BIM(建筑信息化模型)和協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

BIM(建筑信息化模型)和協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析bim(建筑信息化模型)和協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析詳細(xì)包括哪些內(nèi)容呢，下面為大家?guī)?lái)相關(guān)內(nèi)容介紹以供參考。

當(dāng)前,有關(guān)建筑設(shè)計(jì)信息化的各種概念及術(shù)語(yǔ)已日趨普及,同時(shí)各地不斷涌現(xiàn)出一些造型獨(dú)特的地標(biāo)性建筑,這一切好像預(yù)示著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)即將迎來(lái)一場(chǎng)技術(shù)變革。建筑設(shè)計(jì)信息化的詳細(xì)內(nèi)容是什么,主流技術(shù)正朝著什么方向進(jìn)展?新技術(shù)是否意味著更多的奇形怪狀的建筑作品,國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院所應(yīng)何去何從?要回答這一系列的問(wèn)題,我們不妨先從協(xié)同設(shè)計(jì)及bim技術(shù)兩方面談起。

1協(xié)同設(shè)計(jì)與BIM技術(shù)的融合

盡管協(xié)同設(shè)計(jì)的理念已經(jīng)深化到建筑師和工程師的腦海中了,然而對(duì)于協(xié)同設(shè)計(jì)的涵義及內(nèi)容,以及它的將來(lái)進(jìn)展,人們的熟悉卻并不統(tǒng)一。

目前我們所說(shuō)的協(xié)同設(shè)計(jì),很大程度上是指基于網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)計(jì)溝通溝通手段,以及設(shè)計(jì)流程的組織管理形式。包括:通過(guò)CAD文件之間的外部參照,使得工種之間的數(shù)據(jù)得到可視化共享;通過(guò)網(wǎng)絡(luò)消息、視頻會(huì)議等手段,使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員之間可以跨越部門、地域甚至國(guó)界進(jìn)行成果溝通、開(kāi)展方案評(píng)審或爭(zhēng)論設(shè)計(jì)變更;通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù),使設(shè)計(jì)者能夠獲得統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件的幫助,使項(xiàng)目組成員以特定角色登錄,可以保證成果的實(shí)時(shí)性及唯一性,并實(shí)現(xiàn)正確的設(shè)計(jì)流程管理;針對(duì)設(shè)計(jì)行業(yè)的特別性,甚至開(kāi)發(fā)出了基于CAD平臺(tái)的協(xié)同工作軟件等等。

而B(niǎo)IM(建筑信息化模型)的消失,則從另一角度帶來(lái)了設(shè)計(jì)方法的革命,其變化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:從二維(以下簡(jiǎn)稱2D)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維(以下簡(jiǎn)稱3D)設(shè)計(jì);從線條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置;從單純幾何表現(xiàn)轉(zhuǎn)向全信息模型集成;從各工種單獨(dú)完成項(xiàng)目轉(zhuǎn)向各工種協(xié)同完成項(xiàng)目;從離散的分步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的全過(guò)程整體設(shè)計(jì);從單一設(shè)計(jì)交付轉(zhuǎn)向建筑全生命周期支持。

BIM帶來(lái)的是感動(dòng)人心的技術(shù)沖擊,而更加值得留意的是BIM技術(shù)與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)將成為相互依靠、密不行分的整體。協(xié)同是BIM的核心概念,同一構(gòu)件元素,只需輸入一次,各工種共享元素?cái)?shù)據(jù)并于不同的專業(yè)角度操作該構(gòu)件元素。從這個(gè)意義上說(shuō),協(xié)同已經(jīng)不再是簡(jiǎn)潔的文件參照?？梢哉f(shuō)BIM技術(shù)將為將來(lái)協(xié)同設(shè)計(jì)供應(yīng)底層支撐,大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。BIM帶來(lái)的不僅是技術(shù),也將是新的工作流及新的行業(yè)慣例。

因此,將來(lái)的協(xié)同設(shè)計(jì),將不再是單純意義上的設(shè)計(jì)溝通、組織及管理手段,它將與BIM融合,成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。借助于BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì),協(xié)同的范疇也將從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期,需要設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等各方的集體參加,因此具備了更廣泛的意義,從而帶來(lái)綜合效率的大幅提升。

然而,普遍接受的BIM新理念并未普及到實(shí)踐之中,這使得我們感覺(jué)有責(zé)任去正視和思索BIM設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與不足。從理念到實(shí)踐經(jīng)受一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程是必定的,并且多種現(xiàn)象表明該過(guò)程在中國(guó)可能要更長(zhǎng)一些,但是這不應(yīng)是我們回避問(wèn)題的理由。

2從二維設(shè)計(jì)到三維BIM設(shè)計(jì)

當(dāng)前,2D圖紙是我國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)最終交付的設(shè)計(jì)成果,這是目前的行業(yè)慣例。因此,生產(chǎn)流程的組織與管理均圍圍著2D圖紙的形成來(lái)進(jìn)行(客觀地說(shuō),這是阻礙BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要緣由)。

除了日益簡(jiǎn)單的建筑功能要求之外,人類在建筑創(chuàng)作過(guò)程中,對(duì)于美感的追求實(shí)際上永久是第一位的。盡管最能激發(fā)想象力的簡(jiǎn)單曲面被認(rèn)為是一種高技術(shù)和后現(xiàn)代的設(shè)計(jì)手法,實(shí)際上甚至遠(yuǎn)在計(jì)算機(jī)沒(méi)有消失,數(shù)學(xué)也很初級(jí)的古代,人類就開(kāi)頭了對(duì)于曲面美的探究,并用于一些聞名建筑之中。因此,擁有了現(xiàn)代技術(shù)的設(shè)計(jì)師們,自然更加渴望駕馭簡(jiǎn)單多變,更富美感的自由曲面。然而,令2D設(shè)計(jì)技術(shù)汗顏的是,它甚至連這類建筑最基本的幾何形態(tài)也無(wú)法表達(dá)。在這種狀況下,3D設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生了。

3D設(shè)計(jì)能夠精確表達(dá)建筑的幾何特征,相對(duì)于2D繪圖,3D設(shè)計(jì)不存在幾何表達(dá)障礙.對(duì)任意簡(jiǎn)單的建筑造型均能精確?????表現(xiàn)。在評(píng)比出的北京當(dāng)代十大建筑中,首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓、國(guó)家大劇院、國(guó)家游泳中心等聞名建筑名列前茅,這些建筑的共同特點(diǎn)是無(wú)法完全由2D圖形進(jìn)行表達(dá),這也預(yù)示著3D將成為高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域的必由之路。

盡管3D是BIM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),但不是其全部。通過(guò)進(jìn)一步將非幾何信息集成到3D構(gòu)件中,如材料特征、物理特征、力學(xué)參數(shù)、設(shè)計(jì)屬性、價(jià)格參數(shù)、廠商信息等,使得建筑構(gòu)件成為智能實(shí)體,3D模型升級(jí)為BIM模型。BIM模型可以通過(guò)圖形運(yùn)算并考慮專業(yè)出圖規(guī)章自動(dòng)獲得2D圖紙,并可以提取出其它的文檔,如工程量統(tǒng)計(jì)表等,還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結(jié)構(gòu)分析、照明分析、聲學(xué)分析、客流物流分析等諸多方面。

由美國(guó)Gensler設(shè)計(jì)的估計(jì)2022年完工的632m高的上海中心,采納了BIM技術(shù),其特點(diǎn)是自方案初期就綜合各工種協(xié)同創(chuàng)作,特殊是建筑造型與結(jié)構(gòu)方案選擇的協(xié)調(diào)統(tǒng)一成為了設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。由于該結(jié)構(gòu)高達(dá)632m,風(fēng)荷載的影響是結(jié)構(gòu)師要考慮的重要因素。因此在考慮建筑外部造型的同時(shí),必需慎重優(yōu)化結(jié)構(gòu)體征,降低風(fēng)荷載的作用。

據(jù)估算,風(fēng)荷載每降低5%,造價(jià)將降低1200萬(wàn)美元,Genslar利用BentleyGC參數(shù)化設(shè)計(jì)工具制作建筑表皮模型,保證功能及美觀的同時(shí)也將該模型用于結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗(yàn)及計(jì)算分析,最終優(yōu)化的結(jié)果是將風(fēng)荷載降低了32%。這于2D設(shè)計(jì)模式來(lái)說(shuō)是不行想象的。

純粹的3D設(shè)計(jì),其效率要比2D設(shè)計(jì)低得多。地標(biāo)性建筑可以不計(jì)成本,不計(jì)效率,但大眾化的設(shè)計(jì)則不行取。可喜的是,為提高設(shè)計(jì)效率,主流BIM設(shè)計(jì)軟件如Au-todeskRevit系列、BentleyBuilding系列,以及Graphisoft的ArchiCAD均取得了不俗的效果。這些基于3D技術(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件,用于一般設(shè)計(jì)的效率達(dá)到甚至超過(guò)了相同建筑的2D設(shè)計(jì)。

這些BIM設(shè)計(jì)軟件的消失本是感動(dòng)人心的事情,然而在經(jīng)受了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期之后,在我國(guó)并沒(méi)有真正普及。實(shí)際上,即使在其它國(guó)家,例如亞洲的鄰國(guó)日本,BIM設(shè)計(jì)技術(shù)也尚未廣泛推廣。

3BIM普及的制約因素

3-1機(jī)制不協(xié)調(diào)

BIM應(yīng)用不僅帶來(lái)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),還影響到設(shè)計(jì)工作流程。因此,設(shè)計(jì)師應(yīng)用BIM軟件不行避開(kāi)地會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)影響到個(gè)人及部門利益,并且一般狀況下設(shè)計(jì)師無(wú)法獲得相關(guān)的利益補(bǔ)償。因此,在沒(méi)有切實(shí)的技術(shù)保障和配套管理機(jī)制的狀況下,強(qiáng)制在單位或部門推廣BIM是不太現(xiàn)實(shí)的。

另外,由于目前的設(shè)計(jì)成果仍是以2D圖紙表達(dá)的,BIM技術(shù)在2D圖紙成圖方面仍存在著肯定程序的細(xì)節(jié)不到位,表達(dá)不規(guī)范的現(xiàn)象。因此,一方面應(yīng)完善BIM軟件的2D圖檔功能,另一方面國(guó)家相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)結(jié)合技術(shù)進(jìn)步,適當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)交付方式及制圖規(guī)范,甚至能做到以3DBIM模型作為設(shè)計(jì)成果載體。

3-2任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)

我國(guó)普遍存在著項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期短、工期緊急的狀況,BIM軟件在初期應(yīng)用過(guò)程中,不行避開(kāi)地會(huì)存在技術(shù)障礙,這有可能導(dǎo)致無(wú)法按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

3-3使用要求高,培訓(xùn)難度大

盡管主流BIM軟件一再?gòu)?qiáng)調(diào)其易學(xué)易用性,實(shí)際上相對(duì)2D設(shè)計(jì)而言,BIM軟件培訓(xùn)難度還是比較大的,對(duì)于一部分設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)嫻熟把握BIM技術(shù)有肯定難度。另外,簡(jiǎn)單模型的創(chuàng)建甚至要求建筑師具備良好的數(shù)學(xué)功底及肯定的編程力量,或有相關(guān)CAD程序工程師的協(xié)作,這無(wú)形中也提高了應(yīng)用難度。

3-4BIM技術(shù)支持不到位

BIM軟件供應(yīng)商不行能對(duì)客戶供應(yīng)長(zhǎng)期而充分的技術(shù)支持。通常狀況下,最有效的技術(shù)支持是在良好的成規(guī)模的應(yīng)用環(huán)境中客戶之間的相互學(xué)習(xí),而環(huán)境的培育需要時(shí)間和努力。各設(shè)計(jì)單位首先應(yīng)建立自己的BIM技術(shù)中心,以確保本單位獲得有效的技術(shù)支持。這種狀況在一些實(shí)力較強(qiáng)的設(shè)計(jì)院所應(yīng)領(lǐng)先實(shí)現(xiàn),這也是有實(shí)力的設(shè)計(jì)公司及事務(wù)所的通用作法,在愈來(lái)愈強(qiáng)調(diào)分工協(xié)作的今日,BIM技術(shù)中心將成為必不行少的保障部門。

3-5軟件體系不健全

現(xiàn)階段BIM軟件存在一些弱點(diǎn)。本地化不夠徹底,工種協(xié)