張慧潔 吳 鋼

（上?？睖y設計研究院，上海 200434）

20世紀90年代初，中國的主流設計領域幾乎都使用二維軟件固化設計思想。隨著中國與國際設計交流更加頻繁，設計產品中所包含的信息點也更加多元化。設計圖紙需要體現建筑的結構面貌，還需要對建筑內的設備進行全生命周期信息的記錄、管理，并能在虛擬的三維空間中辨識建筑空間及部件。

三維協同技術在應用中主要通過兩個軟件平臺實現。首先在ProjectWise交互平臺上創(chuàng)建各專業(yè)目錄，便于在設計工作開展中實時更新參照和協同三維模型，然后使用microStation完成初期建模和模型碰撞試驗。三維協同的產品生命期信息的記錄功能可以為每個設備記錄產品的各項參數和指標，可為建筑全信息的生命周期管理。

1 三維協同技術的主要特點

結合使用經驗，將三維協同與二維軟件進行橫向比較，以此來說明兩類軟件的運用特點。

從創(chuàng)建空間來看，二維軟件是創(chuàng)建平面化圖紙，三維協同軟件則是創(chuàng)建三維的空間；從創(chuàng)建精度上比較，兩個軟件皆為精密作圖，沒有明顯差別；從圖紙的可視度方面比較，二維圖紙需要通過至少兩面視圖的識讀來確認建筑的空間造型和位置，三維模型則可以非常直觀地看清建筑全貌，以及空間中的相互關聯，對讀圖者的專業(yè)知識基礎要求相對較低，便于設計者與業(yè)主的溝通。

從專業(yè)配合角度比較，用二維軟件創(chuàng)建的各專業(yè)圖紙需要通過全面識讀和消化才能確保盡量少的管線碰撞，用三維協同創(chuàng)建的建筑空間，其他專業(yè)的管線圖可以相互參考和嵌套，實時更新。

從剖面圖繪制方法上進行比較，二維軟件中的剖面圖需要通過設計師繪制完成，如果是對異形空間進行剖面圖繪制，往往繪制難度較大，繪制時間也較長。三維軟件中的剖面圖可以通過設置剖切的位置和方向，以及限定剖切后的可視距離達到自動生成任意位置的剖切抽圖。

從竣工圖的涉及范圍進行比較，二維竣工圖中只對建筑的竣工面貌做記錄，而在三維協同軟件的模型中除了對建筑及相關設備的竣工現狀做三維記錄外，還可以對設備的名稱、型號以及使用年限等做詳細的記錄和修改，便于建筑在使用過程中，管理者對設備進行系統(tǒng)維護。

從呈現效果方面進行比較，二維軟件圖紙一般為單色表達，如果需要二維彩圖呈現，則需要在其他平面軟件中制作，如需三維效果圖，必須運用其他三維軟件創(chuàng)建模型和后期制作。而三維協同本身為三維創(chuàng)建，同時具備三維渲染功能。無論是對建筑的材質設置，還是對天氣變化的模擬等都可以進行相對完整的設置和應用，可以實現靜幀效果圖生成、視頻片段和實時漫游的創(chuàng)建。

2 三維協同技術在連云港國際客運站項目設計中的應用

江蘇連云港國際客運站項目是一個空間異形的建筑項目，站房建筑面積 17181m2，分三層，其中一層高6.6m，二層高6.0m。三層高差變化較大，從5.73m到16.57m，由六個頂部曲面、高低不一、角度各異的單體組合而成（見圖1）。由于建筑外觀不規(guī)則，屋頂高差變化較大，此項目運用二維軟件繪制立面圖和剖面圖的工作量較大。因此嘗試采用三維協同技術創(chuàng)建與二維軟件設計并行的應用模式，發(fā)揮各自優(yōu)勢，在相互參照和補充的過程中完成施工圖設計工作。

（1）ProjectWise Explorer創(chuàng)建各專業(yè)交互平臺。首先在ProjectWise創(chuàng)建專為該項目設置的文件夾，并為各專業(yè)創(chuàng)建子文件夾，便于相互參照。雖然只是文件夾的創(chuàng)建，但目錄樹是協同功能所必須的平臺，是模型文件創(chuàng)建的首要準備工作（見圖2）。

圖1 客運站效果圖

圖2 基于軸網的模型搭建

（2）Building Designer Tasks搭建規(guī)整空間。MicroStation包含的Building Designer Task目錄內提供了較為全面的構建庫，構建庫的集成化和數字模塊使得搭建標準構建和設置構建材質參數等工作簡化了很多，高效率的創(chuàng)建方法和智能化的銜接自動識別，窗洞和門洞的自動識別和創(chuàng)建便捷程度優(yōu)于傳統(tǒng)的二維圖紙創(chuàng)建流程。因此，可以運用此模塊進行創(chuàng)建標準化建筑模型和非標準化的建筑粗輪廓，是搭建模型的第一步（見圖3）。

圖3 基于軸網的模型搭建

圖4 異型空間模型創(chuàng)建

（3）MicroStation Tasks搭建異形空間。軟件構建庫的集成化和數字模塊不能滿足建模要求，創(chuàng)建過程基本需要分兩個階段完成。第一階段是異形空間的模型創(chuàng)建階段，通過靈活運用MicroStation Tasks中的 Solidsmodeling、Surfacemodeling等完成 “白?！痹煨停坏诙A段是材質設置階段。（見圖4）

（4）運用 ProjectWise Explorer程序在MicroStation中實現各專業(yè)信息實時交互。通過從ProjectWise獲取已創(chuàng)建的項目組中勘測、建筑、結構、暖通、給排水等三維圖紙，輕松參考多份三維圖紙的功能（見圖5）。

圖5 各專業(yè)模型參考

圖6 各專業(yè)碰撞實驗一

（5）運用 ProjectWise Navigator進行碰撞檢測設備、管線及建筑墻體開洞修改。三維協同可以通過創(chuàng)建一個空文件，使用參考方式將建筑、設備、管線全部參考到一個文件里，運用 ProjectWise Navigator選擇任意兩個或多個專業(yè)的參考文件進行碰撞試驗，軟件將自動在三維模型中標示出交叉、沖突和穿墻的部位，并自動生成列表，用于逐個查詢和修改（見圖6）。

（6）Triforma三維抽圖。傳統(tǒng)的二維圖紙在現場施工使用時的便攜、節(jié)點圖紙的重點突出在目前的現場施工中還是最常使用的，三維模型在施工過程中還是需要以二維圖紙的方式呈現。三維協同軟件中的MicroStation程序具備三維模型的抽圖功能，可以基于創(chuàng)建好的建筑模型生成平面和立面圖紙，并在任何位置快速地剖切和抽圖，大大提高了剖面圖和節(jié)點圖的繪制時間，提高出圖效率（見圖7）。

圖7 三維快速抽圖

3 結 語

以連云港國際客運站項目為例，探討了MicroStation在建筑三維模型搭建中的應用，對建筑模型的創(chuàng)建流程、三維抽圖的應用方法、協作平臺的運用以及碰撞試驗的工程實踐等方面進行了一些積極嘗試。尤其是對異形空間軸網和模型創(chuàng)建的思路和方法做了一些有益探索，為今后的建筑模型創(chuàng)建提供了技術儲備。

總結應用MicroStation和ProjectWise軟件進行建筑設計操作的流程，強調在整個三維協同配合過程中預先梳理專業(yè)流程、按照流程推進進度的重要性。在應用過程中，我們也發(fā)現了一些難以避免的設計流程問題。理想化的流程是在ProjectWise中預先創(chuàng)建專業(yè)目錄樹后，首先確定結構模型，然后再開展建筑模型和其他設備專業(yè)模型創(chuàng)建，但現實設計工作中往往首先確定建筑的方案模型用于交流和深化，方案確定后再進行結構計算和建模，雖然模型變化細微，但建筑模型只能全部重新創(chuàng)建。因此，在設計時間需要預留足夠的建模時間，以保證后續(xù)各專業(yè)模型的準確性和時效性?，F在我們對三維協同軟件的運用尚處于起步階段，但隨著設計國際化的發(fā)展，將BIM技術運用于產品設計、維護、使用全過程，真正全方位的提高產品設計及產品管理的深度將是我們在未來設計中的新目標。

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