BIM 技术在建筑工程尤其是住宅建筑设计中具有明显的应用优势。该技术能够在虚拟空间中，按照一定的比例，构建出与实际建筑相同的建筑模型，进而帮助设计人员全面了解住宅建筑的设施和结构等情况。而目前对BIM技术中的建模框架的探讨却不多，本文尝试对两个基于revit软件、通过BIM正向设计已完成施工图出图的相同层数的超高层住宅项目进行对比分析，初步探索出一套对提升建筑专业设计人员的工作效率行之有效的土建模型的建模框架搭建逻辑。
1、BIM正向设计中对建模框架的定义
不同于传统二维出图的设计模式，BIM正向设计主要指建筑、结构、暖通、电气、给排水等各专业设计师直接采用三维协同设计，通过模型直接得到所需的图纸、报表、视图、数据等。而建模框架即是在BIM正向设计中各个子模型文件组成一个完整的项目单体模型文件的链接组织关系。在搭接BIM模型时，使用科学有效的建模框架能提高建模及设计修改的效率，对BIM正向设计过程中各专业的高效协同起到重要作用，从而促进BIM正向设计。
2、基于revit的住宅建模框架对比分析
本文所讨论的两个住宅项目具有相同的层数，相近的模型体量，均应用了BIM正向设计的方法，在revit软件中完成了三维建模及施工图阶段的图纸出图，模型中均包含了建筑及结构的部分。
2.1 BIM正向设计中住宅模型的特性
2.1.1 不可重复性
在一个住宅建筑单体项目中，通常由首层、标准层、天面层这几部分组成。而在超高层住宅建筑中，还需要另外设置避难层。在标准层中，户型与户型之间会存在平面布局上以及立面造型上的差异性。而在不同楼层中，由于结构的竖向变化、立面的特殊造型等原因，也会带来平面上的局部差异。以上种种构成了BIM正向设计中的住宅模型的不可重复性。
2.1.2 可重复性
在同个住宅建筑项目中，由于需保证设备管线上下联通，核心筒的管井在大部分情况下是各个平面保持一致的。而因为标准层层高的一致性，楼梯在标准层段也会尽量设计成一样的做法。同时为了提高施工效率、缩短施工周期、节约采购成本等原因，户型与户型之间的墙身构造做法大部分是相类似的，各类门窗尺寸也是尽量合并统一。这些使BIM正向设计中的住宅模型具有一定的可重复性。
2.1.3 可调整性
目前主流的BIM设计方法是首先将项目设计成二维平面图纸，再通过三维软件进行翻模绘制，绘制出各专业比较齐全的三维模型，模型一次成型，后期修改量较少。而在BIM正向设计中，需要建筑、结构、暖通、电气、给排水等各专业设计师直接采用三维协同设计，在三维模型上对方案进行不断地优化，发生碰撞时更是需要对平面进行局部的调整。同时，随着户型设计的深入，装修、绿建等专业的逐步介入，也会带来模型各个构件上的细微调整。这就需要在BIM正向设计中的住宅模型具有一定的可调整性。
2.2 住宅项目A的BIM模型建模框架分析
住宅项目A位于广东省广州市，为一栋采用剪力墙结构的48层超高层住宅。住宅项目A的单体模型框架由楼栋模型文件链接标准层模型、避难层模型以及结构楼栋模型组成（见图1）。
图1 住宅项目A的建模框架组织示意图
2.2.1 轴网及标高系统的建立
在住宅项目A中，轴网及标高系统在整体楼栋文件中直接建立，需要修改调整时更为直观便捷。但如果轴网与标高在每次调整后未及时锁定，有一定概率会在BIM正向设计协同中被误触，带来模型位置偏移、图纸表达错误等一系列的问题。
2.2.2 结构模型与建筑模型分开
标准层模型仅对建筑的内容进行建模，不表达结构的部分。标准层模型文件由各个户型构成，同时包含核心筒的内容。该模型由建筑墙体、门窗百叶及建筑面层等模型构件组成。而结构模型则在单独的结构楼栋模型文件中建立，该模型由低、中、高区三个分区的竖向剪力墙及各楼层的梁板组构成。当需要同步修改建筑和结构的内容时，需要打开两个revit模型文件，建筑与结构的修改时无法即时在三维视图中得到反映。每次修改都需要重新载入另一个模型文件，才能同步更新修改信息。
2.2.3 标准层未应用阶段化
在住宅项目A中，标准层模型文件未应用任何的阶段化设置，模型操作相对简单可控。但标准层中每个变化的位置都需要另外在楼栋模型中隐藏标准层中原有的部件并进行相关修整，降低了项目模型最终的精细度。
2.3 住宅项目B的BIM模型建模框架分析
住宅项目B位于广东省广州市，为一栋采用剪力墙结构的48层超高层住宅。住宅项目B的单体模型框架由楼栋模型文件链接阶段化设置后的标准层模型、避难层模型以及独立的轴网标高模型文件组成（见图2）。
图2 住宅项目B的建模框架组织示意图
2.3.1 轴网及标高系统的建立
住宅项目B中，轴网标高系统在单独的模型中建立，再通过revit软件中复制监视的方式链接到楼栋模型、标准层模型及避难层模型中。轴网模型仅需建模一次，即可重复应用到各子模型文件中。而每次修改则需要另外打开轴网标高的模型文件再进行修改，无法在应用轴网标高模型文件的子模型文件中直接修改。每次复制监视的轴网标高发生修改时都会在引用该文件的模型中出现相关提醒。
2.3.2 结构模型与建筑模型合并
在住宅项目B的标准层模型与避难层模型中，均同时包含了建筑及结构两部分的模型内容。需要进行相关的调整时，可较为便捷地同步修改，修改的内容也能在各个视图中得到即时的反映，模型调整效率较高。而另一方面，建筑与结构同时在一个模型文件中建立需要建模人员有较强的三维意识，建模时要避免在其他视口自发产生的不必要的联动修改。
2.3.3标准层应用阶段化
由于超高层建筑的特性，在低、中、高区的剪力墙厚度及梁的宽度均有一定的变化，标准层模型应用了revit软件中的阶段化设置，将低、中、高区各层的建筑与结构构件进行合理的阶段划分，减少了在BIM正向设计中模型修改时的工作量，同时有效地提高了模型的精细度。
3、小结
图3 两套住宅项目土建模型的建模框架特点对比
本文以实际工程作为案例，对比分析两套BIM住宅土建模型的建模框架对建筑专业在BIM正向设计中建模效率的影响（见图3），进而初步得出以下结论：在建模框架搭建时，设立独立的轴网标高文件，结构与建筑合并在一个楼层模型文件中建模，同时对分区楼层中不变化与随层高变化的部件进行合理的阶段化管理更有利于提高建模效率。
同时，特别指出两点：（1）本文探讨的建模框架搭建具有一定复杂度，但这部分的前置工作可在项目之初进行整体的把控，提前制定完成；（2）针对不同项目，应根据项目自身的特点来设计相应的建模框架，避免盲目应用复杂的建模框架。
此外，随着BIM技术的不断发展与BIM体系的不断完善，科学地搭建建模框架必将帮助设计师们从重复繁重的体力劳动中解放出来，从而充分发挥BIM正向设计中的协同作用。
参考文献
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