BIM技术导论
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1.1.2 BIM的基本特征

BIM是基于最先进的三维数字设计和工程软件构建的“可视化”数字模型,为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至物业维护等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台,帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理。其最终目的是使整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效地实现建立资源计划、控制资金风险、节省能源、节约成本、降低污染和提高效率,从真正意义上实现工程项目的全生命期管理。BIM是一种以软件平台为基本支撑的新的管理技术流程,具有以下特点。

1. 可视化

可视化即“所见即所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的作用是非常大的。例如,施工图纸只是用线条绘制各个构件的信息,其真正的构造形式只能靠建筑业参与人员自行想象。对于简单的建筑来说,这种想象也未尝不可,但是近几年建筑形式各异,不断涌现出复杂造型,光靠人脑去想象就未免太不现实。所以BIM提供了可视化的思路,将以往线条式的构件形成三维的立体实物图形展示在人们的面前。虽然建筑业也有效果图,但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行设计制作出的线条式信息,并不是通过构件的信息自动生成的,缺少了与构件之间的互动性和反馈性,而BIM的可视化是能够与构件之间形成互动性和反馈性的可视。在BIM中,由于整个过程都是可视化的,所以可视化的结果不仅可以用来展示效果图及生成报表,更重要的是,项目设计,建造,运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

2. 协调性

协调性是建筑业的重点内容,不管是施工单位还是业主和设计单位,都在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人员组织起来开会协调,找施工问题发生的原因及解决办法,然后做出变更,采取相应的补救措施解决问题。那么只能在出现问题后再协调吗?在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题。例如,暖通等专业中的管道在布置时,由于施工图纸是绘制在各自的图纸上的,在真正的施工过程中,可能在布置管线时正好有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置,这种就是施工中常遇到的碰撞问题,像这样的碰撞问题只能在问题出现之后再协调解决吗?BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,如图1-2所示。BIM可以在建筑物建造前期协调各专业的碰撞问题,生成协调数据。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以用于解决电梯井布置与其他设计布置及净空要求之间的协调、防火分区与其他设计布置之间的协调、地下排水布置与其他设计布置之间的协调等问题。

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图1-2 基于BIM模型的各方协同

3. 模拟性

模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计中需要模拟的对象进行模拟实验,如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等。在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而确定合理的施工方案来指导施工。还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而实现成本控制。在后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式,如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

4. 优化性

实际上,整个设计、施工、运营的过程就是不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以更好地优化。优化受信息、复杂程度和时间的制约。没有准确的信息就得不到合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,以及建筑物变化以后的实际存在。当复杂度达到一定程度后,参与人员本身无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具使优化复杂项目成为可能。

5. 可出图性

BIM并不是为了输出常见的建筑设计院所出的建筑设计图纸,及构件加工的图纸,而是通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化以后,输出如下图纸。

(1)综合管线图(经过碰撞检查和设计修改,消除相应错误以后)。

(2)综合结构留洞图(预埋套管图)。

(3)碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

BIM作为信息化发展的成果,除了具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优点外,它最核心的竞争力在于强大的信息整合能力。传统的信息交换方式是分散的信息传递模式,各参与方必须与其他所有参与方交换信息才能获取自己所需的信息以及将信息传递出去。而在BIM中,各参与方只需将信息数据提交至BIM信息数据库,就可以在BIM数据库中获取自己需要的其他参与方的信息,这种信息交换模式简化了信息的传递路径,提高了信息传递效率。

很多国家已经有比较成熟的BIM标准或者制度。BIM要在我国建筑市场顺利发展只有与国内的建筑市场特色相结合,才能够满足国内建筑市场的特色需求,同时BIM将会给国内建筑业带来巨大变革。