建筑工程設(shè)計(jì)中的BIM

李文西

【摘要】BIM技術(shù)已經(jīng)問(wèn)世多年，但進(jìn)入國(guó)時(shí)間不長(zhǎng)，BIM技術(shù)帶來(lái)一種全新的方法與理念，建筑工程設(shè)計(jì)行業(yè)也應(yīng)該全面推廣它，利用它來(lái)為現(xiàn)代設(shè)計(jì)服務(wù)，使建筑工程能設(shè)計(jì)出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的設(shè)計(jì)作品。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；三維立體；直觀；協(xié)同；創(chuàng)新

BIM Architectural Engineering Design

Li Wen-xi

（Shaanxi dawn of Architectural Research Ltd Xi'an Shanxi 710000）

【Abstract】BIM technology has been around for years， but not long into the country， BIM technology has brought a new approach and philosophy， construction and design industry should fully promote it， use it to modern design services so that construction work can design a practical ， economic， aesthetic designs.

【Key words】BIM technology；Three-dimensional；Intuitive；Collaboration；Innovation

1. 前言

（1）建筑信息模型，起源美國(guó)，Building Information Modeling，縮寫(xiě)B(tài)IM。2007年至2009年美國(guó)百分之五十以上的建筑工程設(shè)計(jì)企業(yè)和百分之六十的設(shè)計(jì)項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行，一些大型設(shè)計(jì)企業(yè)的BIM技術(shù)普及率達(dá)到了百分之八十。在歐盟、澳大利亞、韓國(guó)、也都發(fā)展很快。在新加坡，它要求到明年，百分之八十以上的工程都要用BIM技術(shù)，并由國(guó)家出面編制BIM應(yīng)用指南，制作建筑業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展適用圖，資助企業(yè)進(jìn)行BIM項(xiàng)目應(yīng)用。

（2）國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部（建質(zhì)[2011]67號(hào)文：《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》要求加快推廣建筑信息模型（BIM）等技術(shù)在建筑工程勘察設(shè)計(jì)、施工和項(xiàng)目管理中應(yīng)用，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和現(xiàn)代治理水平，確立了我國(guó)應(yīng)用和發(fā)展BIM技術(shù)總基調(diào)。2010年以來(lái)，我國(guó)設(shè)計(jì)企業(yè)100強(qiáng)中，有百分之八十的企業(yè)逐步應(yīng)用BIM技術(shù)。有不少企業(yè)紛紛籌建BIM技術(shù)研發(fā)中心。

2. BIM技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，有關(guān)于BIM的會(huì)議、培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)、競(jìng)賽鋪天蓋地，耳目一新。為什么如此燥動(dòng)BIM技術(shù)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，不僅是三維幾何形狀信息，還有大量的非幾何形狀信息數(shù)據(jù)，集成了建筑工程各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，能對(duì)該工程項(xiàng)目相關(guān)信息作詳盡表述

2.1 所以，它的特點(diǎn)有：

（1）其一，完備性。除了對(duì)項(xiàng)目對(duì)象進(jìn)行3D幾何信息及拓?fù)潢P(guān)系表述，還能完整的表達(dá)各對(duì)象之間的邏輯關(guān)系。

（2）其二，關(guān)聯(lián)性。模型中的對(duì)象都可識(shí)別并相互關(guān)聯(lián)，如模型中的對(duì)象進(jìn)行修訂，與之關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象都會(huì)隨之更新。

（3）其三，一致性。模型對(duì)象在不同階段可以直接進(jìn)行修改和擴(kuò)展，無(wú)需重新創(chuàng)建，同一信息無(wú)需重復(fù)輸入。信息模型能自動(dòng)演化，避免信息不一致的錯(cuò)誤。

2.2 因此，BIM技術(shù)的價(jià)值，可在三大領(lǐng)域發(fā)揮作用。

2.2.1 領(lǐng)域一，建筑工程集成設(shè)計(jì)。建筑工程設(shè)計(jì)就是將主觀形象思維，轉(zhuǎn)變?yōu)榭陀^視圖物質(zhì)過(guò)程。簡(jiǎn)言之，就是主觀演變客觀過(guò)程。如今的建筑工程設(shè)計(jì)行業(yè)，還是普遍采用二維平面設(shè)計(jì)軟件（CAD）繪圖，相比于傳統(tǒng)使用圖板繪圖已經(jīng)很是具有先進(jìn)性、高效性、省時(shí)性。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維立體設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用而生，以實(shí)現(xiàn)建筑工程所含各專業(yè)技術(shù)之間的信息共享，集成虛擬設(shè)計(jì)與智能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中碰撞檢測(cè)，分析能耗，預(yù)測(cè)成本，優(yōu)選形象思維方案。

2.2.2 領(lǐng)域二，建筑工程集成施工，第一，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了建筑工程施工過(guò)程動(dòng)態(tài)、集成和可視化的4D管理，將建筑物及施工現(xiàn)場(chǎng)3D模型和施工形象相鏈接，與施工資源、場(chǎng)地、圖視、施工組織設(shè)計(jì)等等所有施工信息集成一體，建立4D施工信息模型，實(shí)現(xiàn)了建筑工程施工的可視化，構(gòu)成現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目施工階段的進(jìn)度、勞力、材料、設(shè)備、成本和場(chǎng)地布置的動(dòng)態(tài)集成管理。第二，基于BIM技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，工程文檔、圖檔、視頻的提交、審核、審批、利用均可通BIM技術(shù)網(wǎng)終協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)集成協(xié)調(diào)建筑工程各責(zé)任方及參與方的信息共享。

2.2.3 領(lǐng)域三，建筑工程生命期的集成化現(xiàn)代治理體系和治理能力的提高。第一，提供對(duì)建筑工程項(xiàng)目從概念到拆除的所有全生命周期中所有決策的依據(jù)。第二對(duì)建筑工程項(xiàng)目生命周期中總成本、能源消耗、環(huán)境評(píng)估等，特別是對(duì)資金、資源的三階段投入產(chǎn)出進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和控制。第三，實(shí)現(xiàn)建筑工程生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本的集成化管理。

3. 建筑信息模型，正是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，可為投資商、設(shè)計(jì)師到最終使用用戶等各個(gè)環(huán)節(jié)的人員提供“模擬、分析、設(shè)計(jì)和治理運(yùn)籌”的信息化科學(xué)平臺(tái)，幫助他們利用三維數(shù)字模型來(lái)完成在二維設(shè)計(jì)中達(dá)不到或者不能完成的工作。根據(jù)筆者從事建筑設(shè)工程計(jì)行業(yè)多年實(shí)踐，深深體驗(yàn)到BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它具有可視、協(xié)同、創(chuàng)新等特色?？梢越鉀QCAD繪圖軟件的很多不足之處

3.1 特色一，直觀。

在建筑設(shè)計(jì)院中，構(gòu)成各大專業(yè)有：建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、概頇算、總平面規(guī)劃。在共同完成某一個(gè)工程項(xiàng)目時(shí)，首先由總平面規(guī)劃專業(yè)將建筑學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)模型設(shè)計(jì)好，將設(shè)計(jì)好的二維平面圖資料提給結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、概預(yù)算等后續(xù)專業(yè)，后續(xù)專業(yè)在建筑學(xué)專業(yè)提供的二維平面圖基礎(chǔ)上，再進(jìn)行各專業(yè)設(shè)計(jì)。但建筑學(xué)專業(yè)只是用簡(jiǎn)單的線條關(guān)系表達(dá)建筑物的信息，整個(gè)建筑物的立體觀就要靠各專業(yè)設(shè)計(jì)人員自身思維，去想象建筑物立體形象，對(duì)于一些簡(jiǎn)單建筑物，都可想象出來(lái)，但是，近幾年建筑學(xué)所設(shè)計(jì)建筑形式多種多樣，復(fù)雜造型更是層出不窮，那么這種光靠各專業(yè)設(shè)計(jì)人員去想象復(fù)雜多樣的建筑物，這就有些強(qiáng)人所難了。BIM技術(shù)提供了直觀的三維立體集成模型，讓所有專業(yè)的設(shè)計(jì)師都能通俗易懂。這種技術(shù)提供的數(shù)字模型的仿真性很強(qiáng)，整個(gè)項(xiàng)目的模擬、分析、設(shè)計(jì)和管理運(yùn)籌可在直觀可視化狀態(tài)下進(jìn)行，將很多原來(lái)在后期會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)及時(shí)處理掉。

3.2 特色二，協(xié)同。

進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，雖然各專業(yè)是分工進(jìn)行的，但整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期會(huì)有很多協(xié)同作業(yè)，比如構(gòu)結(jié)學(xué)的力學(xué)方案構(gòu)思與布局，管路走向，設(shè)備安裝位置是否有碰撞，又比如管線布置時(shí)碰壁、交叉結(jié)構(gòu)梁柱等等。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于各專業(yè)的溝通不到位，以及二維平面圖形的不足，很多問(wèn)題是注意不到的，這種問(wèn)題實(shí)際中是存在的，有時(shí)候施工方反饋意見(jiàn)說(shuō)，管道有交叉、設(shè)備的安裝有重疊、管道的安裝有碰梁等等。這種情況下，只能再找相關(guān)專業(yè)協(xié)商，然后出變更，對(duì)實(shí)際中出現(xiàn)的這些問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)救。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，這種情況得以改善。后續(xù)專業(yè)可在建筑學(xué)專業(yè)提供的三維模型基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，可一目了然地在可視化模型上，直觀建筑學(xué)專業(yè)所提供信息，是否適合設(shè)備安裝空間，并可實(shí)時(shí)向建筑學(xué)專業(yè)反饋，適時(shí)修正。后續(xù)專業(yè)之間也可將設(shè)計(jì)完成后的三維模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行集成疊加，觀察管道是否有交叉、設(shè)備的安裝是否有重疊等問(wèn)題，如果有的話，將沖突的地方進(jìn)修整，保證了設(shè)計(jì)文檔的完整。

3.3 特色三，創(chuàng)新。

每一新生事物的出現(xiàn)或者發(fā)展，都因?yàn)樗鼉?nèi)部蘊(yùn)含著與時(shí)俱進(jìn)的先進(jìn)因素，新事物在本質(zhì)上優(yōu)越于舊事物，具有強(qiáng)大生命力。BIM技術(shù)就是一種新事物，它是先進(jìn)的、富有創(chuàng)造力人們的創(chuàng)新的產(chǎn)物。BIM技術(shù)可以模擬一些在二維平面設(shè)計(jì)中達(dá)不到的事物，如節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬等等；可以利用BIM模型進(jìn)行成本控制，更清晰地統(tǒng)計(jì)分析成本運(yùn)作情況，同時(shí)提供明細(xì)數(shù)據(jù)清單，更準(zhǔn)確地對(duì)項(xiàng)目建設(shè)三階段投資做出決策，并且可以利用BIM模型掌握工程進(jìn)度，實(shí)時(shí)調(diào)整實(shí)際工程中出現(xiàn)的偏差，使項(xiàng)目建設(shè)快速、準(zhǔn)確。

筆者對(duì)BIM技術(shù)是一個(gè)初學(xué)者，整理本文，投書(shū)貴刊，企盼建筑工程設(shè)計(jì)同仁加以利用，使建筑工程設(shè)計(jì)更高效省時(shí)，工程建設(shè)更實(shí)用省財(cái)，后期維護(hù)更方便省力。對(duì)建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)用BIM技術(shù)，不單單是從二維到三維的轉(zhuǎn)變，更是一種設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)型提升，最終目的是使整個(gè)項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、到使用運(yùn)籌等各個(gè)階段的節(jié)能環(huán)保、降低成本和提高效率都能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，為國(guó)家建筑工程現(xiàn)代治理體系和現(xiàn)代治理能力服務(wù)。endprint