王嘉祺 （机械工业第九设计研究院股份有限公司，吉林 长春 130011）

1 BIM技术在工业建筑中的发展

随着我国工业现代化进程的不断加速，工业建筑的定义已经发生了根本性的转换,新世纪科技工业化发展迅猛，对于其配套的工业建筑在各个方面的要求也愈发的严格，目的更多的是为了满足工业生产的需要，达到为经济增值的目的[1]。其中BIM基于其特有的数字化表达和项目周期性构架等优势，在我国工业建筑的设计领域占有很大的比重。对于以工业建筑为主导的总承包设计院而言，BIM技术不仅涉及多阶段多专业的设计工作[2]，而且可以在业主方、工程总承包方、设计方、施工方、采购方之间建立起实时沟通桥梁，能够较为清晰地将项目各阶段的实施情况展现给项目各参建方。

我国现阶段工业建筑的建设多数基于BIM-revit软件的正向设计。从项目方案阶段开始，方案设计就采用了revit模型的实时模拟与数字化调整，使方案能够更为清晰的呈现在业主方眼前。到项目施工图阶段，施工图的审图及整改也利用了revit图模同步的优势，使图纸与模型两者在整改过程中始终保持一致性。其中我国采用BIM正向设计的工业建筑就包括一汽解放广汉基地部分车间建设、湖州长城蜂巢部分车间建设等。

2 BIM项目的图纸及模型整改

项目施工图的整改主要发生在业主审图、设计变更、施工返工等几个阶段[3]，这些整改工作一般体现在以下几个方面，如业主方对于建筑部分形体提出新的要求、业主方为节省成本更换门窗型号和尺寸、施工过程中配套设施位置的安装问题、部分设计与规范不符等情况。这些情况普遍存在于建筑设计和施工的全过程中，其中图纸的整改必然伴随着建筑模型的同步整改，相较于2D层面的图纸整改，3D层面的模型整改工作会更加的复杂，花费的时间也相对更多。因此，加深BIM软件在模型正向出图阶段的前期优化工作势在必行。

以工业建筑为例，根据建筑模型整改对象位置的不同，可以将模型的整改工作划分为两种。一种是横向移动整改，另一种是纵向移动整改。其中结合功能属性进一步细化又可以分为门、窗、雨棚、入口坡道、散水、梁、柱、墙体、楼板等几小类，如下表所示。

按功能属性划分表

3 电极车间项目概况

为了适应新时代下数字化与工业建筑设计的有效结合，本文通过模拟某电极车间revit正向出图前期优化的准备过程（图1），从而突出BIM正向出图前期优化的必要性[4]。项目位于浙江省，占地面积约为50万m2，为厂区建筑群。其中电极车间为该项目的子项之一，该车间是以新能源电池生产为主的工业建筑，建筑面积约为2.7万m2。车间建筑高度小于24m，建筑层数为二层。

图1 电极车间BIM-revit模型

4 基于BIM模型正向出图的前期优化

根据图纸与模型优化工作的同步性，结合下表的分类，将电极车间的前期优化过程进行目标分解，分别划分为配套设施的优化和维护结构的优化两部分。其中配套设施的优化包括门的优化工作、窗的优化工作、雨棚的优化工作、入口坡道的优化工作、散水的优化工作；维护结构的优化则包括梁的优化工作、柱的优化工作、墙体的优化工作、楼板的优化工作。

4.1 模型配套设施的前期优化方法

对电极车间所涉及的所有门窗在属性栏中进行统一复制，将每个复制的门窗进行尺寸调整，按照调整后的尺寸对门窗进行逐一命名和载入。

在电极车间立面视图中，新建门槛标高，在属性栏中统一将门底标高约束到指定楼层的门槛标高之上；在电极车间立面视图中，新建窗底标高，在属性栏中统一将窗底标高约束到指定楼层的窗底标高之上（图2）。

图2 窗底与窗顶高度约束

在坡道轮廓编辑界面中，将入口坡道两侧尺寸与外门两侧边缘进行尺寸约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理（图3）。

图3 入口坡道与门尺寸约束

在电极车间立面视图中将外门中线、雨棚中线、坡道中线进行对齐约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理（图4）。

图4 门、棚、坡中线对齐约束

在明确外墙门窗纵向对齐的前提下，对同一纵列的门窗中线进行对齐约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理。

在散水轮廓编辑界面中，将散水内外侧线距进行尺寸约束，将散水内侧轮廓线与外侧外墙线对齐约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理（图5）。

图5 散水与外墙尺寸约束

4.2 模型围护结构的前期优化方法

在三维剖切框视图中，将电极车间通向屋面的结构柱顶与建筑屋面进行顶部附着约束，将通向楼层板的结构柱顶与楼层板进行顶部附着约束（图6）。

图6 柱顶与屋面约束

在剖面视图中，将电极车间不同层间梁上边缘与指定楼板和屋面进行对齐约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理（图7）。

图7 梁上边缘与屋面约束

在指定层楼板编辑界面，将楼板边缘线与内测外墙线进行对齐约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理。

在剖面视图中，将电极车间内指定墙体顶端与屋面进行顶部附着约束，通过锁定图标将两者进行锁定处理。

5 前期优化对整改的影响

通过模拟对电极车间正向出图前期的优化工作，可以降低建筑后期在设计和施工阶段图模整改的工作量，提升图纸与模型协调同步的契合度，以电极车间后期图模整改过程为例具体说明如下。

5.1 电极车间后期门窗纵向位置的整改工作

前期优化方法替代了“选取移动”的操作流程，通过调整以设定的标高参数，从而完成所有门窗纵向位置的调整工作，大大提高了图模整改的工作效率。

5.2 电极车间后期外门、雨棚、入口坡道位置的整改工作

前期优化方法替代了“逐个平移、对齐调整”的操作流程，通过前期的优化方法，在进行外门位置的横向调整时，与外门相约束的雨棚和入口坡道会随着外门同时移动，且上下位置自动对齐，大大提高了图模整改的准确性。

5.3 电极车间屋面高度的整改工作

在进行建筑模型屋面高度变动的同时，与屋面等高的梁、柱不会随之变动，导致屋面与梁、柱分离，给后期模型整改工作带来了很大的负担。采用前期优化方法，在进行屋面高度调整的同时，附着于屋面的梁、柱会随着屋面高度的变化而统一变化，且梁、柱标高始终与屋面标高保持一致，大大降低了图模整改的工作量。

5.4 电极车间楼层板及外墙尺寸的整改工作

建筑模型外墙尺寸及位置的变动会导致楼层板、散水与外墙内侧产生不必要的缝隙，降低了模型平面的精准度。采用前期优化方法，在对建筑外墙尺寸及位置变动的同时，楼层板和散水内侧边缘会随着外墙同时变动，始终与外墙对齐衔接，避免了模型在整改过程中缝隙的产生，大大降低了模型复检的工作量。

6 结语

本文以某工业建筑的BIM模型正向出图前期优化工作为研究对象，通过对优化成果的分析，总结得出BIM模型正向出图前期优化工作的必要性。基于BIM技术目前在我国工业建筑设计及施工领域仍处在发展性阶段，前期优化工作的研究仍需要不断的改进，因此本文针对BIM模型正向出图前期优化的研究工作提出几点意见。

①建筑领域相关部门应尽快修订并完善与BIM模型前期优化相关的技术工作，建立健全BIM模型正向出图前期优化工作的框架体系；

②在后期BIM模型正向出图优化模拟实验中，应更为系统地扩充BIM模型前期优化工作的覆盖范围及覆盖领域，建立健全BIM项目建设领域全周期的准备工作；

③BIM三维建模软件在设计过程中具有二维软件所不具备的优势，但也存在着一定的不足[5]。当下CAD等二维设计软件仍然是我国建筑设计工作者的主要工具，因此BIM软件的开发和完善仍需要开发者和使用者在BIM模型正向出图优化过程中的不断探索和积累。