自适应运用、幕墙嵌板布置的过程和操作方法,可谓系统而又完整,从基础到高深,但就算是这样,也需要读者有一颗勤学苦练、勤于探索的心。
其实,我并不想把本书当作一个纯粹的建模技巧工具书,我更想做的是用书中的内容传递给大家一种学习和钻研的精神,所以对于大多数案例我都会讲两种或两种以上的方法,好让初学者能够形成发散思维。我一直提倡设计思维和建模能力要并重,这两者本身也是密不可分的,好的设计想法需要好的辅助设计能力和更好的表达能力。这不仅仅是在建筑设计领域,在机械设计、工业设计或其他领域亦然。
由于编写水平有限,书中难免存在不足之处,恳请广大读者批评指正。如果读者在阅读本书的过程中有任何的疑问或者建议,均可通过QQ群提出您的宝贵意见和建议。
刘威