淺析BIM在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

閆素 王璐

大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧大連 116021

摘要：因建筑功能的日益復(fù)雜及各專(zhuān)業(yè)間配合存在時(shí)間信息差，急需出現(xiàn)新的軟件來(lái)配合建筑設(shè)計(jì)、管理、施工及后期維護(hù)。BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念的出現(xiàn)解決的現(xiàn)存問(wèn)題并推進(jìn)了建筑業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑設(shè)計(jì)；協(xié)同；參數(shù)化；應(yīng)用

建筑業(yè)作為一種最古老的行業(yè)，它前進(jìn)的腳步穩(wěn)重而緩慢。縱觀古今中外只有伴隨著人們對(duì)于新材料的不斷探索和工業(yè)時(shí)代施工技藝的突破性進(jìn)步時(shí)，這位見(jiàn)證歷史的角色才會(huì)挪動(dòng)他前進(jìn)的步法，伸展他的軀體或是更換一種新材料外衣。而因他體量越來(lái)越龐大，內(nèi)部所需服務(wù)的對(duì)象越多及功能越來(lái)越復(fù)雜，我們發(fā)覺(jué)現(xiàn)有的表達(dá)掌控方式已經(jīng)無(wú)法全面而細(xì)致的掌握他的形成、成長(zhǎng)更何況他接下來(lái)的服役之路。材料與技藝已經(jīng)再無(wú)法滿(mǎn)足今天人們對(duì)于建筑由內(nèi)而外的完善和創(chuàng)新，時(shí)代和建筑的規(guī)模已經(jīng)迫切呼喚一種新的模式來(lái)深入了解并幫助我們改善我們的建筑。這個(gè)時(shí)候BIM概念體系如約的出現(xiàn)在我們的視野，讓我們跟隨它的脈絡(luò)走進(jìn)我們一直以來(lái)熟悉又陌生的建筑內(nèi)循環(huán)之中。

了解一個(gè)全新概念體系我們就要從它原理和構(gòu)成來(lái)分析它是如何完美的匹配和配合我們的建筑的。BIM（Buiding Information Modeling）從英文釋義上更明晰，就是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一座虛擬建筑，提供一個(gè)單一的、聯(lián)動(dòng)的、完整一致的建筑信息庫(kù)。同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。那么接下來(lái)就讓我們近距離走近建筑，體會(huì)一下BIM體系帶來(lái)的種種變化。

首先從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，設(shè)計(jì)師用來(lái)實(shí)現(xiàn)表達(dá)建筑的軟件有二維的CAD及三維的模型軟件，糾其根本這只是一種信息的記錄傳達(dá)，模型軟件也只是幫助建筑師更好的推敲三維空間的建筑空間。它們的弊端在于極大的依賴(lài)建筑師本身的素養(yǎng)就是對(duì)三維二維轉(zhuǎn)化的控制力，以及對(duì)建筑所涉及內(nèi)容的掌控。最經(jīng)?？吹降氖瞧矫嫫拭骊P(guān)系核對(duì)不上。因?yàn)樗械木€(xiàn)條，模塊只是人為虛擬的表達(dá)方式而已，它不存在任何實(shí)際屬性，一切都是毫無(wú)聯(lián)系的虛構(gòu)。這個(gè)時(shí)候BIM的出現(xiàn)引進(jìn)了參數(shù)化的概念。參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)將建筑構(gòu)件的各種真實(shí)屬性通過(guò)參數(shù)的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。在建筑信息模型中，建筑構(gòu)件并不只是一個(gè)虛擬的視覺(jué)構(gòu)件，而是可以模擬除幾何形狀以為的一些非幾何屬性，如材料的耐火等級(jí)、材料的傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)、采購(gòu)信息、重量、受力狀況等。對(duì)參數(shù)定義屬性的意義在于可以進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)和分析，例如我們常見(jiàn)的門(mén)窗統(tǒng)計(jì)，在建筑信息模型中是自動(dòng)化的，而參數(shù)化更為強(qiáng)大的功能是可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、疏散等方面的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，甚至可以進(jìn)行建造過(guò)程的模擬，最終實(shí)現(xiàn)虛擬建筑。參數(shù)化概念引進(jìn)的意義就在乎建筑從此不再只是虛化的傳說(shuō)，而是一個(gè)“有血有肉”實(shí)實(shí)在在的存在。

那么像我們之前提到的平面剖面核對(duì)不上的問(wèn)題是否得以更好的處理，接下來(lái)我們就要解決其痛點(diǎn).關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)是參數(shù)化設(shè)計(jì)的衍生。當(dāng)建筑模型中所有的構(gòu)件都是由參數(shù)加以控制時(shí)。如果我們將這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，那么我們就實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。換言之，當(dāng)建筑師修改某個(gè)構(gòu)件，建筑模型將進(jìn)行自動(dòng)更新，而且這種更新是相互關(guān)聯(lián)的。假如，我們遇到修改層高的情況，在模型中，我們只要修改每層層高的數(shù)值，那么所有的構(gòu)件會(huì)自動(dòng)發(fā)生改變，因?yàn)檫@些構(gòu)件的參數(shù)都與標(biāo)高相關(guān)聯(lián)，并且是準(zhǔn)確和同步的。我們不再需要去分別修改。關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)它不僅提高了建筑師的工作效率，而且解決了長(zhǎng)期以來(lái)圖紙之間的“錯(cuò)漏碰撞”問(wèn)題，其意義是顯而易見(jiàn)的。

有了參數(shù)化和關(guān)聯(lián)性?xún)纱蠹寄芪覀兘鉀Q了設(shè)計(jì)階段單專(zhuān)業(yè)的困擾，可是建筑像人體一樣復(fù)雜，需要軀干、血液、器官等來(lái)支撐起他的形體。這就好比建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的配合。只要彼此有不合之處問(wèn)題總會(huì)體現(xiàn)，可是等到問(wèn)題自己顯露的時(shí)候恐怕已是病發(fā)，難免造成或多或少的損失，甚至不可控制。但也可預(yù)料，畢竟五大專(zhuān)業(yè)各司其責(zé)，要做到彼此考慮，時(shí)時(shí)更新著實(shí)要耗費(fèi)相當(dāng)大的時(shí)間和精力，這對(duì)于現(xiàn)代化高效率下的設(shè)計(jì)時(shí)間絕對(duì)是個(gè)挑戰(zhàn)。BIM的另一技能順利的解決了這一問(wèn)題。協(xié)同設(shè)計(jì)通常是建筑專(zhuān)業(yè)與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)等其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的協(xié)作。而今天，隨著建筑工程復(fù)雜性的增加，跨學(xué)科的合作成為建筑設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。在二維CAD時(shí)代，協(xié)同設(shè)計(jì)缺少一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，但建筑信息模型為傳統(tǒng)各種工種提供了一個(gè)良好的技術(shù)協(xié)同平臺(tái)，例如，結(jié)構(gòu)工程師改變其柱子的尺寸時(shí)，建筑模型中的柱子也會(huì)立即更新，而且建筑信息模型還為不同的生產(chǎn)部門(mén)，甚至管理部門(mén)提供了一個(gè)良好的的協(xié)作平臺(tái)，例如施工企業(yè)可以在建筑信息模型基礎(chǔ)上添加時(shí)間參數(shù)進(jìn)行施工虛擬，控制施工進(jìn)度，政務(wù)部門(mén)可以進(jìn)行電子審圖等等。這不僅改變了建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師傳統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)模式，而且業(yè)主、政府政務(wù)部門(mén)、制造商、施工企業(yè)都可以基于同一個(gè)帶有三維參數(shù)的建筑模型協(xié)同工作。

是不是這樣我們打通了建筑一直以來(lái)的癥結(jié)就不存在問(wèn)題了呢？當(dāng)然不會(huì)，因?yàn)槲覀兊臅r(shí)代在發(fā)展，所有的技術(shù)理念都在更替，人類(lèi)的審美以及對(duì)空間的探索也在不停的向前走。以往僅僅是功能上滿(mǎn)足需要的建筑已經(jīng)不足以填滿(mǎn)人們對(duì)于空間可能性的欲望。信息時(shí)代，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛的滲透到設(shè)計(jì)界的各個(gè)領(lǐng)域，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)從最早的電腦輔助演變到模擬人工智能的，基于算法的參數(shù)化設(shè)計(jì)階段。這是繼現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)后，又一次基于技術(shù)更新的設(shè)計(jì)革命。目前西方學(xué)術(shù)界比較盛行的觀點(diǎn)之一是我們正處于一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)化的多元時(shí)代，也就是個(gè)性化設(shè)計(jì)的時(shí)代。包括今天飛速發(fā)展的中國(guó)，各種標(biāo)新立異的建筑層出不窮，先且不說(shuō)美丑與否，真要實(shí)現(xiàn)以我們常規(guī)的設(shè)計(jì)方法還真無(wú)能為力。曾經(jīng)也出現(xiàn)過(guò)很多三維模擬的建模軟件來(lái)輔助建筑師表達(dá)，但僅是停留在表達(dá)方面。其一操作復(fù)雜很難普及，其二對(duì)建筑師及施工方本身的空間控制能力要求甚高。BIM徹底解決了以上難點(diǎn)，而且他強(qiáng)大的參數(shù)化系統(tǒng)及關(guān)聯(lián)性為建筑師的空間創(chuàng)造的可能性提供的極大的幫助，人們從此可以很輕松的構(gòu)建，統(tǒng)籌及互相傳達(dá)高難度復(fù)雜的建筑。為人類(lèi)探索空間更多的可能性邁出了有力的一步。

BIM的可貴之處更在于它將不再局限于設(shè)計(jì)階段這一個(gè)過(guò)程，曾經(jīng)的設(shè)計(jì)、表現(xiàn)、管理等階段各自有各自的體系無(wú)法互相轉(zhuǎn)換，就此浪費(fèi)很多人力及時(shí)間。從此建筑的各個(gè)階段將基于BIM一個(gè)平臺(tái)齊心打造更合理更有效的建筑。以上我們著重介紹了就設(shè)計(jì)階段BIM帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，BIM在其他階段的卓越表現(xiàn)也不容忽視。在施工方面可以同步提供有關(guān)建筑質(zhì)量、進(jìn)度以及成本的信息。它可以方便的提供工程量清單、概預(yù)算、各階段材料準(zhǔn)備等施工過(guò)程中需要的信息，甚至可以幫助人們實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)件的直接無(wú)紙化加工建造。在銷(xiāo)售招標(biāo)階段可以很方便的引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在虛擬建筑中漫游。改變傳統(tǒng)的主要是通過(guò)平面戶(hù)型圖、建筑模型、效果圖及各種媒體廣告形式來(lái)推出樓盤(pán)的房地產(chǎn)銷(xiāo)售方式，大幅度促進(jìn)銷(xiāo)售人員與購(gòu)房者之間的交流，并降低營(yíng)銷(xiāo)成本。在運(yùn)營(yíng)管理階段可同步提供有關(guān)建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時(shí)間以及商務(wù)方面的信息，并提供數(shù)字更新記錄，改善搬遷規(guī)劃與管理。有光建筑的物理信息（例如完工情況、承租人或部門(mén)分配、家具）和關(guān)于可出租面積、租賃收入或部門(mén)成本分配的重要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都更加易于管理和使用。

建筑是一種充滿(mǎn)魅力的存在，無(wú)論是功能上如何更大程度的滿(mǎn)足人們的需求，更有探求意義的是它構(gòu)成的空間賦予人們生活、審美以及創(chuàng)造的里無(wú)限可能，人類(lèi)進(jìn)步的腳步從未停止，新時(shí)代的建筑也必將因?yàn)锽IM推進(jìn)能更好的為我們所了解，從而真正成為代表這個(gè)時(shí)代的優(yōu)秀產(chǎn)物.