Revit软件完美勾勒自由曲线莫高窟游客中心起舞戈壁

xingeshijie · 发表于 2011-11-6 01:07:47

Revit软件完美勾勒自由曲线莫高窟游客中心起舞戈壁

中国建筑设计研究院为敦煌莫高窟游客中心设计的方案基于本土地域环境，运用低技术的策略实现建筑的节能，将流沙、飞天、莫高窟这些极具大漠风情的代表元素高度抽象和整合，塑造出一组在戈壁边缘、茫茫大漠之中翩翩起舞的彩带，优雅而飘逸。整个建筑充满强烈的流动感，若干条自由曲面的形体互相交错、婉转起伏，巨大的体量和尺度恰似沙漠中的地景艺术，自由奔放，使得建筑充满了张力（图1）。 图1 敦煌莫高窟游客中心与地域环境的结合

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2011-11-6 01:28 上传

敦煌莫高窟游客中心的建筑采用了很多异形设计，尤其体现在屋面上，几组自由曲面的屋顶互相交织，彼此分离。在适当的地方将屋顶延伸至地面，犹如沙漏一般自然滑落，而在内部一些主要的公共空间内也将曲面的井字梁结构暴露（图2），采用现浇混凝土作为主体结构和材料，呈现结构的美感和材料的质感。然而感性的建筑形态需要理性技术的支撑，在浪漫的建筑背后隐藏的是巨大的工作量和对新的表现技术的摸索和应用。 图2敦煌莫高窟游客中心内部天花

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敦煌莫高窟游客中心复杂的形体、三维的曲面屋顶和相关建筑构件作为建筑最大的特色对于整个设计理念的表达起着至关重要的作用，因此其三维模型的建立是本次施工图设计最大的难点和最关键的环节，如果采用传统的二维设计方式将非常难以描述，在施工过程中也很难精确定位，无法保障后续施工。而运用BIM的Revit Architecture软件进行建模是设计能够实现的重要保证。建筑师采用基于BIM的Revit Architecture软件实现三维空间曲面混凝土造型的定位，以便在任意位置可以切出平面、立面、剖面，引出详图，并转化为二维图纸指导施工。 图3 BIM提升效率

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建筑师将复杂的建模问题进行梳理和分解，尽量使其变得更具条理和简单化，建模思路如图3所示。在确定格网轴线之后，建筑师把复杂形体分离成曲面屋顶和垂直墙面两大部分，将复杂的屋顶分为若干组单独屋面，并将每个屋面解体为建筑的基本构件，即梁、板、女儿墙、屋面等，使得复杂的形体和结构构件变得简单明了（图4、图5）。分离后的垂直墙体的建模相对容易，一旦曲面屋顶的模型建立，将会自动捕捉到墙体的高度，只需在墙体上做出相应的门窗构件即可。分解模型的好处在于基于BIM平台，每个模型制作成员都能很清楚地量化出复杂建模工作的分工、工作量和进展程度，以便整体协调配合，提高工作效率。 图4 曲面屋顶建模分区图

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图曲面屋顶构建拆分图

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Revit实现复杂曲面的三维建模 由于异形结构构件形体自由，基本没有重复构件，因此在利用Revit软件的基本构件建模时也耗费了一定的精力，其中最为困难的是曲梁、井字梁和院落空间中的“漏斗”。曲梁的生成有赖于曲面屋顶，曲梁最上部的标高与屋顶的标高相同，以此获得曲梁的形体和位置（图6）。井字梁和“漏斗”则利用UV线进行分格和调整，制作族文件，并将其赋予到曲面上完成建模（图7）。 图6 曲梁建模

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图7“漏斗”建模

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Revit实现垂直墙面的不规则构件 屋面虽然是非常自由的曲面，但墙体是竖直的，较为规整，而Revit Architecture拥有丰富的族库，建筑师通过参数控制可以快速建出墙体、楼梯、窗户、栏杆、扶手等一系列细部构件（图8）。唯一较为复杂的构件是具有弧形倒角的外龛和窗洞建模，建筑师利用Revit可以制作族文件的功能，单独设定窗户的比例大小定义一组族文件，将其安插在墙体相应的位置，非常方便（图9）。 图8 垂直墙体及相关构件建模

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图利用族文件功能创建弧形倒角窗洞 BIM实现二维图纸的生成

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通过各部分构件的分组建模和基于BIM平台的模型整合，建筑的总体模型得以建立。在此建筑师又用到BIM另外一个优势，即从三维模型转化为二维图纸，包括从整体的平面引出局部的平面、局部的详图（图10）。这一关联非常具有优势，在传统画图纸的过程中，一张图修改，其他的图都要跟着改，工作量很大。运用BIM，只需修改一处，其他图纸的相关数据也会随之自动调整，包括尺寸标注等都能自动修改，这一功能大大节省了工作时间，提高了工作效率。 图10 二维图纸生成

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在敦煌莫高窟游客中心项目中，Revit Architecture直观的界面、强大的曲线建模功能为复杂的设计提供了有力的支持，同时也为后续工作积累了经验，通过运用BIM大大提高了工作效率，我们相信BIM的应用具有非常好的发展前景。

敦煌莫高窟游客中心

获奖作品来源：中国建筑设计研究院

敦煌莫高窟是世界文化遗产和全国重点文物保护单位，具有特殊的历史、科学和艺术价值，被誉为“东方艺术宝库”，吸引着世界各地的人们前来参观。近些年来随着旅游业的发展，游客数量急剧增加，对洞窟壁画和保护区的环境造成了一定的破坏。为加强对历史文化遗产的保护，经国家发改委批准建设莫高窟游客服务设施，主要功能包括游客接待大厅、多媒体展示、数字影院、球幕影院、办公用房、邮局、银行、餐厅、购物区、厨房和其它设备用房等，总建筑面积约11000平方米。

项目选址位于甘肃省敦煌市314省道南侧，太阳村东侧500米处，距离莫高窟约15公里，占地面积60亩。用地周边视野开阔，南侧即为平坦的戈壁滩，可远眺三危山和鸣沙山。用地东侧不远处为敦煌机场，飞机起飞或降落时可以在几十米的空中俯瞰未来的游客中心。

Revit 在施工图设计阶段中的应用体会

1. 功能强大，界面直观，协同设计。Revit在协同设计上的确为各专业提供了一个工作平台，各专业可以在同一软件平台上进行三维协同设计，这一点前景非常好，但需要与中国市场的设计需求紧密结合。

2. 对于施工图设计来讲，三维模型可以关联所有的平、立、剖图纸，能避免传统设计中可能出现的改了这儿忘了那儿的现象，能大大提高出图效率，这是Revit作为三维设计软件的优势。

3. 有较强的曲线建模能力，通过方法的探索能生成复杂形体，但是曲面建模尚需改进。就参数化设计的使用程度而言，Revit能方便地对建筑构件的尺寸进行改变，也可以通过族文件对局部构件进行参数驱动控制，这对于形体较为简单的建筑应该表现不错。

4. 传统的制图标准已经广泛得到工程师、施工单位的多年使用，有很多地方需要根据中国施工图设计中各专业的相关国家标准（计算标准、制图标准）进行再研发，加强本土化设计，将会具有更广阔的应用前景。

中国建筑设计研究院（CAG）是2000年4月由原建设部四家直属的建设部设计院、中国建筑技术研究院、中国市政工程华北设计研究院和建设部城市建设研究院组建的大型骨干科技型中央企业，前身是创建于1952年的中央直属设计公司，改革开放后是第一批进入国际建筑市场并较早获得对外经营权的设计企业之一，注册资金为18143万元。2000年11月通过ISO9001国际质量体系认证。

55年来先后设计完成了北京火车站、中国美术馆、北京图书馆、北京国际饭店、深圳体育馆、外交部大楼、北京万泉新新家园、湖州东白鱼潭小区、北京煤气厂扩建工程、2008北京奥运会国家主体育场、西直门交通枢纽、首都博物馆、莫斯科中国贸易中心、故宫保护、长城保护、敦煌莫高窟、引滦入津、西气东输、南水北调和长江三峡库区环境保护等国家重点工程。1986年至2006年获设计奖461项，其中国际奖8项、国家级奖68项、省部级奖324项。

设有国家级中心、实验室、基地：国家住宅与居住环境工程技术研究中心、国家城市给水排水工程技术研究中心、国家燃气用具质量检测中心、建设部城市煤气技术发展中心、建设部给水排水设备产品质量监督检验中心、建设部环境卫生工程技术研究中心、建设部环境卫生工程技术推广办公室、国家文物局重点科研基地、住宅实验室。研究完成了一批国家科技发展计划中的国家和部委科研课题、技术攻关项目，在基础研究、政策研究、国家地方行业标准规范编制、历史文化遗产保护和科研成果转化以及为行业技术发展、集成创新等方面做出积极贡献。1986年至2006年获科研奖309项，其中国家级奖22项、省部级奖124项。

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