基于BIM的建筑工程設(shè)計(jì)管理初步研究

馮興 黃新鋼

【摘要】隨著BIM在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展，提高了我國(guó)建筑工程及的管理水平和技術(shù)水平，對(duì)于設(shè)計(jì)管理的信息化發(fā)展，也有著一定的促進(jìn)作用。文章將結(jié)合BIM的概念與特點(diǎn)，對(duì)BIM的實(shí)際應(yīng)用及管理進(jìn)行初步探究。

【關(guān)鍵詞】BIM；建筑工程；設(shè)計(jì)管理

近年來，對(duì)建設(shè)行業(yè)的從業(yè)人員來說，BIM已經(jīng)不再是一個(gè)陌生的名詞和術(shù)語，北京奧運(yùn)會(huì)部分場(chǎng)館、上海世博會(huì)部分場(chǎng)館的設(shè)計(jì)、以及一些規(guī)模較大且功能復(fù)雜的項(xiàng)目施工過程中都能在不同程度上看到BIM的身影。但是，對(duì)服務(wù)于建設(shè)項(xiàng)目不同階段的不同參與方來說，如何能夠把BIM和自己的專業(yè)職責(zé)結(jié)合起來，從而提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效率；對(duì)于負(fù)責(zé)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的業(yè)主或開發(fā)商來說，如何能夠通過集成和協(xié)調(diào)所有項(xiàng)目參與方的努力和貢獻(xiàn)，使BIM能夠幫助提升項(xiàng)目的總體質(zhì)量和效率；目前還需要進(jìn)一步的理論研究和工程實(shí)踐去逐步解決，由此可以看出研究BIM技術(shù)的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)主要指利用3D數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑物實(shí)體建立仿真模型，從理論上說等于在虛擬的平臺(tái)上進(jìn)行建筑物的模擬設(shè)計(jì)，并對(duì)施工過程、進(jìn)度、后期維護(hù)管理等進(jìn)行模仿，實(shí)現(xiàn)建筑工程的數(shù)字化管理，為建筑的實(shí)際施工奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1、理論研究

著重闡述住宅建筑設(shè)計(jì)有關(guān)理論、BIM的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念。住宅建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系的研究，通過查閱相關(guān)資料，認(rèn)真權(quán)衡其他在BIM發(fā)展較好過的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)方法和研究過程做出總結(jié)，知道住宅建筑設(shè)計(jì)中的著力點(diǎn)和落腳點(diǎn)。

2、基于BIM的住宅建筑設(shè)計(jì)方法研究

從人員組成、設(shè)計(jì)平臺(tái)搭建以及整個(gè)設(shè)計(jì)過程中BIM的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，展開設(shè)計(jì)方法的研究。以我國(guó)住宅建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究BIM與我國(guó)住宅建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系的著力點(diǎn)，從宏觀設(shè)計(jì)的角度研究BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)中的落腳點(diǎn)，以微觀角度研究BIM技術(shù)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的方法。

二、BIM的基本特征

1、可視化

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)只能通過紙張或者計(jì)算機(jī)2D/3D軟件完成，其主要作用是為后期施工提供相應(yīng)的規(guī)格尺寸及效果展示，但還需要借助人們的空間想象才能將整個(gè)建筑在自己的腦海中呈現(xiàn)。BIM技術(shù)的出現(xiàn)為建筑模型的直觀展現(xiàn)提供了平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念能夠直接在建筑模型中展示出來，有助于建筑企業(yè)內(nèi)部的人員交流，并對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，做出最佳決策。

2、可模擬

BIM可以利用先進(jìn)的數(shù)字模擬技術(shù)模擬真實(shí)場(chǎng)景對(duì)建筑的現(xiàn)實(shí)效果進(jìn)行清晰的預(yù)見，這樣就可以避免在真正建設(shè)施工時(shí)由于設(shè)計(jì)上的失誤而影響了建筑的整體效果。

3、參數(shù)化

參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義在于將建筑構(gòu)件和設(shè)備的各種真實(shí)屬性通過參數(shù)的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和模擬分析計(jì)算。通過參數(shù)調(diào)整，可驅(qū)動(dòng)構(gòu)件形體發(fā)生改變以及性能模擬比較，滿足設(shè)計(jì)要求。

4、協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性首先是建筑企業(yè)內(nèi)部各專業(yè)人員間的組織協(xié)調(diào)，在內(nèi)部形成一個(gè)有效的標(biāo)準(zhǔn)性文件，便與推動(dòng)建筑工程的進(jìn)程。另外BIM技術(shù)還能夠在建筑內(nèi)部相關(guān)布置以及空間設(shè)置上起到協(xié)調(diào)的效果，例如樓梯井的布置、防火區(qū)布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。

三、 BIM建筑工程設(shè)計(jì)管理分析

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可視化管理

傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常會(huì)借助CAD技術(shù)來對(duì)建筑施工圖進(jìn)行繪制，但是這種方法很難將建筑結(jié)構(gòu)的眾多構(gòu)件以詳細(xì)的信息展示出來。BIM技術(shù)則可以通過三維建模的方式來將建筑構(gòu)件的詳細(xì)細(xì)節(jié)進(jìn)行展示，通過構(gòu)件的三維建筑模型，我們可以直觀的對(duì)建筑各個(gè)部位的建筑構(gòu)件進(jìn)行觀察和分析，同時(shí)也可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的布局和功能安排進(jìn)行分析，從而可以推斷建筑體量。在大量的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以借助BIM的可視化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)考察和分析，從而找到建筑設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案，而在對(duì)模型分析過程中發(fā)現(xiàn)的問題要進(jìn)行及時(shí)的處理，從而可以確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2、建筑空間規(guī)劃上的應(yīng)用管理

空間規(guī)劃是建筑設(shè)計(jì)的第一步，在選定建筑地點(diǎn)后可以對(duì)當(dāng)?shù)氐目臻g進(jìn)行地形分析，尤其是在地形比較復(fù)雜的建筑基地上地形分析必不可少。通過BIM技術(shù)對(duì)建筑基地進(jìn)行空間分析，例如具體的坡高、斜率、以及坡向等分析，對(duì)于建在地形復(fù)雜地區(qū)的建筑物可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行初步探索，為設(shè)計(jì)工作提供有力的支持，開闊思路。在坡度分析是可以利用GIS建模，并對(duì)其中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Ω鶕?jù)需要從不同角度進(jìn)行探索，并生成一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，供后期設(shè)計(jì)參考。地形探索完畢后即可進(jìn)行與建筑物的空間規(guī)劃。對(duì)建筑物的空間規(guī)劃一般利用BIM技術(shù)的可視化分析技能，將建筑通過3D技術(shù)立體呈現(xiàn)出來，并進(jìn)行室內(nèi)的視野分析、規(guī)劃可視度分析、道路可視分析等，在進(jìn)行各項(xiàng)分析前首先建立相應(yīng)的模型，并利用BIM技術(shù)進(jìn)行調(diào)試，結(jié)合各因素綜合參考，得出最佳的空間規(guī)劃模型。

3、BIM實(shí)施模式管理

BIM項(xiàng)目合作設(shè)計(jì)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的某個(gè)階段，設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)人員和BIM合作商一起完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。在整個(gè)過程當(dāng)中，BIM運(yùn)營(yíng)商要擔(dān)負(fù)起培訓(xùn)的任務(wù)，對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的難題要給予大力的技術(shù)支持，對(duì)于部分使用BIM的項(xiàng)目，運(yùn)營(yíng)商要承擔(dān)起協(xié)助設(shè)計(jì)的責(zé)任。只有BIM和設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案有機(jī)結(jié)合，才能保證設(shè)計(jì)的合理性和準(zhǔn)確性。自建BIM團(tuán)隊(duì)企業(yè)應(yīng)該投入資金和技術(shù)，組建專門的BIM團(tuán)隊(duì)，盡可能對(duì)所有能使用BIM技術(shù)的項(xiàng)目都使用BIM技術(shù)，這種方式主要是要注重團(tuán)隊(duì)自身技術(shù)水平的不斷提高，在BIM項(xiàng)目運(yùn)行的過程中，知識(shí)和技術(shù)的培訓(xùn)與提升是最為重要的。

4、BIM設(shè)計(jì)中的二維到三維管理

就我國(guó)的建筑行業(yè)設(shè)計(jì)來說，交付的設(shè)計(jì)成品一般都是2D圖紙，這一職業(yè)慣性大大限制了BIM技術(shù)的推廣與發(fā)展，導(dǎo)致一系列的管理和設(shè)計(jì)工作都必須圍繞著2D圖紙來展開。一般二維設(shè)計(jì)通過投影線條、制圖規(guī)則及技術(shù)符號(hào)表達(dá)設(shè)計(jì)成果，圖紙需要人工閱讀方能解釋其含義。2DCAD起到的作用只是代工繪圖，又稱為"甩圖板"。當(dāng)然2D設(shè)計(jì)也有自身的優(yōu)點(diǎn)：硬件要求低、容易掌握、靈活性強(qiáng)和繪圖效率高等。當(dāng)下，人們對(duì)建筑的要求除了品質(zhì)、安全之外，也開始追求美觀和節(jié)能，這些價(jià)值的實(shí)現(xiàn)2D在作業(yè)的時(shí)候就很難實(shí)現(xiàn)，這時(shí)候3D設(shè)計(jì)就出現(xiàn)了。3D能夠精確表達(dá)建筑的幾何特征，對(duì)任意復(fù)雜的建筑造型均能準(zhǔn)確表現(xiàn)，這也預(yù)示著3D將成為高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域的必由之路。

四、BIM技術(shù)的未來的發(fā)展前景

推廣BIM不是一下子推翻現(xiàn)有的行業(yè)做法，而是漸進(jìn)的提升，同樣需要一個(gè)量變積累的過程。如能切合國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)大環(huán)境，循序漸進(jìn)地推廣BIM應(yīng)用，最終的結(jié)果將是我們所希望看到的。在中國(guó)，BIM理念正逐步為建筑行業(yè)所知。國(guó)內(nèi)先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和地產(chǎn)公司紛紛成立BIM技術(shù)小組。BIM的出現(xiàn)正在改變項(xiàng)目參與各方的協(xié)作方式，使每個(gè)人都能提高生產(chǎn)效率并獲得收益。但在項(xiàng)目上應(yīng)用BIM還是比較少的，不過相對(duì)于中國(guó)的建設(shè)大潮，BIM的應(yīng)用僅僅處于萌芽時(shí)期。建筑事業(yè)是一項(xiàng)集體"運(yùn)動(dòng)"，雖然從技術(shù)上達(dá)到相當(dāng)程度并不難，但要貫徹到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，使BIM真正融入建筑行業(yè)，尚需時(shí)日。

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