Autodesk Revit 建筑行业 BIM信息模型

9 9 建筑学报 1 建筑教学中存在的三种主要障碍 任何学科的学习过程都会遇到某些难 以克服的障碍或瓶颈，但这些困难的构成 机制却不尽相同。由于建筑学科既有理工 类学科的性质，又具有艺术类专业的特征， 因此，其学习过程中困难也有自身的特征。 总体而言，建筑学的困难往往不是来自知 识结构本身，而是来自视觉思维的层面。它 不但直接影响着课堂教学的效果，甚至还 会给学生造成很多心理上的阴影和长期的 困扰。由于学生在学习过程中需要借助特 殊的认知工具，并且在教学中采取一对一 的方式，因此，消耗的教学资源和学习成本 也相对较高。 如果我们在教学中能够客观地分析这 些潜在的认知问题，提供一些有针对性帮 助，无疑是一件非常有价值的工作。建筑设 计经常遇到的学习瓶颈主要来自于认知、 思维和达等三个方面: 首先，建筑是一种三维空间设计，而通 常的设计图纸则是以二维的形式呈现的， 两者之间需要一个比较复杂的转换过程。 三维空间越复杂，这种转换也就越困难，由 此造成设计认知方面的缺失。 其次，设计思维需要借助适当的媒介 得以延伸，例如草图、模型等。当我们思考 一个复杂形体时，也意味着对思维限度和 设计手段的双重挑战，此时，设计手段往往 显得较为被动和滞后。 第三，表达是将设计思维通过某种媒 介转达出来的过程，是师生彼此沟通的桥 梁。随着设计功能和空间的复杂化，设计的 完整表达并非是一种轻而易举的事情。如 果表达方式不够充分，就会直接影响课堂 交流的效果。 2 利用Revit Building软件辅助设计教学 的基本思路 从2006年开始，天津大学建筑学院与 Autodesk公司合作，引入Revit Building 软件教学，鼓励学生在课程设计中加以使 用。我们选择Revit Building的一个基本 出发点，就是利用其综合性的设计平台，将 各个设计的阶段性过程整合在一起，从而 找到解决上述学习障碍的途径。 首先，Revit Building是一个综合型 的设计软件，而非单纯的绘图工具。其次， Revit Building的功能涵盖了从设计 到施工图设计的整个过程，给课程设计的 逐步深入创造了条件。第三，Revit Building率先采用了建筑工程信息管理 (BIM)和建筑工程生命周期管理(BL M )的理 念，有助于学生深入理解设计的本质和内 涵。第四，它具有通用性强、使用方便的特 点，能够与其他常用的设计软件协同工作。 Revit Building软件相对于其他软件 来说比较复杂，需要系统的课程教学。从我 院的Revit教学来看，学生熟悉和掌握软件 大约需要24-32个课时，采用短学期集中 教学的方式效果较好。授课完成以后，我们 用柯布西埃的萨沃伊别墅对将近60名学生 进行了两小时的快速建模测试，结果有 30%的学生在要求时间内完整地完成；40% 的学生缺少局部构件（如屋顶、坡道、旋转 楼梯等）。 随后，我们利用两周的时间进行实际 设计的训练，结果大部分学生能够迅速掌 握并将其运用于设计之中。 3 突破认知障碍，促进设计的全面和深入 认知障碍是建筑学本身一种固有的瓶 颈。从某种意义上讲，建筑设计图纸被建造 之前只是一个虚拟的图像，而不是最终的 结果。我们经常发现，课程设计的图纸经常 存在着考虑不周、彼此矛盾的地方，这些问 题通常没有得到正确的反馈，而是被掩盖 掉了，因为课程设计并没有被真正地建造。 另一方面，目前建筑院校通常采用平 面图纸设计和三维空间设计相结合的方法， 包括草图、电脑三维模型和实体模型等设 认知·思维·表达 ——Autodesk Revit Building软件在建筑学教学中的应用 许蓁 曲翠萃 计手段，然而这些设计手段并没有很好地 整合在一起。学生通常需要在它们之间交 替工作，不断地变换设计平台，很容易出现 顾此失彼的情况。从这方面考虑，我们希望 整个设计的思考过程是自然而连续的，尽 量避免频繁地变换工作的界面。这样，设计 的关注点就会相对集中。 我们认为，应该将更多的时间用于方 案的设计工作，相对缩短绘图和表现的时 间，这对于深入思考、强化认知是非常有利 的。 在天津大学和美国加州大学洛杉矶校 (UCLA)的教学交流中，我们尝试在设计初 期使用草图和工作模型，以快速建立设计 的概念和轮廓，用于直观的分析和调整，随 后的大部分时间是在电脑三维模型上深化 设计内容，最终的成果则是直接将电脑三 维模型“打印”成实际模型。电脑三维技术 可以使设计者更直观地了解自己的设计， 大大降低图纸出错的几率。这样，学生的绝 大部分时间能够用于推敲设计的细节，而 不是设计之后的绘图。 从以上分析来看，Revit Building在 这方面具有较大的优势。 1) Revit Building将三维模型和平立 剖面图纸捆绑在了一起，使方案的设计和 绘图表现合而为一。也就是说，建筑设计的 过程既是创建三维模型，也是绘制平立剖 图纸和三维表达的过程。这意味着软件的 功能真正跨越了“辅助绘图”的初级阶段， 而进入到了辅助设计的阶段。 2) 设计者可以随时切换三维模型和二 维图纸工作。平面图纸上的每个部分在三 维视图中都是真实可见，并可以相互对照 的。对于复杂的建筑形体，还可以随时在任 意位置做出剖面进行分析，大大降低了设 计盲区存在的可能。 3) 逐步深化设计的认知。Revit Building利用三维可视技术和数据管理， 可以真实反映建筑构件的各种物理属性。 DIGITAL DESIGN TECHNOLOGY 数字技术 ○R○R ARCHITECTURAL JOURNAL 2007.5 建筑学报 100 数字技术 DIGITAL DESIGN TECHNOLOGY 1 某课程设计（设计者：曹洋） 2 Revit设计竞赛方案（设计者：梁丰、宋 斐） 3 Revit设计竞赛方案（设计者：苏夏、郑越等） 在方案的初期阶段，学生可以忽略这些属 性。随着方案的深化，再逐步添加或者修改 构件的属性，一直到施工图纸的深度。 4) 综合的设计平台贯穿建筑设计的整 个过程。Revit Building将建筑完成后的 适应性改建情况分阶段保存，从循环经济 和可持续发展的角度看，这是一个非常先 进的观念。 Rivit Building倡导在一个设计平台上 持续工作、逐步积累，这种框架保持了设计 思维和认知过程的连续性，有助于培养设 计的严谨性和过程的逻辑性(图1、2)。 4 拓展思维空间，做更灵活的设计 设计思维也存在客观的瓶颈。当一种 设计手段难以准确和有效地表达设计对象 的客观情况时，设计思维就会遇到很大的 阻碍。设计手段不够清晰直观、不易操作、 成本过高、难以表达等，这些都是摆在通向 一个理想化设计面前的种种障碍。这种情 况下学生往往知难而退，回避不易操作的 形体。例如有的学生曾经尝试从莫比乌斯 环的空间概念出发发展他的设计，即将一 个空间翻折之后，首尾对接起来。然而要准 确地描绘出这个空间是非常困难的，更不 用说准确地画出平立剖图纸。这些障碍往 往使学生从新想法出现开始就产生了一种 挫折感。 Revit Building将设计构思、建模、表 达和绘制平立剖面图等环节联系起来，可 以轻松地帮助学生突破三维设计转化成为 二维图纸时的障碍，增强信心，给学生的设 计提供了更广阔的空间(图3)。 1) Revit Building允许设计者从许多 角度开始一个设计。既可以先画平面墙体； 也可以先作体块组合，根据体块生成墙体 和楼板。对于一个复杂的形体，可以在给定 的标高上准确地削切出楼板的形状；如果 是剧院或者体育馆等项目，也可以从一个 剖面开始设计。总之，在设计过程中不断地 给设计者和学生带来信心，这一点是非常 重要的。 2) 从设计方法论的角度看，将三维空 间体和二维图纸的捆绑，可能从根本上改 变模型和草图设计无法共处于同一平台的 局面，实现体思维和面思维的协同工作。传 统的图纸空间思维虽然存在局限，但也具 有其内在的合理性，人的一般活动是平面 化的。如果能够找到“模型思维”和“图纸 2007.5 ARCHITECTURAL JOURNAL 101 建筑学报 4 Revit设计竞赛方案（设计者：孙昊天、杨曦） 5 社区会所设计 思维”灵活转换的方法，就能够取长补短， 在设计方法论上将是一个突破性的进展。 设计手段的好坏只是一个相对的标准， 关键在于它是否适合特定的设计，以及能 否灵活地驾驭它，并借以延伸设计思维。 Rivit Building可以帮助学生很多设计过程 中的顾虑和障碍，拓展思维空间，做更灵活 的设计(图4)。 5 灵活的设计表达，带来更充分的交流和 更成熟的设计 在建筑设计过程中，交流是非常重要 的，而交流的前提就是正确的表达。表达越 充分的学生，得到的建议也就越多。因此， 畅通的设计表达对学生完善设计和树立信 心是非常重要的。随着空间设计的复杂程 度增加，传统的建筑表达方式越来越难以 适应需要，而通过电脑三维模型表达则更 直观。在课堂中，很多学生选择草图和电脑 三维模型讲解方案构思，很大程度上反映 了这种需求的合理性。由于设计表达除了 需要客观地呈现建筑设计本身的内容，更 重要的是表达设计构思的过程和内在的逻 辑性。因此，设计草图的表达仍是不可或缺 的重要环节。 Revit Building在设计表达方面非常 灵活和充分，只要在Revit Building中完 成设计构思，便可以自由地旋转三维视图， 展示楼层，渲染材质和漫游，同时还可以自 由地进入任意断面，进行剖切和透视，展现 作者单位：天津大学建筑学院(天津，300072) 收稿日期：2007-04-10 建筑内部隐藏的细节。此外，Revit Building还可以即时地计算出经济技术指 标，动态地展现设计的各种参数状态。总 之，Rivit Building能够传递关键的设计信 息，有助于提高课堂交流的效率，使学生得 到更有针对性的建议(图5)。 通过在设计教学中的应用，充分展示 了Revit Building在全面提高教学质量， 提高设计效率等方面的优势，尤其能够帮 助学生突破认知、思维和表达等方面的瓶 颈，具有很好的使用前景。■ ARCHITECTURAL JOURNAL 2007.5