论BIM技术在公共艺术领域的应用

徐徐

（北京建筑大学 建筑与城市规划学院，北京 100044）

众所周知，BIM技术是（Building Information Modeling）的缩写，即建筑信息模型，BIM技术主要通过建筑项目中的各种与之相关的数据信息模型建立起一个整体的建筑模型，并使用数字信息来模拟和建立一个仿真的建筑物，在具体施工之前就整合其所有细节，以方便于项目后期施工与维护。那么在公共艺术这个更注重创作和创新的领域中，BIM技术的精确性和科学性的设计模式能为公共艺术领域带来怎么样的惊喜，它们之间的结合会带来怎样的碰撞和火花，这些都是当前需要进行深入探索的。

一、公共艺术的基本含义及BIM技术的引入

公共艺术准确的来说应该是隶属于环境艺术设计的一个子学科，近年来在英语国家学术界常用“公共领域”这样一个概念来概括这种在公共空间中的艺术创作与相应的环境设计。这是一个涵盖面非常广泛的艺术。在其内容组成形式上又包含了立体浮雕、平面形式、复合形式等多种形式。

自从1975年，被称为“BIM”之父的Chuck Eastma第一次提出了“Building Information Modeling”的概念，直到21世纪，BIM的研究和应用才得到了突破性发展。全世界的大建筑软件开发商纷纷推出了BIM软件，使BIM技术更贴近了实践，已经在建筑领域得到广泛的推广和应用。这种将三维的建筑模型通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，已经为现在的建筑施工带了巨大的便利性，在我国学术领域近几年的关注度也与日俱增（图1）。BIM技术的特点保证了其在各个方面的完美设定、表现和渗透。BIM技术不是简单的将数据信息进行集成，而是对于信息的具体应用，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，显著提高了施工效率、大量减少风险。

二、BIM技术在公共艺术领域应用的优势

BIM技术作为一种数字信息的应用，是现在被广泛应用于设计、建造、管理领域的数字化方法，集合参数模型整合各种项目的相关信息。那么在现有的公共艺术设计中，特别是部分数据精确和完整性较强的设计项目中，大多是通过AutoCAD软件进行二维图纸的绘制，然后再通过3Dsmax、Maya 或者Altium Designer等渲染软件进行虚拟造型的前期实现。

在实际的大型展会场所的公共艺术设定中，BIM技术可以直接实现曲面造型的公共艺术作品和整体场地空间的量化关系，不局限于某一个艺术品的单体设计，而是把单体置于整体之中统筹把控。艺术设计师在利用AutoCAD软件进行二维平、立、剖面等图纸绘制的时候，由于AutoCAD软件本身无法做到图样之间的关联性和量化，导致前期图纸和实际施工作品在尺寸、角度、弧面等很多细节不相符的现象频频出现（图2）。所以BIM技术应用软件将提高设计效率，不但能弥补传统辅助设计软件的缺陷，而且其强大的集成化优势可使场地公共艺术工作事半功倍。

另外，BIM软件的模型库可以生成的各组件之间的面积、体积、材料等等具体数据，需使用构件的数量可以匹配其价格、厂家信息，自动生成工程预算数据，为公共艺术项目整体造价提供精确的数据参照，这在大型公共艺术设计项目中是十分必要的，正因公共艺术的多变性，如果在具体项目施工中没有很好地进行设计与施工的衔接，将会延长施工时间，增加项目成本。

三、BIM技术在公共艺术领域的介入

（一）德国议会大厦包裹公共艺术案例分析

例如1995年，艺术家克里斯托和让娜·克劳德夫妇用防火聚丙烯面料把整个德国国会大厦包裹了起来（图3）。在这个另类的捆扎包裹的公共艺术当中，我们可以把国会大厦当作一个公共艺术的涵盖对象，那么如果能使用BIM介入其中，可能会更好地计算其使用面积和最终造价，以及艺术包裹行为过程中的预损耗，把成本控制在最低。在超大型的公共艺术创作案例中，BIM技术的可计算性显得尤为重要。

（二）长沙梅溪湖国际文化中心公共幕墙的案例分析

长沙梅溪湖国际文化中心公共幕墙项目的设计、施工、运营的过程其实从开始就是一个不断优化的过程，这种优化在一定程度上和BIM技术的应用有着一定的内在关联，因为BIM技术使得整个项目得到了更好的优化。此项目的异型幕墙和公共艺术作品中的流线体运用有很多的共通点。在幕墙工程的深化设计阶段（图4）、加工阶段、施工阶段起到了推波助澜的作用，特别是在异型曲面幕墙的运维阶段其作用将更加明显。另外，在施工过程中通过应用BIM技术，解决了很多在幕墙深化设计难度大、加工精度要求高、施工安装管理难、运营维护难度大等实际难点，真正意义上实现了异型曲面幕墙工程的智慧建造。

四、BIM技术在公共艺术领域的发展

（一）公共艺术领域BIM技术的应用分析

公共艺术设计在前期大量的初稿创作和思维整合后，也需要在计算机软件技术的支持下创建出更准确的施工图纸。BIM模型库可随时调用，会自动更新，这些在复制性和结构性较强的建筑设计中得到了很好的应用。但是在公共艺术这个可复制性基本为零的设计领域中，BIM技术在进行主体创作上的优势不是十分明显。由于当前BIM数据库中包含的基本都是建筑材料和室内装饰材质的相关模型和信息，这些在公共艺术领域中没有体现出任何优势，仅仅只是在对场景掌控和管线铺装方面体现出优势。另一方面，公共艺术设计因其偏重于艺术创新的这个特点，由于创作者的一时兴起，后期完成作品和前期预设值之间差异较大的现象时有发生，这样BIM技术的信息完备性和优化性特点基本没有得到体现。（表1）

> 表1 BIM技术在公共艺术领域应用（作者自制）

（二）基于BIM软件现有的局限性及未来发展

在建筑设计中对平面图纸改动某个建筑空间构件的尺寸和位置之后，BIM软件系统会根据修改后的信息，在其他所有相关图纸中进行对应体现。但因公共艺术不具有重复性和关联性，比如基于建筑的功能性特点，一栋高层建筑各楼层可以做到外形和平面布局千篇一律，然而在公共艺术领域的设计所包含的设计元素可以说瞬息万变。另外，BIM技术能对设计项目工程量及材料进行准确的统计，但是无法完成公共艺术的全部流程。现有的BIM软件偏重于模块应用层面，可变数据层面较弱。它的可视分析，BIM在任意的三维视角进行推敲设计并方便、快速地获取渲染效果（图5）。必要时还可以通过三维巡游进行浸入式的体验设计。这将在含有具体公共设施的场域型公共艺术设计中起到直观作用，可帮助设计师第一时间判断出与大环境之间的协调程度并进行实时调整。

> 图1 BIM技术近年来在国内学术关注度统计（作者自制）

> 图2 BIM技术分析理解及国内应用现状（作者自制）

> 图3 德国国会大厦的公共艺术（图片来自网络）

> 图4 长沙梅溪湖国际文化中心公共幕墙深化阶段（图片来自网络）

> 图5 运动场域的公共艺术作品（作者自绘）

五、总结

公共艺术设计很多时候是以面为统计单位的，而建筑工程中则更多以体来计算单元。作为主要针对土建的软件，虽然基本设置现在还很难完全满足公共艺术的需求，但是借助Sketchup的帮助，采用“体量+面墙”的方法，也能解决大部分建模问题。在我国科学技术发展的大背景下，基于BIM软件的算量方式精准可控，可针对公共艺术设计的造型多样、复杂，实现新的突破，可以在公共艺术领域进行更广泛的应用。这也正是符合认真贯彻落实党的十八大关于“信息化和工业化深度融合”加快转变公共艺术的建设，是构建现代公共艺术设计发展新体系的新趋势。