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协同设计之BIM是源自于“Building Information Modeling”

BIM是源自于“Building Information Modeling”的缩写,中文译为“建筑信息模型”。该技术通过数字化手段,在计算机中建立出一个虚拟建筑,该虚拟建筑会提供一个单一、完整、包含逻辑关系的建筑信息库。需要注意的是,在这其中“信息”的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息,还包含大量的非几何信息,如材料的耐火等级和传热系数、构件的造价和采购信息等等。其本质是一个按照建筑直观物理形态构建的数据库,其中记录了各阶段的所有数据信息。建筑信息模型(BIM)应用的精髓在于这些数据能贯穿项目的整个寿命期,对项目的建造及后期的运营管理持续发挥作用。



BIM基本特性

BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础而建立的建筑模型。通过数字信息仿真,模拟建筑物所具有的真实信息。BIM是以从设计、施工到运营协调、项目信息为基础而构建的集成流程,它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5大特点。建筑公司通过使用BIM,可以在整个流程中将统一的信息创新、设计和绘制出项目,还可以通过真实性模拟和建筑可视化来更好地沟通,以便让项目各方了解工期、现场实时情况、成本和环境影响等项目基本信息。

(一) 可视化

可视化,即“所见即所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化真正运用在建筑业地作用非常大。例如,经常拿到的施工图纸只是各个构件的信息,在图纸上以线条绘制表达,但是真正的构造形式就需要建筑业人员去自行想象了。如果建筑结构简单,那么没有太大的问题,但是近几年形式各异、复杂造型的建筑不断推出,那么光靠想象就不太实际了。所以BIM提供了可视化的思路,将以往的线条式的构件,形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。



以前,建筑业也会制作设计方面的效果图,但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队,根据线条式信息识读设计制作出来的,并不是通过构件的信息自动生成的,因此缺少了同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化,则是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化。在BIM建筑信息模型中,由于整个过程都是可视的,所以可以用于效果图的展示和报表的生成。更重要的是通过建筑可视化,可以在项目的设计、建造和运营过程中进行沟通、讨论和决策。

(二) 协调性

协调性是建筑业中的重点内容,无论是施工单位和设计单位还是业主,都在做着协调及相互配合的工作。一旦在项目的实施过程中遇到了问题,就需要各相关人员组织起来进行协调会议,找出施工中问题发生的原因及解决办法,然后做出相应变更、补救措施等来解决问题。那么,问题的协调就只能等出现问题后再进行协调吗?在设计时,由于各专业设计师之间的沟通不到位,往往会出现各种专业之间的碰撞问题,例如,在对暖通(供热、供燃气、通风及空调工程)等专业中的管道进行布置时,可能遇到构件阻碍管线的布置。这种问题是施工中常遇到的碰撞问题,而BIM的协调性服务,可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期,对各专业的碰撞问题进行协调,生成并提供出协调数据。当然,BIM的协调作用也不止应用于解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调以及地下排水布置与其他设计布置的协调等问题。

(三) 模拟性

BIM的模拟性并不是只能模拟、设计出建筑物的模型,还可以模拟难以在真实世界中进行操作的事件。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些事件进行模拟实验,例如,节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟和热能传导模拟等。在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(3D模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而确定合理的施工方案。同时还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而实现成本控制。在后期运营阶段,还可以进行日常紧急情况处理方式的模拟,如地震人员逃生模拟和消防人员疏散模拟等。



(四) 优化性

事实上,整个设计、施工和运营的过程就是一个不断优化的过程,在BIM的基础上,可以更好地进行优化。优化通常受信息、复杂程度和时间的制约。准确的信息影响优化的最终结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息以及规则信息。对于高度复杂的项目,由于参与人员本身的原因,往往无法掌握所有的信息,因此需要借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的服务。

基于BIM的优化,可以完成以下两种任务:

1种:对项目方案的优化。把项目设计和投资回报分析结合起来,可以实时计算出设计变化对投资回报的影响。这样业主对设计方案的选择就不会停留在对形状的评价上,而是哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

2种:对特殊项目的设计优化。在大空间随处可看到异型设计,如裙楼、幕墙和屋顶等。这些内容看似占整个建筑的比例不大,但是占投资和工作量的比例却往往很大,而且通常是施工难度较大和施工问题较多的地方,对这些内容的设计施工方案进行优化,可以显著地改善工期和造价。



(五) 可出图性

使用BIM绘制的图纸,不同于建筑设计院所设计的图纸或者一些构件加工的图纸,而是通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟和优化以后,绘制出的综合管线图(经过碰撞检查和设计修改,消除了相应错误)、综合结构留洞图(预埋套管图)以及碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

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