1）设计准备阶段：在设计准备阶段，需要对现状场地及周边地物进行全方面的调研、分析和研究，从而得到场地设计构思。InfraWorks作为一款用于规划、设计和分析的地理空间和工程软件，可以对场地快速创建，并进行概念构思、优化和生成视觉效果，如图1（图左）所示。设计人员使用软件中的模型生成器可以基于特定的区域快速创建模型，导入Revit中进行后续建模与设计工作，并使用分析和仿真工具对设计进行优化，如高程坡度分析、视距分析、交通模拟等。

2）草图设计阶段：在建筑设计初始阶段，设计师往往喜欢使用建筑设计草图来表达基本意向和概念。草图不仅包含了图纸的大致比例和形体的准确度，也充满了继续推敲的可能性，逐渐成为了记录和内部交流的主要文本。由Autodesk公司开发的FormIt软件，如图1（图右）所示，是一款在BIM正向设计流程中具有重要意义的三维草图绘制应用程序，不仅提供基础的绘制三维草图功能帮助设计人员更好地表达设计意图，使概念设计可以得到充分地展现，还能够把设计成果与本地Revit软件集成连接起来，实现数据的互联互通。此外，该软件还提供了电脑端、移动端、网页端等多种应用程序供设计人员选择，做到随时随地进行设计。

图1 InfraWorks创建场地模型（图左）与FormIt草图设计（图右）

3）体量模型设计阶段：在FormIt中完成草图模型建立之后，接着导入Revit中进行体量设计及研究。在Revit概念体量设计环境下创建、完善的体量模型，具有参数化的特性，便于设计者根据设计变更反复调整修改优化。经过形体推敲、设计迭代后的体量模型，可以载入项目文件中，通过应用墙、屋顶、幕墙系统等功能创建更详细的建筑结构，如图2所示。

此外，还可以使用体量研究来执行各种任务，对方案设计进行优化。其一，从预先定义的体量模型库中组合各种体量，实现模块化的设计优化；其二，通过使用设计选项，修改体量之间的材质、形式和关联；其三，通过把体量中的外表面积和楼层面积进行关联，可视化和数字化地研究建筑分区；其四，通过在体量模型中创建自适应构件，创建能灵活适应许多独特概念条件的构件；其五，还可以对概念体量模型进行简单的能耗分析，为之后的设计提供设计依据。

图2 Revit体量设计

4）方案模型设计阶段：当体量模型通过调整优化并与业主的讨论交流后，需要根据项目要求进一步确立的项目设计主题、构成、内容和形式等，之后便转入方案模型的细化设计阶段。

在BIM正向设计流程中，该阶段建立的模型可以成为后续各个设计阶段的基础，具有重要的参考价值。首先，需要完成模型布局，设置项目基本信息及定义标高、轴网、地理位置等，并在导入场地平面和体量文件后开始模型的设计工作。其次，进行建筑专业建模，把建筑图元添加到建筑模型中，使模型逐步细化达到方案阶段的设计深度要求，如图3所示。主要的建筑图元有：墙、门、窗、建筑柱、屋顶、天花板、楼板、幕墙、栏杆扶手、楼梯、房间、洞口等。设计师在三维视图中创立的模型，会在平面图、立面图、剖面图中自动更新，最终形成一套一致、协调、完整的基于建筑信息模型的建筑设计文档。此阶段创建的模型可以与施工图阶段无缝对接，预留的设计信息可供下一阶段的设计人员进行完善。

图3 Revit模型设计

5）建筑表现阶段

建筑表现是研究设计方案、表现设计构思的重要手段，BIM正向设计中的建筑表现应用主要有以下方面。首先，在Revit中创建的模型可以上传到AutodeskRendering中进行云渲染，云渲染可以利用超强的计算能力在较短的时间内创建出真实照片级和高分辨率的图像，如图4（图左）所示。由于渲染从数小时减少到数分钟，云渲染减少了设计可视化的成本，并促进了沟通交流，进一步推动建筑设计。第二，通过Enscape、UnrealEngine等软件把Revit模型转化为沉浸式的建筑可视化模型，以虚拟现实的形式帮助设计师探索、共享设计成果。

图4 Revit效果表现（图左）与Insight性能优化（图右）

6）性能优化阶段

在BIM正向设计的过程中，性能优化设计和BIM技术的联动，可以使建筑性能分析更迅速、更便捷、更流畅地介入设计过程，在设计初期预测项目的性能。Autodesk公司在集成了EcotectAnalysis、Vasari、GBS等软件的功能后推出了Insight软件，为设计人员带来基于Revit的建筑性能分析，如图4（图右）所示，主要有以下功能。第一，利用DOE2.2和EnergyPlus对整个项目进行全动态热能模拟；第二，采用能量加热平衡法，按建筑空间总热负荷计算峰值空间；第三，模拟、计算和可视化关键的采光指标；第四，对关键性能指标、范围进行适当的改动，从而设计优化的结果进行预测。此外，还有AutodeskCFD等软件对建筑进行流体仿真模拟，以更加智能的方式进行流体表现，对建筑室内外的风环境进行更好地优化。

文：张笑彦（青岛理工大学）

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