BIM技術(shù)在建筑設(shè)計的實用性

時間:2022-05-21 10:58:59

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BIM技術(shù)在建筑設(shè)計的實用性

摘要:隨著時代的進步與發(fā)展,人們對于建筑的需求和要求也就越來越多樣化、多元化,對建筑的形態(tài)、規(guī)模和功能的要求也就越來越多,建筑設(shè)計涉及的行業(yè)就越來越多。隨著建筑產(chǎn)業(yè)的升級,為實現(xiàn)建筑項目進度、成本和質(zhì)量的效率最大化,對建筑的全生命周期管理提出了要求。bim技術(shù)應(yīng)運而生,即建筑信息模型(BuldingInformatiomModeling)簡稱BIM。工程人員可利用Revit系列、廣聯(lián)達、Fuzor、Navisworks等軟件,為業(yè)主提供設(shè)計、建造、運營等專業(yè)化服務(wù)。對于建筑設(shè)計而言,設(shè)計工具從二維轉(zhuǎn)變?yōu)槿S,模型信息化也要求設(shè)計者始終貫徹協(xié)同設(shè)計、綠色設(shè)計的理念,以實現(xiàn)建設(shè)項目節(jié)能減排、降低成本、減少污染的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:BIM;建筑設(shè)計;協(xié)同合作;三維設(shè)計技術(shù)

現(xiàn)在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計體系已經(jīng)不能滿足建筑行業(yè)的需要。其是由多個專業(yè)分別參與完成的一個體系,比如說設(shè)計一棟住宅,由建筑專業(yè)完成二維圖紙的設(shè)計后,交給結(jié)構(gòu)、暖通等工程師,而一個建筑項目的完成一般是由建筑、給排水、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通空調(diào)、消防等專業(yè)分別完成,缺少相互的協(xié)作。建筑專業(yè)在建筑設(shè)計中占據(jù)主導(dǎo)的位置,現(xiàn)在的建筑設(shè)計在符合設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上,還要根據(jù)客戶的要求隨時進行修改,頻繁的修改很可能無法及時反饋到各專業(yè)工程師處,這就很容易對后期施工造成困難。另外在建筑設(shè)計的過程中,電線、水管、暖氣管道等錯綜復(fù)雜,設(shè)計人員需要在有限的空間中對所有的管道都進行標(biāo)識,圖紙都需要進行細(xì)分,這就很容易導(dǎo)致設(shè)計人員和施工人員出現(xiàn)失誤,簡單的二維設(shè)計,在處理交叉管道和線路的能力有限,這就可能導(dǎo)致信息在傳遞的過程中出現(xiàn)設(shè)計人員和施工人員的誤判,影響建筑項目的完成。這時使用三維軟件對項目進行設(shè)計分析就顯得尤為重要。用BIM進行建設(shè)項目設(shè)計,首先是建筑專業(yè)在共用平臺上(如Revit)依據(jù)規(guī)范繪制建筑模型,其他專業(yè)的人也能同時利用該模型同步開展自己的機電設(shè)計。進行管線設(shè)計時,覺得建筑構(gòu)件開洞不合理的地方,在圖上標(biāo)注出來,建筑專業(yè)工程師能同時在這個平臺上看到,從而修改自己的設(shè)計圖,或是利用軟件進行碰撞檢查,主動發(fā)現(xiàn)沖突,進行修改,從而實現(xiàn)各專業(yè)協(xié)同設(shè)計。就像騰訊文檔一樣,大家同時在線編輯,提高各專業(yè)的交互性,協(xié)同設(shè)計以提高設(shè)計及建設(shè)效率。

1BIM的概念和特點

建筑信息模型(BuildingInformationModeling)簡稱BIM。是近幾年被提出來的新概念,采用的是最新最先進的建筑軟件設(shè)計理念,其中的“建筑信息”指的是建筑項目空間的設(shè)計與建筑項目設(shè)計的數(shù)據(jù)信息,而“模型”指的是在項目開始之前,對項目的過程的描述、建筑運營進行模擬,因為采用BIM技術(shù)可以提前清楚的了解項目的建造和使用情況,因此BIM有著“一套描述建筑建造生命周期過程的信息模型”的稱號。BIM是由多個專業(yè)共同完成的,它是一個集多元化、信息化于一體的一個模型,包含了整體項目的建模、數(shù)字建筑模型的建構(gòu)、項目生命周期管理、可以更完善的展示出設(shè)計的模型在建筑物建造過程中的狀況,能夠讓相關(guān)人員清楚的看到建設(shè)項目的規(guī)劃、設(shè)計成果、施工過程、預(yù)計使用時間、拆除后的材料處理等,可以看到整個建筑物的生命周期。

2BIM的特點

①在三維空間中建立單一與數(shù)值化的建筑信息模型,而建筑物相關(guān)信息皆出自于該模型中,建立其數(shù)據(jù)庫將信息以數(shù)值方式輸入其中,使方便更新和共享。②設(shè)計BIM參數(shù)時,建立實質(zhì)及一致的關(guān)聯(lián)性,當(dāng)需在參數(shù)上的做任何更改時,便可透過參數(shù)實時反應(yīng)出來,大幅減少工程信息在制與交換的界面問題,達到工程增加效益功用。BIM的發(fā)展,為建筑產(chǎn)業(yè)革命的技術(shù),更是一大邁步,使?fàn)I建工程項目能如期、如質(zhì)、低成本,對施工產(chǎn)生的風(fēng)險也可有效預(yù)防,以下針對BIM的優(yōu)勢,簡單分為以下三類:

2.1圖示表達更明確

BIM技術(shù)展示的圖紙更加清晰,相比于2D時的圖紙,能更加明確的知道自己的設(shè)計信息,對于各個專業(yè)之間的溝通更為便利,不需要互相反資料這種浪費時間的過程,而且能夠清楚的看到管道是否打架等情況,直觀的反映出管線交叉情況,并且能夠更加準(zhǔn)確清晰的將設(shè)計目的表達給施工人員以及客戶。

2.2模擬分析更精確

BIM能夠建立建筑模型并進行參數(shù)設(shè)定,可隨時通過對相關(guān)參數(shù)及數(shù)據(jù)的調(diào)整來觀察工程數(shù)量、建筑物理數(shù)據(jù)、節(jié)能性能等的變動,同時三維視圖使可視化溝通機制向前大大邁進。如此便捷、強大的功能,都建立在建筑模型建置的精確度,環(huán)境參數(shù)設(shè)定、建筑材質(zhì)性能參數(shù)的準(zhǔn)確性之上,而參數(shù)的準(zhǔn)確性則仍有賴軟件開發(fā)商的搜集與精細(xì)量化,才能確保建筑信息的可信度與質(zhì)量。

2.3提供材料信息更準(zhǔn)確

BIM可以使各專業(yè)人士在共同的平臺上,整合工程信息、機電組件、建筑構(gòu)配件等,搜集建筑項目所有信息,且能依據(jù)使用者的需求調(diào)整模式與輸出視圖,能通過協(xié)作性軟件進行碰撞檢查,明確的找出工程沖突與缺漏,并準(zhǔn)確輸出各種工程構(gòu)件、材料明細(xì)表,以達成全面質(zhì)量管理的零錯誤目標(biāo)。

3BIM現(xiàn)狀

3.1利用率過低,普及度不夠

隨著相關(guān)政策的落地,國內(nèi)正在大力推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用,在北上廣深等中心城市已經(jīng)推廣使用。但由于BIM技術(shù)專業(yè)人員缺乏,現(xiàn)有從業(yè)者軟硬件更新及繪圖、工作習(xí)慣的改變需要一定過程,BIM技術(shù)在全國范圍內(nèi)使用仍然不夠普及?,F(xiàn)在我國的建筑設(shè)計大多采用的都是單向性作業(yè),即所有的設(shè)計都是單向傳遞的,各個專業(yè)只有在接到這個工作的時候才會著手去做這件事情,不會提前準(zhǔn)備或者是提前知曉設(shè)計的進行程度。而當(dāng)設(shè)計圖紙設(shè)計完成后,就會直接交給施工方面,并沒有設(shè)立任何的反饋機制,而一個建筑項目的設(shè)計遠不是如此進行的,項目的完成本就需要各個專業(yè)一同協(xié)商共同調(diào)整。而且這種處理方式還會導(dǎo)致設(shè)計瑣碎。設(shè)計信息重復(fù),還會導(dǎo)致設(shè)計的多義性,對施工方面帶來不利的影響。

3.2系統(tǒng)過于龐大復(fù)雜

由于BIM涉及建筑的全生命周期,必然包含方方面面的內(nèi)容所涉范圍極廣,這也決定了其系統(tǒng)必然龐大復(fù)雜。BIM技術(shù)整體而言仍屬于新技術(shù),目前還處于快速發(fā)展階段。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計的方面,無論是理論及技術(shù)層面,還是工程應(yīng)用層面都還有比較大的發(fā)展空間。由于BIM模型包含大量參數(shù)信息,而并非簡單的幾何體,因此它他需要將多個功能整合到一起,這就導(dǎo)致系統(tǒng)不可避免的龐大、復(fù)雜,給人們以極大的沉重感,而且對于初學(xué)者來說不夠友好,而且龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)對電腦硬件的要求高,在軟件操作過程中必然存在反應(yīng)遲鈍的現(xiàn)象,設(shè)計人員的實際使用體驗不夠理想。

3.3參數(shù)化設(shè)計應(yīng)用研究不足

BIM所采用的參數(shù)化不是標(biāo)簽,而是一種本質(zhì),能夠反映建筑物理性能及運營效果的本質(zhì)。目前參數(shù)化設(shè)計研究多側(cè)重于算法的研究,對于參數(shù)化設(shè)計具體應(yīng)用的研究較少,研究多側(cè)重算法的驗證或新算法的提出。而對于BIM技術(shù)的核心則在于建筑信息參數(shù)在其全生命周期的運用,信息傳遞的重要性不言而喻,在信息化高度發(fā)展的現(xiàn)在,擁有信息無論是對企業(yè)還是對個人來所都至關(guān)重要,在建筑設(shè)計的過程中參數(shù)信息傳遞的效率及準(zhǔn)確性,直接影響工作的效率與工作的質(zhì)量,因此一個完善的參數(shù)化體系就很重要,可以大大加快人們處理和設(shè)計產(chǎn)品的時間。

4產(chǎn)生問題的原因

4.1計算機輔助設(shè)計軟件的兼容性

在我國,對于做BIM的軟件較多,在建筑設(shè)計的過程中需要各個專業(yè)共同配合,但是每個專業(yè)都有每個專業(yè)使用的軟件,因為需要的軟件功能不一樣、性能不一樣,因此每個專業(yè)的設(shè)計人員都會使用對自己最為便利的軟件對設(shè)計建筑設(shè)計進行處理。而不同軟件之間的兼容性一直是一個很大的難題。信息傳遞不到或者傳遞的不完善,就導(dǎo)致信息斷層。

4.2BIM設(shè)計能力有限

建筑設(shè)計很少是一個人可以完成的,俗話說的好,術(shù)業(yè)有專攻,每個專業(yè)都有每個專業(yè)的重點、要點和難點,所以建筑設(shè)計一般是由項目小組統(tǒng)一完成。但是由于建筑項目的獨特性和復(fù)雜性,建筑項目的設(shè)計內(nèi)容關(guān)聯(lián)度很高,牽一發(fā)而動全身,這就要求在建筑設(shè)計的過程中,需要對設(shè)計的信息進行實地、實時的更新、傳遞。一個合作共處的平臺是很重要的。以Revit為例,其目前已經(jīng)可以整合建筑、結(jié)構(gòu)和機電專業(yè)模型信息,然而其功能還處于不斷完善之中,三維建模能力還是有所欠缺的,主要表現(xiàn)在異形曲面構(gòu)造方面,由此可見僅僅依靠單獨的軟件是無法完全達到設(shè)計要求的,BIM技術(shù)的實現(xiàn)需要多種軟件配合完成,這又要求各種軟件間的協(xié)同交互功能需要各軟件開發(fā)商的合作。

4.3信息零散,不易整合

我國人口眾多,地大物博。不同氣候分區(qū)對于建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能要求差別很大;而且每個地區(qū)都有每個地區(qū)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就以上海和合肥為例,上海的污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)要遠低于合肥的排放標(biāo)準(zhǔn),因此在進行項目設(shè)計的過程中,不僅要參考國家標(biāo)準(zhǔn),還要參考每個地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致工作難度大大加大,如果全部按照最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行,太浪費財力了且沒有必要,這也是我國在參數(shù)化的研究上還沒有太大的進展的主要原因。

5BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用策略

5.1整合設(shè)計

整合設(shè)計簡單來說就是針對不同的設(shè)計任務(wù)的設(shè)計循環(huán)組合,即將建設(shè)項目設(shè)計劃分為不同的設(shè)計目標(biāo),在這個基礎(chǔ)上,安排不同的人員對項目進行設(shè)計,在設(shè)計的過程中,后面的設(shè)計要以前一階段的設(shè)計的成果為依據(jù),在其基礎(chǔ)上進行下一階段設(shè)計。在設(shè)計過程中,設(shè)計人員需要不斷的對設(shè)計項目進行調(diào)整,并且要同不同部門的設(shè)計人員進行溝通交流,從而滿足建筑設(shè)計的要求。一個BIM模型并非簡單的說就能夠做出來的,BIM的完成必須依靠相應(yīng)的設(shè)計軟件來進行完善處理,而BIM中存在著大量的數(shù)據(jù)信息和設(shè)計理念,因此BIM必須依附于最新的信息技術(shù),這個技術(shù)可以有效地處理龐大的圖片與文件信息,而且更重要的是在設(shè)計的過程中,每個行業(yè)都有各自行業(yè)的準(zhǔn)則和規(guī)章制度,因此BIM技術(shù)需要有標(biāo)準(zhǔn)化的配套措施,使設(shè)計人員設(shè)計的建??梢耘c業(yè)界達到共同的目標(biāo),將BIM導(dǎo)入于建物生命周期最初的規(guī)劃設(shè)計時間,通過計算機對其進行數(shù)據(jù)分析與資源共享,在建筑項目的生命周期內(nèi),設(shè)計人員根據(jù)自己的專業(yè)知識,利用BIM整合所有的信息,對這些信息分別進行處理,可以使建筑設(shè)計的施工人員減少營建工程成本以及增加工程質(zhì)量,讓建筑項目的設(shè)計人員提高工作的效率。

5.2加強對BIM專業(yè)人員的培訓(xùn)

建筑設(shè)計的設(shè)計過程為:方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等一系列階段,其中每個階段的完成都是一個需要進行大量調(diào)整、修改、再設(shè)計的動態(tài)的過程,牽涉到的各專業(yè)設(shè)計人員不計其數(shù),每個設(shè)計階段都需要大量的信息支持,像是現(xiàn)場情況、設(shè)計規(guī)范、甲方需求及各專業(yè)協(xié)調(diào)等,因此學(xué)會使用BIM系統(tǒng)至關(guān)重要,可以將規(guī)范化的需求填寫到系統(tǒng)中,設(shè)計出問題可以第一時間進行解決。

5.3增加對BIM的研究

目前,BIM技術(shù)的應(yīng)用對建筑設(shè)計來說還是一種先進的設(shè)計技術(shù),因此還有許多的發(fā)展空間,而我國在BIM無論是在系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用范圍還是在文獻著作方面都遠不及西方發(fā)達國家水平,而且大多數(shù)的西方軟件,在我國不僅要收取昂貴的專利費用,而且相關(guān)項目信息涉及國家信息安全,因此增加對BIM科研系統(tǒng)的投入,使我國在BIM技術(shù)上有了質(zhì)的突破,以保障國家安全、減少專利支出,才能從根本上解決問題。而且對BIM的設(shè)計投入增加,也可以提高設(shè)計效率,有效控制項目建設(shè)成本,提高運營水平,實現(xiàn)建筑智能化,一舉多得。

參考文獻

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作者:張婷婷 單位:新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院