BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的實(shí)用性
時(shí)間:2022-05-21 10:58:59
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摘要:隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展,人們對(duì)于建筑的需求和要求也就越來(lái)越多樣化、多元化,對(duì)建筑的形態(tài)、規(guī)模和功能的要求也就越來(lái)越多,建筑設(shè)計(jì)涉及的行業(yè)就越來(lái)越多。隨著建筑產(chǎn)業(yè)的升級(jí),為實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目進(jìn)度、成本和質(zhì)量的效率最大化,對(duì)建筑的全生命周期管理提出了要求。bim技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,即建筑信息模型(BuldingInformatiomModeling)簡(jiǎn)稱BIM。工程人員可利用Revit系列、廣聯(lián)達(dá)、Fuzor、Navisworks等軟件,為業(yè)主提供設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等專業(yè)化服務(wù)。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)而言,設(shè)計(jì)工具從二維轉(zhuǎn)變?yōu)槿S,模型信息化也要求設(shè)計(jì)者始終貫徹協(xié)同設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)的理念,以實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目節(jié)能減排、降低成本、減少污染的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:BIM;建筑設(shè)計(jì);協(xié)同合作;三維設(shè)計(jì)技術(shù)
現(xiàn)在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)體系已經(jīng)不能滿足建筑行業(yè)的需要。其是由多個(gè)專業(yè)分別參與完成的一個(gè)體系,比如說(shuō)設(shè)計(jì)一棟住宅,由建筑專業(yè)完成二維圖紙的設(shè)計(jì)后,交給結(jié)構(gòu)、暖通等工程師,而一個(gè)建筑項(xiàng)目的完成一般是由建筑、給排水、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、消防等專業(yè)分別完成,缺少相互的協(xié)作。建筑專業(yè)在建筑設(shè)計(jì)中占據(jù)主導(dǎo)的位置,現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)在符合設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上,還要根據(jù)客戶的要求隨時(shí)進(jìn)行修改,頻繁的修改很可能無(wú)法及時(shí)反饋到各專業(yè)工程師處,這就很容易對(duì)后期施工造成困難。另外在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中,電線、水管、暖氣管道等錯(cuò)綜復(fù)雜,設(shè)計(jì)人員需要在有限的空間中對(duì)所有的管道都進(jìn)行標(biāo)識(shí),圖紙都需要進(jìn)行細(xì)分,這就很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員和施工人員出現(xiàn)失誤,簡(jiǎn)單的二維設(shè)計(jì),在處理交叉管道和線路的能力有限,這就可能導(dǎo)致信息在傳遞的過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)人員和施工人員的誤判,影響建筑項(xiàng)目的完成。這時(shí)使用三維軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)分析就顯得尤為重要。用BIM進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì),首先是建筑專業(yè)在共用平臺(tái)上(如Revit)依據(jù)規(guī)范繪制建筑模型,其他專業(yè)的人也能同時(shí)利用該模型同步開(kāi)展自己的機(jī)電設(shè)計(jì)。進(jìn)行管線設(shè)計(jì)時(shí),覺(jué)得建筑構(gòu)件開(kāi)洞不合理的地方,在圖上標(biāo)注出來(lái),建筑專業(yè)工程師能同時(shí)在這個(gè)平臺(tái)上看到,從而修改自己的設(shè)計(jì)圖,或是利用軟件進(jìn)行碰撞檢查,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)沖突,進(jìn)行修改,從而實(shí)現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。就像騰訊文檔一樣,大家同時(shí)在線編輯,提高各專業(yè)的交互性,協(xié)同設(shè)計(jì)以提高設(shè)計(jì)及建設(shè)效率。
1BIM的概念和特點(diǎn)
建筑信息模型(BuildingInformationModeling)簡(jiǎn)稱BIM。是近幾年被提出來(lái)的新概念,采用的是最新最先進(jìn)的建筑軟件設(shè)計(jì)理念,其中的“建筑信息”指的是建筑項(xiàng)目空間的設(shè)計(jì)與建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息,而“模型”指的是在項(xiàng)目開(kāi)始之前,對(duì)項(xiàng)目的過(guò)程的描述、建筑運(yùn)營(yíng)進(jìn)行模擬,因?yàn)椴捎肂IM技術(shù)可以提前清楚的了解項(xiàng)目的建造和使用情況,因此BIM有著“一套描述建筑建造生命周期過(guò)程的信息模型”的稱號(hào)。BIM是由多個(gè)專業(yè)共同完成的,它是一個(gè)集多元化、信息化于一體的一個(gè)模型,包含了整體項(xiàng)目的建模、數(shù)字建筑模型的建構(gòu)、項(xiàng)目生命周期管理、可以更完善的展示出設(shè)計(jì)的模型在建筑物建造過(guò)程中的狀況,能夠讓相關(guān)人員清楚的看到建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)成果、施工過(guò)程、預(yù)計(jì)使用時(shí)間、拆除后的材料處理等,可以看到整個(gè)建筑物的生命周期。
2BIM的特點(diǎn)
①在三維空間中建立單一與數(shù)值化的建筑信息模型,而建筑物相關(guān)信息皆出自于該模型中,建立其數(shù)據(jù)庫(kù)將信息以數(shù)值方式輸入其中,使方便更新和共享。②設(shè)計(jì)BIM參數(shù)時(shí),建立實(shí)質(zhì)及一致的關(guān)聯(lián)性,當(dāng)需在參數(shù)上的做任何更改時(shí),便可透過(guò)參數(shù)實(shí)時(shí)反應(yīng)出來(lái),大幅減少工程信息在制與交換的界面問(wèn)題,達(dá)到工程增加效益功用。BIM的發(fā)展,為建筑產(chǎn)業(yè)革命的技術(shù),更是一大邁步,使?fàn)I建工程項(xiàng)目能如期、如質(zhì)、低成本,對(duì)施工產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)也可有效預(yù)防,以下針對(duì)BIM的優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)單分為以下三類:
2.1圖示表達(dá)更明確
BIM技術(shù)展示的圖紙更加清晰,相比于2D時(shí)的圖紙,能更加明確的知道自己的設(shè)計(jì)信息,對(duì)于各個(gè)專業(yè)之間的溝通更為便利,不需要互相反資料這種浪費(fèi)時(shí)間的過(guò)程,而且能夠清楚的看到管道是否打架等情況,直觀的反映出管線交叉情況,并且能夠更加準(zhǔn)確清晰的將設(shè)計(jì)目的表達(dá)給施工人員以及客戶。
2.2模擬分析更精確
BIM能夠建立建筑模型并進(jìn)行參數(shù)設(shè)定,可隨時(shí)通過(guò)對(duì)相關(guān)參數(shù)及數(shù)據(jù)的調(diào)整來(lái)觀察工程數(shù)量、建筑物理數(shù)據(jù)、節(jié)能性能等的變動(dòng),同時(shí)三維視圖使可視化溝通機(jī)制向前大大邁進(jìn)。如此便捷、強(qiáng)大的功能,都建立在建筑模型建置的精確度,環(huán)境參數(shù)設(shè)定、建筑材質(zhì)性能參數(shù)的準(zhǔn)確性之上,而參數(shù)的準(zhǔn)確性則仍有賴軟件開(kāi)發(fā)商的搜集與精細(xì)量化,才能確保建筑信息的可信度與質(zhì)量。
2.3提供材料信息更準(zhǔn)確
BIM可以使各專業(yè)人士在共同的平臺(tái)上,整合工程信息、機(jī)電組件、建筑構(gòu)配件等,搜集建筑項(xiàng)目所有信息,且能依據(jù)使用者的需求調(diào)整模式與輸出視圖,能通過(guò)協(xié)作性軟件進(jìn)行碰撞檢查,明確的找出工程沖突與缺漏,并準(zhǔn)確輸出各種工程構(gòu)件、材料明細(xì)表,以達(dá)成全面質(zhì)量管理的零錯(cuò)誤目標(biāo)。
3BIM現(xiàn)狀
3.1利用率過(guò)低,普及度不夠
隨著相關(guān)政策的落地,國(guó)內(nèi)正在大力推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用,在北上廣深等中心城市已經(jīng)推廣使用。但由于BIM技術(shù)專業(yè)人員缺乏,現(xiàn)有從業(yè)者軟硬件更新及繪圖、工作習(xí)慣的改變需要一定過(guò)程,BIM技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)使用仍然不夠普及。現(xiàn)在我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)大多采用的都是單向性作業(yè),即所有的設(shè)計(jì)都是單向傳遞的,各個(gè)專業(yè)只有在接到這個(gè)工作的時(shí)候才會(huì)著手去做這件事情,不會(huì)提前準(zhǔn)備或者是提前知曉設(shè)計(jì)的進(jìn)行程度。而當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后,就會(huì)直接交給施工方面,并沒(méi)有設(shè)立任何的反饋機(jī)制,而一個(gè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不是如此進(jìn)行的,項(xiàng)目的完成本就需要各個(gè)專業(yè)一同協(xié)商共同調(diào)整。而且這種處理方式還會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)瑣碎。設(shè)計(jì)信息重復(fù),還會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的多義性,對(duì)施工方面帶來(lái)不利的影響。
3.2系統(tǒng)過(guò)于龐大復(fù)雜
由于BIM涉及建筑的全生命周期,必然包含方方面面的內(nèi)容所涉范圍極廣,這也決定了其系統(tǒng)必然龐大復(fù)雜。BIM技術(shù)整體而言仍屬于新技術(shù),目前還處于快速發(fā)展階段。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)的方面,無(wú)論是理論及技術(shù)層面,還是工程應(yīng)用層面都還有比較大的發(fā)展空間。由于BIM模型包含大量參數(shù)信息,而并非簡(jiǎn)單的幾何體,因此它他需要將多個(gè)功能整合到一起,這就導(dǎo)致系統(tǒng)不可避免的龐大、復(fù)雜,給人們以極大的沉重感,而且對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)不夠友好,而且龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)電腦硬件的要求高,在軟件操作過(guò)程中必然存在反應(yīng)遲鈍的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)人員的實(shí)際使用體驗(yàn)不夠理想。
3.3參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用研究不足
BIM所采用的參數(shù)化不是標(biāo)簽,而是一種本質(zhì),能夠反映建筑物理性能及運(yùn)營(yíng)效果的本質(zhì)。目前參數(shù)化設(shè)計(jì)研究多側(cè)重于算法的研究,對(duì)于參數(shù)化設(shè)計(jì)具體應(yīng)用的研究較少,研究多側(cè)重算法的驗(yàn)證或新算法的提出。而對(duì)于BIM技術(shù)的核心則在于建筑信息參數(shù)在其全生命周期的運(yùn)用,信息傳遞的重要性不言而喻,在信息化高度發(fā)展的現(xiàn)在,擁有信息無(wú)論是對(duì)企業(yè)還是對(duì)個(gè)人來(lái)所都至關(guān)重要,在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中參數(shù)信息傳遞的效率及準(zhǔn)確性,直接影響工作的效率與工作的質(zhì)量,因此一個(gè)完善的參數(shù)化體系就很重要,可以大大加快人們處理和設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)間。
4產(chǎn)生問(wèn)題的原因
4.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的兼容性
在我國(guó),對(duì)于做BIM的軟件較多,在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要各個(gè)專業(yè)共同配合,但是每個(gè)專業(yè)都有每個(gè)專業(yè)使用的軟件,因?yàn)樾枰能浖δ懿灰粯?、性能不一樣,因此每個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員都會(huì)使用對(duì)自己最為便利的軟件對(duì)設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行處理。而不同軟件之間的兼容性一直是一個(gè)很大的難題。信息傳遞不到或者傳遞的不完善,就導(dǎo)致信息斷層。
4.2BIM設(shè)計(jì)能力有限
建筑設(shè)計(jì)很少是一個(gè)人可以完成的,俗話說(shuō)的好,術(shù)業(yè)有專攻,每個(gè)專業(yè)都有每個(gè)專業(yè)的重點(diǎn)、要點(diǎn)和難點(diǎn),所以建筑設(shè)計(jì)一般是由項(xiàng)目小組統(tǒng)一完成。但是由于建筑項(xiàng)目的獨(dú)特性和復(fù)雜性,建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容關(guān)聯(lián)度很高,牽一發(fā)而動(dòng)全身,這就要求在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要對(duì)設(shè)計(jì)的信息進(jìn)行實(shí)地、實(shí)時(shí)的更新、傳遞。一個(gè)合作共處的平臺(tái)是很重要的。以Revit為例,其目前已經(jīng)可以整合建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電專業(yè)模型信息,然而其功能還處于不斷完善之中,三維建模能力還是有所欠缺的,主要表現(xiàn)在異形曲面構(gòu)造方面,由此可見(jiàn)僅僅依靠單獨(dú)的軟件是無(wú)法完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求的,BIM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要多種軟件配合完成,這又要求各種軟件間的協(xié)同交互功能需要各軟件開(kāi)發(fā)商的合作。
4.3信息零散,不易整合
我國(guó)人口眾多,地大物博。不同氣候分區(qū)對(duì)于建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能要求差別很大;而且每個(gè)地區(qū)都有每個(gè)地區(qū)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就以上海和合肥為例,上海的污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)要遠(yuǎn)低于合肥的排放標(biāo)準(zhǔn),因此在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不僅要參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),還要參考每個(gè)地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致工作難度大大加大,如果全部按照最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行,太浪費(fèi)財(cái)力了且沒(méi)有必要,這也是我國(guó)在參數(shù)化的研究上還沒(méi)有太大的進(jìn)展的主要原因。
5BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略
5.1整合設(shè)計(jì)
整合設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是針對(duì)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)的設(shè)計(jì)循環(huán)組合,即將建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)劃分為不同的設(shè)計(jì)目標(biāo),在這個(gè)基礎(chǔ)上,安排不同的人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,后面的設(shè)計(jì)要以前一階段的設(shè)計(jì)的成果為依據(jù),在其基礎(chǔ)上進(jìn)行下一階段設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員需要不斷的對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整,并且要同不同部門的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通交流,從而滿足建筑設(shè)計(jì)的要求。一個(gè)BIM模型并非簡(jiǎn)單的說(shuō)就能夠做出來(lái)的,BIM的完成必須依靠相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行完善處理,而B(niǎo)IM中存在著大量的數(shù)據(jù)信息和設(shè)計(jì)理念,因此BIM必須依附于最新的信息技術(shù),這個(gè)技術(shù)可以有效地處理龐大的圖片與文件信息,而且更重要的是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,每個(gè)行業(yè)都有各自行業(yè)的準(zhǔn)則和規(guī)章制度,因此BIM技術(shù)需要有標(biāo)準(zhǔn)化的配套措施,使設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的建模可以與業(yè)界達(dá)到共同的目標(biāo),將BIM導(dǎo)入于建物生命周期最初的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)間,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與資源共享,在建筑項(xiàng)目的生命周期內(nèi),設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的專業(yè)知識(shí),利用BIM整合所有的信息,對(duì)這些信息分別進(jìn)行處理,可以使建筑設(shè)計(jì)的施工人員減少營(yíng)建工程成本以及增加工程質(zhì)量,讓建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員提高工作的效率。
5.2加強(qiáng)對(duì)BIM專業(yè)人員的培訓(xùn)
建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程為:方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等一系列階段,其中每個(gè)階段的完成都是一個(gè)需要進(jìn)行大量調(diào)整、修改、再設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)的過(guò)程,牽涉到的各專業(yè)設(shè)計(jì)人員不計(jì)其數(shù),每個(gè)設(shè)計(jì)階段都需要大量的信息支持,像是現(xiàn)場(chǎng)情況、設(shè)計(jì)規(guī)范、甲方需求及各專業(yè)協(xié)調(diào)等,因此學(xué)會(huì)使用BIM系統(tǒng)至關(guān)重要,可以將規(guī)范化的需求填寫(xiě)到系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)出問(wèn)題可以第一時(shí)間進(jìn)行解決。
5.3增加對(duì)BIM的研究
目前,BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)還是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù),因此還有許多的發(fā)展空間,而我國(guó)在BIM無(wú)論是在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用范圍還是在文獻(xiàn)著作方面都遠(yuǎn)不及西方發(fā)達(dá)國(guó)家水平,而且大多數(shù)的西方軟件,在我國(guó)不僅要收取昂貴的專利費(fèi)用,而且相關(guān)項(xiàng)目信息涉及國(guó)家信息安全,因此增加對(duì)BIM科研系統(tǒng)的投入,使我國(guó)在BIM技術(shù)上有了質(zhì)的突破,以保障國(guó)家安全、減少專利支出,才能從根本上解決問(wèn)題。而且對(duì)BIM的設(shè)計(jì)投入增加,也可以提高設(shè)計(jì)效率,有效控制項(xiàng)目建設(shè)成本,提高運(yùn)營(yíng)水平,實(shí)現(xiàn)建筑智能化,一舉多得。
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作者:張婷婷 單位:新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院