同时满足多个要求的BIM设计

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BIM「建筑信息模型」是从2009年左右开始在日本建筑界兴起的一种利用计算机的设计手法,如今其使用正在迅速发展。由于是利用计算机进行的设计,难免会给人一种冷冰冰没有人情味的印象,实际上恰好相反,BIM使更贴近人体尺度的设计成为可能。

此外,BIM除设计阶段外,从初期提案、施工阶段到验收后的管理都可发挥功效。可高精度整合复杂建筑设计的BIM,称它为建筑界的王牌可谓当之无愧。下面,以「桐朋学园大学音乐学部调布校区1号馆」为例,对BIM的技术和特点进行介绍。

BIM是一种怎样的设计手法?

BIM是一种在计算机三维虚拟空间中像模型一样搭建建筑的设计手法。所设计的三维模型中,每个构件都有其各自的信息。
不过现在二维CAD设计仍是主流。采用以往的设计手法时,为将三维建筑表现在二维平面上,需要分别绘制平面图、立面图、面积图、效果图等。此外,在编制预算表和建材表等文件时,还需要另外绘制图纸。
然而在采用BIM进行设计时,由于可在虚拟空间中自动生成导出,所以可以高效获取各种图纸。对其中一部分进行修改时,只要修改原始的三维模型,这些修改信息便会反映到所有其他图纸上。此外在进行预算时,由于构成三维模型的各个构件都具有价格信息,所以能够瞬间做出精确预算。虽然初期构建BIM模型并不容易,不过一旦完成,便能体会到这种设计手法的诸多优势。

在各种场景下发挥BIM的优势

在需要进行面积计算、概算报价等流程的初期提案阶段,通过使用BIM可以实现正确快速的提案。设计时,还可基于所创建的三维模型进行模拟。通过模拟,使自然通风和自然采光方式等内部环境得以想象,与业主的沟通也会变得更加顺畅。
施工阶段也可以通过BIM实现施工图与施工模拟。在确认结构体与设备配管等的兼容性时,传统方式需要对照其他图纸以进行确认。使用BIM,只用一个三维模型即可快速确认,从而得以节省人力、缩短工期和减少返工。此外,采用BIM还可保留验收后的更新记录。在考虑维护计划和能源管理时,也可实现高效推进。

在桐朋学园大学音乐学部调布校区规划中发挥功效的BIM

在桐朋学园大学音乐学部调布校区项目中,通过充分利用BIM成功满足多个要求,这里就对该项目进行介绍。

设计目标是「打造唯美教室,摆脱传统音乐大学教室牢笼般的空间感」。
音乐大学的校园之所以给人牢笼般的感觉,大多是由于音乐大学的教室在设计时必须重视隔音性能,所以往往采用不设窗户等开口的厚重的混凝土墙体。即使漫步在校园走廊,也是一片寂静。在这个项目中,我们为摆脱那种封闭空间的固有印象而做了各种尝试。
我们首先听取了教师和学生们的意见,大家希望将以往同样形状、大小、混响性能的教室「根据乐器特点进行多样化设计」。虽然乐器的种类和特性各不相同,但我们相信世上无难事。过去形状单一的教室被重复设计,其原因大多归咎于建设方的诸多原因。本次项目以「摆脱牢笼印象」和「实现梦想中的教室」为愿景全面启动了设计工作。

根据不同的乐器设定不同的建筑体量,在兼顾相互关系的同时,使用BIM像堆砌积木一样布局各间教室。由于BIM自身的特点,即便是复杂的体量,也很容易进行面积计算。为保证隔音性能,每间教室都不使用自然采光。但为了打造更舒适的环境,我们提案在各教室之间通过走廊空间的设计进行自然采光和自然通风。同时,走廊也成为教室与教室之间的隔音层。此外,在教室走廊一侧拐角的墙上设置大型开口,通过大面落地玻璃窗,温暖洋溢的自然光洒入走廊,视野开阔,视线交错,为培养备受瞩目的演奏家等专业音乐人才提供支持。在这些采光、通风设计及确认视廊的研究过程中,BIM模拟起到了举足轻重的积极作用。

通过布局模拟研究,将声音相对较小的教室设置在2层,出于对周围隔音效果的影响,将声音相对较大的教室设置在地下。此外,将1层设计成通透的架空空间。同时还兼顾了学生在课间休息放松的需求。各层在架空空间两边设有体量各异的教室,在结构上将这些教室合理布局并非简单。但是,通过使用BIM进行模拟,成功实现了合理的结构规划、并成功再现了自然采光和自然通风以及各个空间的场景,为设计提供便利。

作为BIM的使用结果,我们成功打造了一座史无前例宽敞明亮的音乐大学校园。BIM模拟使满足个别要求的教室和维持建筑上的整合性成为可能。以往设计环境中无法顺利解决而被放弃的许多要求,如今通过BIM最终得以实现。

另外,利用计算机设计出来的空间,往往会给人冷淡和不自然的印象。然而,本次项目通过对必要问题进行多层次的研究,整个校园空间宛如自然形成的美丽村落一般浑然天成,这正是BIM的魅力所在。

  • 山梨 知彦

    山梨 知彦

    常务执行董事
    设计部门 副总裁、设计代表
    意匠设计战略总监、DDL总监

    1986年东京大学建筑意匠设计专业硕士毕业后进入日建设计,先后主持和参与了大量优秀项目,多次荣获各种建筑设计奖项。2009年,他主持设计的木业会馆项目荣获MIPIM亚洲特别评委奖。此外,NBF大崎大楼设计于2014年荣获了日本建筑学会优秀作品奖及CTBUH创新奖(CTBUH Innovation Award)。他还负责参与了中国、新加坡等国家和地区的众多海外项目,拥有丰富的国际经验。山梨知彦先生是日本建筑师学会和日本建筑学会的会员,同时还在大学为研究生和本科生教授建筑设计课程。

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