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[分享]BIM到底是过程还是模型?有哪些应用?

发表于2018-01-11    332人浏览    0人跟帖    筑龙币+100  复制链接  只看楼主

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BIM是过程还是模型?

一谈到BIM,专家们都会及时提醒客户:

我们介绍的BIM是“Building Information Modeling”,而不是“Building Information Model”,BIM是利用数字模型进行建设项目设计、施工、运营管理的过程,而不仅仅是我们要生产的那个产品(建筑物)的数字模型,虽然BIM模型也是BIM过程的成果之一。

那么BIM究竟是过程呢,还是模型呢?

我们先来看看这里所谓的过程是个什么过程,BIM是利用建筑物数字模型里面的信息在设计、施工、运维等各个阶段对建筑物进行分析、模拟、可视化、施工图、工程量统计的过程。显然,这里的核心是信息,一个创建、收集、管理、应用信息的过程。

再来看看那个所谓的模型,当然这是作为我们工作客体的那个建筑物的虚拟模型(数字模型),那么我们要这个模型做什么用呢?当然是支持我们的设计、施工、运维决策和实施。那靠什么支持呢?当然是存放在模型中的信息了!因此所谓BIM模型(或者说虚拟模型、数字模型),它的核心不是模型本身(几何信息、可视化信www.gczjy.com息),而是存放在其中的专业信息(建筑、结构、机电、热工、声学、材料、价格、采购、规范、标准等)。

所以,BIM既是过程,也是模型,但是归根结底是信息。是存储信息的载体,是创建、管理和使用信息的过程。因此模型也好,过程也罢,事实上真正的核心是信息。

BIM采用什么样的信息组织方法?

BIM的核心是信息,同样的信息在不同的项目阶段,不同的参与方会有不同的组织、管理和使用方法,这样的结果就是信息冗余,即多个工程文档包含同一个信息,可能只是表达方式不一样。

随着项目信息的不断发展,信息冗余就会导致潜在的协调错误,随之而产生的就是对信息检查过程的需求,在不同时间节点上的信息检查消耗了项目的工期和预算,而在协调检查过程中没有发现的错误被带到施工现场就引起了施工延误和重复工作,从而产生了额外的项目成本。

自然而然大家需要一个代表这个建设项目且具有唯一性的工程信息模型,由此可以导出所有针对这个项目的各个“视图”——不同参与方在项目不同阶段对项目进行各种专业工作的信息应用,例如做结构分析、日照模拟、工程量统计、施工计划优化等。

理论上信息的唯一性是合理的,也是可能的,因为信息所代表和描述的实际项目是同一个。因此完全有可能建立一个包含项目所有必要信息的模型来支持各种不同的信息应用。

另外,满足人类生产生活需要的建设项目的类型可以是无限的,但是组成项目的基本元素(构件、部件、组件)是有限的,虽然基本元素本身也是在不断发展着的。因此,基本元素是可以通过不断完善的方法建立起标准模型和信息库的。

具有唯一性的建设项目基本元素,通过组合构成同样具有唯一性的建设项目,需要由不同的专业人士在不同的建设和使用阶段使用不同的技术和方法进行不同目的的作业(视图),并且产生表示这些作业过程和成果的不同类型的文档作为合同提交物,这就是对信息代表的本体(项目)和信息不同的应用之间关系和过程的描述。

目前主流的BIM软件都有哪些?

1.BIM核心建模软件:主要分四个门派

     

1)Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列,在民用建筑市场借助AutoCAD的天然优势,有相当不错的市场表现;  

     

2)Bentley建筑、结构和设备系列,Bentley产品在工厂设计(石油、化工、电力、医药等)和基础设施(道路、桥梁、市政、水利等)领域有无可争辩的优势;  

     

3)2007年Nemetschek收购Graphisoft以后,ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三个产品就被归到同一个门派里面了,其中国内同行最熟悉的是ArchiCAD,属于一个面向全球市场的产品,应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件,但是在中国由于其专业配套的功能(仅限于建筑专业)与多专业一体的设计院体制不匹配,很难实现业务突破。Nemetschek的另外两个产品,AllPLAN主要市场在德语区,VectorWorks则是其在美国市场使用的产品名称。  

     

4)Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件,在航空、航天、汽车等领域具有接近垄断的市场地位,应用到工程建设行业无论是对复杂形体还是超大规模建筑其建模能力、表现能力和信息管理能力都比传统的建筑类软件有明显优势,而与工程建设行业的项目特点和人员特点的对接问题则是其不足之处。Digital Project是Gery Technology公司在CATIA基础上开发的一个面向工程建设行业的应用软件(二次开发软件),其本质还是CATIA,就跟天正的本质是AutoCAD一样。

     

2.BIM方案设计软件

     

目前主要的BIM方案软件有Onuma Planning System和Affinity等。

     

3.BIM结构分析软件

     

ETABS、STAAD、Robot等国外软件以及PKPM等国内软件。

     

4.BIM可视化软件

     

常用的可视化软件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。

     

5.BIM模型综合碰撞检查软件

     

常见的模型综合碰撞检查软件有鲁班软件、Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等。

     

6.BIM造价管理软件

     

国外的BIM造价管理有Innovaya和Solibri,鲁班软件是国内BIM造价管理软件的代表。

     

7.BIM运营软件

     

美国运营管理软件ArchiBUS是最有市场影响的软件之一。

BIM在设计阶段有哪些应用?

BIM技术的理念,符合营建业界人士长期以来对改善工程运作效能的期盼;以追求工程之「利益最大化」、「效能优化」,为推展BIM技术在整个建筑物整个生命周期中追求的目标。今天中国BIM培训网的笔者,就为各位介绍一下BIM技术在设计阶段的应用有哪些?

  

(1)设计创作:

  

以BIM之3D软件工具为主,尽可能将建筑物设计创作之所有内涵做完整的阐释,「设计创作」即依此阐释之标准程序为基础,所发展建构建筑信息模型的过程。设计创作可包括创建模型及分析审核。设计创作工具主要负责创建模型,而审核和分析工具,则提供特定分析研究成果的信息加入前述所创建之模型,有时审核和分析软件工具还包括设计评审和工程专技方面(如结构、MEP)的分析作业。整个BIM的执行作业中,设计创作软件工具算是迈向BIM技术最重要的第一步,而其成功关键取决于使用一规划完善且效能很强的数据库,将此创建的3D模型和对应其元组件的性质属性、数量、手段和方法、成本和进度等信息,尽可能准确而有效地连结在一起,使该建筑物名副其实,且深具应用价值与共享的信息模型。设计创作能为工程项目之所有利益相关者提供更具透明度与可视化的设计。而且对设计质量和成本、进度管控方面会有优于过去的改善。

  

(2)工程专技分析(结构、照明、能源、机械、其他):

  

在智能型建模软件工具中,使用已建妥之BIM模型,以设计或其他专业技术的规范(例如结构或机电等)为基础,来检测此建筑物是否满足有关各项专业技术要求的各种分析作业。由此所发展出来的信息,将会是业主及营运者将来运用在建筑物系统中(如能源分析、结构分析、紧急疏散规划等)的基础。这些分析和性能仿真工具,可以在其整个生命周期过程中发挥价值,且可以显著地改善设施的能源消耗。设计公司也可藉既有的BIM模型及价钱不高的分析软件进行比以往更详尽与客观的数据分析,供业主与投资者后续参用。

  

(3)永续性评估:

  

以目前国内外既有的建筑物永续性评估基准(例如LEED、绿建筑标章、绿建材标章、智慧建筑标章等)为基础,对一工程项目进行系统化、组织化的评估过程。这个评估作业可以是针对材料、建筑物性能方面,或是一个履历过程的评估工作,并应用到整个工程项目的生命周期,跨越规划、设计、施工和营运等四个阶段。其评估工作在项目规划阶段和设计创作阶段就开始进行是最有效的,然后在施工和营运阶段善加应用。

  

(4)法规验证:

  

应用法规验证的专业软件工具必须以BIM 模型为作业载体,并据以检查一个工程项目的模型参数是否符合建筑规范相关规定的过程。法规验证工作目前在我国,甚至美国或其他国家都是处于起步的发展阶段,尤其以台北市建筑管理处为首,正积极委外研发中,目前国内尚未见正式付诸实施。工程项目若能在设计规划初期,针对其座落之工程基地之地籍位置已知数据(包括基地面积、都市计划使用分区、建蔽率、容积率等)即先以软件辅助工具进行一般法规的初步验证,可以降低初期规划时因法规细节问题而误导设计、遗漏或疏忽,避免造成浪费。

  

(5)设计评审:

  

BIM执行团队在工程项目规划会议的审议场合,利用BIM的3D模型来对该工程项目的利益相关者(可能包括业主、营运单位代表、其他工程专技之项目负责人、设计者、工程承揽者、下游第三方等),展示其设计内容的过程,藉以针对此工程项目的布局、采光、照明、安全、人体工学、声学、纹理和色彩等重要议题制定决策。设计师透过BIM模型更能将设计理念轻松地传达给业主、施工团队和最终用户。在针对规划需求的工程项目协调会议上,有关业主的需要和建筑物或空间美学方面,则较易得到实时的回馈。

  

(6)成本估算:

  

BIM执行团队以BIM模型作为执行作业的基础,充分利用BIM 专业软件及其延展开发的软件工具,在该工程项目设计过程初期,对此BIM 之3D模型,进行一些必要的数量计算程序,产出一套(或部分重要工项)准确的工程数量估算和成本估算,并能快速因应项目可能的变更修改,而将反映在成本增减的影响马上呈现出来,避免预算超支,以节省时间和金钱的过程。这个过程也可以让设计人员及时从设计调变中随时观察到成本的影响,可以有效遏制由于过度修改项目而造成预算超支。

BIM在施工阶段有哪些应用?

(1)工地运用规划

  

工程项目在漫长的生命周期中,施工阶段是其真正在实体空间产出的关键阶段,无论如何模拟虚空间,在真实的时间与空间交织下,任何实作细节都无法回避,因此若要在虚空间尽可能拟真的排演施工过程,藉以检视复杂的施工系统规划,BIM模型必须从3D建模时(不一定在设计时间)就必须考虑模型组件的组构程序,和实际工程施作的顺序与时程问题。本项作业首重以包括工地现况在内之BIM 模型为主要载体,探讨工地施工运作之规划,及人、机、物料等设施设备之空间配当模拟。此作业可以产出现场临时设施执行作业配置图,和施工各阶段的材料进场执行作业布局,并确认空间和时间冲突的潜势和关键点,藉以选择一个可行的施工方案。

  

(2)BIM之3D控制与规划(数字布局)

  

3D控制与规划的执行作业,就是利用BIM 的3D模型来进行仿真建筑物组件在施工阶段的空间配置规划工作,以及产出施工佐图的过程。所谓施工佐图(liftdrawings)是指将原有2D图形数据汇入BIM 模型中,经由设定对应的动作,将相关的2D信息连系到模型组件上,形成2D/3D元组件的施工佐图,专门提供给工地领班在现场参阅使用。

  

(3)施工系统设计(虚拟模型)

  

BIM执行团队以BIM模型为作业基础,应用3D系统设计的软件工具,对一个复杂的建筑物系统进行施工细节方面的设计和分析(如模板作业、帷幕作业、挡土设施等)作业,以提升工程项目施工规划质量。此项作业可增进复杂建筑系统的施工性,提高营建生产力,增加对复杂建筑系统的安全性意识。

  

(4)数字化组建

  

BIM执行团队直接从BIM的3D模型信息,拿来与自动化机械制造技术做结合,组构加工建筑物的部分实体对象。数字化组建作业等于自动化加工制造作业,如同传统的CAD/CAM作业,现在可称BIM/CAM作业,首先将3D模型处理出有需要进一步加工制造的适当部分,再输入自动化机械加工制造,产出系统组件。

  

(5)3D协调作业

  

在BIM术语出现后,其所界定的语意内涵很快就被业界所接受,但所谓具有BIM技术实作功能的软件工具,虽未来潜势十足,但真正要达到大家所期待的理想成效,需要配套的工程信息管理技术仍不易马上到位。

  

然而可以肯定的一件事实就是,以现有BIM相关软件工具提供的功能,从其参数设变引擎及3D模型可视化等特色的充分应用,来改善传统的工程协调会议,其成效已普遍证明是明显的,若再加上对BIM 模型等数据中心版次控管得宜的话,整体获益必将更令人振奋。因此,所有欲考虑初次导入BIM 技术的任何工程项目,都应认真考虑优先纳入「BIM的3D协调作业」。BIM执行团队以BIM 模型为作业基础,使用一个3D 模型元组件冲突(干涉)之自动检测软件,在工程项目协调会议进行仿真、检讨、修正的过程,即称为「3D协调作业」。BIM 的3D协调作业在设计时间的应用也非常重要。

  

(6)工地现况建模

  

执行团队以BIM 模型为作业基础,为工程项目发展出应对目前工地现有条件下之3D 模型的过程,包括工地地理环境、周遭状况、工地上的设施设备、或含有设施设备的空间区域。此模型可以用多种方式发展,主要取决于当下的需求,以及对未来营运的附加价值。此作业建置之建筑物现况数据可做为记录建筑履历使用,提供有关工址环境的文件,强化描述现况条件之文件效能和准确性,以利后续应用。

  

(7)施作工项规划(4D建模)

  

BIM 的执行团队运用一个4D 模型(加上时间维度的3D 模型)有效地规划施工阶段(亦可指营运期的修建、改建等)各分段工项进场施作的先后顺序作业。本项作业重点在施工工项排程和BIM 模型中元组件有效之系结及依时间轴的运作规划过程。4D 建模为功能强大的可视化和沟通工具,可以给项目团队,包括业主,更清楚地了解到工程项目里程碑和营建施工实作的计划细节,让业主和整个工程项目参与者都能更加了解施工各阶段的排程,并掌握该项目进行中的关键路径。

       


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