面向建筑全生命期的集成BIM建模技術(shù)研究

張潤(rùn)智

【摘要】BIM在最近的十幾年里逐漸的成為國(guó)內(nèi)和國(guó)外在建筑模型技術(shù)上研究的熱點(diǎn)話題，BIM是新興的一種建筑制圖軟件，區(qū)別于以往的3DMax等制圖軟件，BIM在效果圖以及內(nèi)部設(shè)施上有一定過(guò)得優(yōu)勢(shì)。但是不得不承認(rèn)的是，如今BIM還處在發(fā)展中，主要通過(guò)文件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和交換，對(duì)于形成完整的建筑信息模型來(lái)說(shuō)還是有點(diǎn)難度。

【關(guān)鍵詞】BIM；建筑全生命期；集成；建模

1、什么是BIM

BIM是Building Information Modeling的簡(jiǎn)稱，中文意思就是建筑信息模型，是以建筑工程項(xiàng)目中的各項(xiàng)信息和數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的模型，在進(jìn)行建模的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)字信息的仿真模擬建筑中所有的真實(shí)的情境，所有的信息都包含在BIM建成的模型中，具有優(yōu)化性、模擬性、協(xié)調(diào)性、可視性和能出圖著五大特點(diǎn)。

BIM中涵蓋了地理信息系統(tǒng)、空間關(guān)系、幾何學(xué)以及各建筑組件性質(zhì)和數(shù)量，BIM可以用來(lái)展示建筑的全生命周期，包括營(yíng)運(yùn)和興建的整個(gè)過(guò)程，在建模內(nèi)提取建筑的材料信息十分的方便，包括建筑內(nèi)部的各個(gè)細(xì)節(jié)都能夠呈現(xiàn)在建筑參與者的眼前。

BIM之所以受到很多的建筑業(yè)人士歡迎就是因?yàn)锽IM可以為建筑設(shè)計(jì)師、建筑施工人員、建筑業(yè)主創(chuàng)建一個(gè)可以直觀溝通的橋梁，可以提供出工程在處理時(shí)的相關(guān)信息。比如如果工作人員發(fā)現(xiàn)建筑可能在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出了問(wèn)題，現(xiàn)有的方法就是搜查整座大廈或者是翻出所有的施工圖找出問(wèn)題所在。但是在BIM的幫助下可以通過(guò)BIM模型查找疑似出問(wèn)題的閥門節(jié)點(diǎn)，而且能以及適當(dāng)?shù)挠?jì)算得出閥門的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，針對(duì)具體的原因進(jìn)行整改和維護(hù)。

2、BIM的不足

BIM服務(wù)器針對(duì)建筑的全生命周期進(jìn)行建模確實(shí)是一項(xiàng)非常適合當(dāng)今建筑發(fā)展方向的技術(shù)，但是既然是子啊發(fā)展中的技術(shù)就一定會(huì)存在一些不足。

2.1 訪問(wèn)效率和數(shù)據(jù)傳輸

在BIM的研究個(gè)應(yīng)用階段，BIM的服務(wù)器在研究中主要關(guān)注的還是建筑模型的本身，而對(duì)于建筑模型進(jìn)行創(chuàng)建時(shí)其過(guò)程的信息關(guān)注就很少。對(duì)于建筑信息的完善和修改，對(duì)BIM的模型創(chuàng)建來(lái)說(shuō)是十分重要的，這種過(guò)程是對(duì)建筑施工過(guò)程的描述和體現(xiàn)。

2.2 用戶權(quán)限和功能

目前用戶的權(quán)限配置和功能還不夠完善，無(wú)法快捷的根據(jù)角色的不同設(shè)置對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的權(quán)限，也無(wú)法支持這些面向建筑全生命周期的協(xié)同和多方參與工作。

2.3 子模型定義

BIM目前對(duì)子模型的視圖在定義上不夠規(guī)范，子模型的集成和提取還不夠完善，無(wú)法更好的支持子模型的集成和提取，尤其是在面向用戶的時(shí)候。應(yīng)該盡力實(shí)現(xiàn)以BIM模型工程信息為基礎(chǔ)的應(yīng)用、管理和創(chuàng)建。

2.4 并發(fā)訪問(wèn)約束

BIM在一致性約束和并發(fā)訪問(wèn)的控制體制上并沒(méi)有做到相應(yīng)的完善，在支持多方面的參與協(xié)同工作時(shí)不能保證BIM數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確。

2.5 信息管理

在非結(jié)構(gòu)化和機(jī)構(gòu)化信息的融合上并沒(méi)有進(jìn)行考慮。

2.6 全過(guò)程

BIM在數(shù)據(jù)的管理、集成和提取上還沒(méi)有達(dá)到結(jié)合建筑全生命周期的組織過(guò)程，距離實(shí)現(xiàn)BIM面向建筑全生命周期還有一定的距離。

3、BIM的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)目前BIM技術(shù)上不成熟的地方，以及BIM的應(yīng)用架構(gòu)、建模流程和基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)BIM面向建筑全生命周期的建模需要對(duì)以下幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行整改。

3.1 并發(fā)訪問(wèn)管理

建筑工程在建設(shè)中往往會(huì)涉及到多個(gè)單位，其中同一個(gè)單位也會(huì)有多個(gè)部門的人員參與相同的項(xiàng)目，所以BIM的集成建模技術(shù)就必須會(huì)出現(xiàn)多個(gè)用戶進(jìn)行并發(fā)訪問(wèn)的情況，而且還要確保BIM數(shù)據(jù)的一致。在這里需要引入一個(gè)BIMDISP平臺(tái)，這個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)是把通過(guò)遷入和遷出的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象級(jí)別的并發(fā)訪問(wèn)管理控制，讓其中任意一個(gè)用戶在對(duì)BIM信息進(jìn)行修改時(shí)，其他的用戶都能對(duì)修改信息進(jìn)行接收，且可以查看。但是由于如今BIM的IFC基礎(chǔ)，建筑模型就存在反向?qū)傩?、聚合和引用等相?duì)復(fù)雜的關(guān)系，就需要根據(jù)實(shí)際的情況，研究出既能滿足數(shù)據(jù)的一致性又能滿足并發(fā)訪問(wèn)的辦法。除此之外，在最子模型進(jìn)行集成和提取的過(guò)程中，應(yīng)該考慮如何才能提醒子模型的提取者進(jìn)行更新，以及子模型的并發(fā)訪問(wèn)管理。

3.2 數(shù)據(jù)一致約束

BIM的建模中工程的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該保證無(wú)論是任何時(shí)間用戶在獲取數(shù)據(jù)時(shí)都是正確的，確保能夠滿足建模的約束性。但是模型是時(shí)刻處于可能被修改的狀態(tài)中的，如果在使用過(guò)程中出現(xiàn)修改問(wèn)題，就可能在多方出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況，如果不進(jìn)行沖突的處理，要么在修改狀態(tài)中其他用戶不可訪問(wèn)，要么就做到實(shí)時(shí)更新，其他用戶不可同時(shí)修改模型。

3.3 子模型的集成與提取

BIM技術(shù)在建筑的全生命周期的過(guò)程模型和組織管理上，研究能夠應(yīng)用于建筑全生命周期的子模型的集成和提取技術(shù)，針對(duì)工程的不同階段或者是子模型的集成和提取，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)一致性約束和并發(fā)訪問(wèn)管理的控制。

3.4 子模型驗(yàn)證和定義

準(zhǔn)確的子模型定義是子模型的集成和提取的實(shí)用性應(yīng)用的關(guān)鍵。

3.5 建筑全生命周期的BIM建模

BIM的服務(wù)技術(shù)和建筑全生命周期的管理和組織過(guò)程，是為了實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)過(guò)程中動(dòng)態(tài)的集成、創(chuàng)建、應(yīng)用和管理建筑工程施工信息打下基礎(chǔ)。在對(duì)此進(jìn)行建構(gòu)的過(guò)程中必須要考慮的因素有信息、過(guò)程、組織，為并發(fā)訪問(wèn)的管理和一致性約束等提供理論和實(shí)踐支持。

3.6 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化

在對(duì)于BIM的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化技術(shù)上要涉及到，BIM要合IFC和MVD 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要研究出把非IFC格式的建模信息轉(zhuǎn)換為IFC 格式的模型通用流程和方法，并且在這種方法的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)非IFC格式的3D建模以及建筑工程信息的轉(zhuǎn)化。為了能吧非IFC格式的建模信息集成到BIM軟件的模型打下基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)：

BIM技術(shù)的應(yīng)用是為了能實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期的信息管理，進(jìn)而提高建筑行業(yè)從勘測(cè)規(guī)劃階段一直到后期維護(hù)和管理階段的科技水平，最后達(dá)到我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化和信息化。隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的不斷普及，發(fā)展前景也越發(fā)光明，對(duì)我國(guó)以后建筑行業(yè)的發(fā)展有著重大的影響。

參考文獻(xiàn)：

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