BIM这个词最近出现比较多,可能很多人听到过但是还不太了解它指的是什么,我稍微做了一些学习探索,希望能通过一些简短通俗的文字总结一下自己对BIM的认识。
BIM 的全称是 “Building Information Modeling”,这个词语是由美国AutoDesk(就是那个旗下有AutoCAD和3DMax的公司)公司首创,中文翻译过来叫做“建筑信息模型”。被定义成由完全和充足信息构成以支持生命周期管理,并可由电脑应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。 简言之,即数字技术支撑的对建筑环境进行全生命周期管理的信息模型(来自维基百科)。
狭义上来说,BIM指的就是一种以表示三维图形为主、面向对象、为建筑学有关的计算机辅助设计服务的数字化信息模型。从广义上引申来看,BIM是一种涵盖了整个建设领域包括一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修,以及城市规划,土木工程,交通工程等学科的全生命周期数字化设计技术。
虽然概念提出很早(大概上个世纪80年代),但是真正的作为建筑设计方法流行起来还是近些年的事情,在此之前,建筑设计领域仍然停留在CAD(计算机辅助设计)二维图纸的阶段。所以,基于BIM的设计算是一中新兴的建筑设计方法。
对于传统CAD技术的提升主要有如下几点:
1、全生命周期。一个工程从设计到施工,再到后期的投运和检修,都可以通过 BIM 进行全方位的设计和模拟。
2、三维可视化,所见即所得。传统的设计是基于二维图纸的,设计的最终效果往往只存在于设计人员的脑子里,随着建筑越来越复杂,仅凭想象是很难应付庞大的建筑结构的,而运用BIM技术可以使得整个项目过程(设计、施工、运行)都是可视化的,所见即所得。
3、各个环节的协同。设计工程庞大而复杂,往往需要各个部门紧密配合,传统的设计方式往往是结构、水、电等都有自己独立的图纸,给设计和沟通带来诸多不便,而BIM则从根本上解决了这个问题,大家使用统一的模型进行设计,具备更好的协调性,及早发现设计冲突。
4、方便进行数字化模拟。由于设计时采用面向对象的数据模型,带有丰富的设计参数,使用BIM可以方便的进行设计结果模拟,不仅包括常规的物理力学计算、用料统计,还可以针对节能、环境、应急、施工进度等进行高级 分析和模拟。
以上说了这么多优点,那么我们现在处于那个阶段呢,坦白说,国内的BIM目前仍处于起步阶段,甚至国内的《建筑信息模型应用统一标准》目前还在编制阶段,但是随着信息技术的发展和普及,国内的设计行业正在积极的尝试,很多信息化服务厂商(如恒华科技)都纷纷参与进来,一方面积极贡献标准化建议,另一方面整合升级自己的传统设计软件,全面贴合BIM理念。
最后附上一张图(图片来自谷歌搜索),概括了与BIM相关的软件分类,大家可以参考。
一、什么是BIM设计
模型怎么建,要建哪些,建到什么深度,都取决于应用。所以BIM规划必须从应用环节和方式来提出。如果只有一个应用点,如比管线综合、清单算量基中之一。那么单独采用一款软件就OK了,这算不得【BIM设计】。如果要这两个事情都要做,就要考虑分别选有什么软件,在这两者之间模型导出后的重用率最高,综合成本最低。在管线综合时需要定制什么样的建模规则才能进行清单算量,这就是一个最简单的BIM设计。
再举一个较复杂的例子,有一个项目要进行三维设计(含管线综合)、清单算量、物料跟踪。首先要考虑三维设计的提交标准,考虑使用什么样的建模软件,要要设计院以什么样的格式提交。这个提交标准就是为了下游的清单算量和物料跟踪。物料跟踪时要考虑跟踪哪些部件,其中有哪些参与方,再定制流程图、选用集成系统。
二、BIM设计的核心和价值
1、参数化设计
参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计,建筑信息模型是由无数个虚拟构件拼装而成,其构件设计并不需要采用过多的传统建模语言,如拉伸、旋转等,而是对已经建立好的构件(称为族)设置相应的参数,并使参数可以调节,进而驱动构件形体发生改变,满足设计的要求。而参数化设计更为重要的是将建筑构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟,并进行相关数据统计和计算。
2、构件关联性设计
构件关联性设计是参数化设计的衍生。当建筑模型中所有构件都是由参数加以控制时,如果我们将这些参数相互关联起来,那么我们就实现了关联性设计。换言之,当建筑师修改某个构件,建筑模型将进行自动更新,而且这种更新是相互关联的。
3、参数驱动建筑形体设计
参数驱动建筑形体设计是指通过定义参数来生成建筑形体的方法,当建筑师改变一个参数,形体可以进行自动更新,从而帮助建筑师进行形体研究。参数驱动建筑形体设计仍然可以采用定义构件的方法实现。
4、协作设计
建筑信息模型为传统建筑工种提供了一个良好的技术协作平台,例如,结构工程师改变其柱子的尺寸时,建筑模型中的柱子也会立即更新,而且建筑信息模型还为不同的生产部门,甚至管理部门提供了一个良好的协作平台,例如施工企业可以在建筑信息模型基础上添加时间参数进行施工虚拟,控制施工进度,政务部门可以进行电子审图等等。
三、设计院为什么用BIM
1. 由于设计院的一些有识之士已率先认识到BIM的优势,希望借助于BIM应用以获得设计竞争的先机。
2. “痛则思变”的设计院类型:由于在某些项目上,遇到了传统绘图工具无法解决的难题,例如:大型项目的协同设计,异型复杂形体的建筑、绿色建筑分析应用需求等,导致他们寻求BIM技术来更好的解决。
3. 为了响应甲方需求或者是满足与外方合作设计需要的设计院类型。部分地产商如太古集团,上海中心项目等在项目上要求采用BIM技术,或者是国外的设计公司采用BIM技术做的方案设计或初步设计要求中方设计院配合,所以设计院开始学习应用BIM。虽然目前这种需求在国内尚不普及,但是越来越多的地产商已经开始关注BIM技术,并谋求实施应用,这也正在逐步成为一种趋势。
正向设计简单来讲应该是解放设计师的最佳工具,使设计师从画图中解放出来,将大部分的精力关注设计本身,可以直接很便捷的将设计师的创艺及设计理念直接展现到计算机,并以BIM模型的方式直接表达,不同专业设计师可以在BIM模型中交叉融合设计理念,沟通调整设计细节,同时可以由BIM模型直接出图,其出图质量应能直接指导施工单位进行施工,也就是BIM模型的精度要达到施工监理等建筑工业要求,如果其出图不能达到这个标准,那么往往需要设计师重新画一遍施工图,这样正向设计的历史成果价值将损失大部分,不是真正的正向设计,最后还可以利用模型进行建筑施工的指挥调配管理等,最后交付甲方,甲方还可以继续利用BIM进行后期运营维护的模型,才是真正的正向设计。
在国内,BIM的主流是先完成施工图,然后根据施工图再建立三维模型,也就是我们现在说的翻模。而所谓的BIM正向设计就是在项目从草图设计阶段至交付阶段全部过程都是由BIM三维模型完成。
BIM的初衷是直接在三维环境里进行设计,利用三维模型和其中的信息,自动生成所需要的图档,模型数据信息一致完整,并可后续传递,也可以说这就是BIM正向设计。
BIM正向设计发展的三个阶段
1.先建模,后出图:将设计师的设计思路直接呈现在BIM三维空间,然后通过三维模型直接出图,保证了图纸和模型的一致性,减少了施工图的错漏碰缺,对于设计质量有很大的提高。
2.全专业整体化设计:项目所涉及到的所有东西都落实到三维空间,实现各专业之间设计过程中的高度协调,降低专业协调次数,提高专业间设计会签效率,更加高效的把控项目设计的进度和质量。
3.全三维无死角的设计:直接以模型消费模式进行模型的设计优化、工程算量、造价、出图等一系列的管理模式。提高了设计的完成度和精细度,减少二维的设计盲区,让模型服务后期施工成为可能,这也是BIM正向设计的最终目的。
BIM正向设计的特点
1、BIM模型的创建,依据的是设计意图而非成品或半成品的图纸。
2、BIM模型作为首选项,进行设计的性能指标计算、设计推演和合规。
3、BIM模型作为主要的 成果载体,进行交互和阶段交付。
4、BIM模型中包含设计相关信息,其信息的价值量大于图形的价值量。
5、BIM模型作为核心模型,可直接或间接用于多种BIM应用,并可以从应用中获得直接或间接的回馈,用以丰富和优化BIM模型。
6、BIM模型具有可传递性,可在原模型的基础上优化,可用于后续阶段,而不是重新建模。
BIM正向设计的问题
1.标准问题:设计目前没有统一的标准,在设计前期就无法确定任务书所有的细节问题,项目在进行阶段总会因为各种要求进行设计的更改。就算设计满足了相关建筑的要求,业主也会针对整个建筑有冲击政府尺度的要求。
2.软件问题:国外BIM软件自动生成的图档并不符合国内的出图要求,用这些BIM软件出图后再进行修改,难度可能不亚于在CAD上重新画一遍。
3.平台问题:现在的BIM设计平台软件很多,各类软件针对不同专业各有各的优势,虽然外面可以各尽其用,但还需要一个统筹的一体化信息平台,能够更好融合这些不同软件平台的BIM模型信息,方便组装、使用。
4.效率问题:这也是最主要的问题,三维出图必然比二维出图付出更多的代价,完成同一个工作使用Revit所花费的时间可能会是倍数于使用CAD所花费的时间。
目前,限于BIM技术发展的现状和设计人员掌握BIM技术的程度,还很难做到完全意义上的BIM正向设计,大部分设计企业采用的BIM设计应用是翻模,未来BIM正向设计是必然的,现在的翻模只是BIM发展的一个过渡,就一个事物的发展过程来看,是必要的。
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