在过去的20多年中,CAD技术的普及和推广使建筑师、工程师们甩掉图板,从传统的手工绘图、设计和计算中解放出来,可以说是工程设计领域的第一次数字革命。而现在,BIM技术的出现引发了整个工程建设领域的第二次数字革命。BIM不仅带来现有技术的进步和更新换代,也间接影响了生产组织模式和管理方式,并将更长远地影响人们思维模式的转变。
BIM技术的核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型,同时利用数字化技术为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。随着BIM在国内逐渐被认可与应用,特别是近年来在国内工程建造行业高速发展的背景下,BIM已经在国内一些大型工程项目中得到积极应用。
1.BIM 模型维护
BIM模型可以通过使用BIM平台汇总各项目团队中所有的建筑工程信息,消除项目中的信息孤岛,并且将得到的信息与三维模型结合进行整理和储存,方便项目全过程中各个团队随时共享。
由于仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作,还要考虑不同用途模型的精细度问题,所以目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法,建立符合工程项目条件和用途的BIM模型,包括:设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
2.场地分析
场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素,是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。
在规划阶段,场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素,往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。
传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端,通过BIM 结合地理信息系统(GIS),对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模,可以很好的解决这些问题。BIM及GIS软件的强大功能可以迅速得出令人信服的分析结果,帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点,从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。
3.建筑策划
建筑策划是在总体规划目标确定后,根据定量分析得出设计依据的过程。
对比根据经验确定设计内容及依据设计任务书的传统方法比,建筑策划则是利用对建设目标所处社会环境及相关因素分析,研究项目任务书,从而制定建筑设计依据,确定设计的内容。
BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段,通过对空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规,从而节省时间,提供对团队更多增值活动的可能。特别是在客户讨论需求、选择以及分析最佳方案时,能借助BIM及相关分析数据,做出关键性的决定。BIM在建筑策划阶段的应用成果还会帮助建筑师在建筑设计阶段随时查看初步设计是否符合业主的要求,是否满足建筑策划阶段的设计依据。
4.方案论证
在方案论证阶段,项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。
BIM甚至可以做到建筑局部的细节推敲,迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。方案论证阶段还可以借助BIM提供方便且低成本的不同解决方案供项目投资方进行选择,通过数据对比和模拟分析,找出不同解决方案的优缺点,帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。
对设计师来说,通过BIM 来评估所设计的空间,可以获得较高的互动效应,以便从使用者和业主处获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈,在 BIM 平台下,项目各方关注的焦点问题比较容易得到直观的展现并迅速达成共识,相应需要决策的时间也会比以往减少很多。
5.可视化设计
3Dmax、Sketchup 这些三维可视化设计软件的出现有力地弥补了业主及最终用户因缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的和设计师之间的交流鸿沟,但由于这些软件设计理念和功能上的局限,使得这样的三维可视化展现不论用于前期方案推敲还是用于阶段性的效果图展现,与真正的设计方案之间都存在相当大的差距。
对于设计师而言,除了用于前期推敲和阶段展现,大量的设计工作还是要基于传统CAD 平台,使用平、立、剖 等三视图的方式表达和展现自己的设计成果。这种由于工具原因造成的信息割裂,在遇到项目复杂、工期紧的情况下,非常容易出错。BIM 的出现使得设计师不仅拥有了三维可视化的设计工具,所见即所得,更重要的是通过工具的提升,使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计,同时也使业主及最终用户真正摆脱了技术壁垒的限制,随时知道自己的投资能获得什么。对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。
所以BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化,在BIM建筑信息模型中,整个过程都是可视化的,结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成,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。
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