BIM技術(shù)是基于建筑市場(chǎng)的需要,近幾年才在我國(guó)建筑行業(yè)有所應(yīng)用。BIM覆蓋了建筑物勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的全生命周期,主要包括三維設(shè)計(jì)可視、專業(yè)協(xié)同、三維分析模擬、工程成本預(yù)測(cè)、綠色建筑等應(yīng)用。BIM的發(fā)展,在新形勢(shì)下將引發(fā)建筑產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)的深度融合和快速發(fā)展,對(duì)當(dāng)前建筑業(yè)的發(fā)展具有極其重要的作用。
BIM的特性
1. 可視化(Visualization)
可視化即“所見所得”的形式,對(duì)于建筑行業(yè)來說,可視化的真正運(yùn)用在建筑業(yè)的作用是非常大的,例如經(jīng)常拿到的施工圖紙,只是各個(gè)構(gòu)件的信息在圖紙上的采用線條繪制表達(dá),但是其真正的構(gòu)造形式就需要建筑業(yè)參與人員去自行想象了。對(duì)于一般簡(jiǎn)單的東西來說,這種想象也未嘗不可,但是近幾年建筑業(yè)的建筑形式各異,復(fù)雜造型在不斷的推出,那么這種光靠人腦去想象的東西就未免有點(diǎn)不太現(xiàn)實(shí)了。所以BIM提供了可視化的思路,讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前;建筑業(yè)也有設(shè)計(jì)方面出效果圖的事情,但是這種效果圖是分包給專業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)讀設(shè)計(jì)制作出的線條式信息制作出來的,并不是通過構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的,缺少了同構(gòu)件之間的互動(dòng)性和反饋性,然而BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視,在BIM建筑信息模型中,由于整個(gè)過程都是可視化的,所以可視化的結(jié)果不僅可以用來效果圖的展示及報(bào)表的生成,更重要的是,項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。
2.協(xié)調(diào)性(Coordination)
這個(gè)方面是建筑業(yè)中的重點(diǎn)內(nèi)容,不管是施工單位還是業(yè)主及設(shè)計(jì)單位,無不在做著協(xié)調(diào)及相配合的工作。一旦項(xiàng)目的實(shí)施過程中遇到了問題,就要將各有關(guān)人士組織起來開協(xié)調(diào)會(huì),找各施工問題發(fā)生的原因,及解決辦法,然后出變更,做相應(yīng)補(bǔ)救措施等進(jìn)行問題的解決。那么這個(gè)問題的協(xié)調(diào)真的就只能出現(xiàn)問題后再進(jìn)行協(xié)調(diào)嗎?在設(shè)計(jì)時(shí),往往由于各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位,而出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問題,例如暖通等專業(yè)中的管道在進(jìn)行布置時(shí),由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的,真正施工過程中,可能在布置管線時(shí)正好在此處有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的梁等構(gòu)件在此妨礙著管線的布置,這種就是施工中常遇到的碰撞問題,像這樣的碰撞問題的協(xié)調(diào)解決就只能在問題出現(xiàn)之后再進(jìn)行解決嗎?BIM的協(xié)調(diào)性服務(wù)就可以幫助處理這種問題,也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對(duì)各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào),生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù),提供出來。當(dāng)然BIM的協(xié)調(diào)作用也并不是只能解決各專業(yè)間的碰撞問題,它還可以解決例如:電梯井布置與其他設(shè)計(jì)布置及凈空要求之協(xié)調(diào),防火分區(qū)與其他設(shè)計(jì)布置之協(xié)調(diào),地下排水布置與其他設(shè)計(jì)布置之協(xié)調(diào)等。
3.模擬性(Simulation)
模擬性并不是只能模擬設(shè)計(jì)出的建筑物模型,還可以模擬不能夠在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物。在設(shè)計(jì)階段,BIM可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些東西進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),例如:節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等;在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬(三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間),也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工,從而來確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬(基于3D模型的造價(jià)控制),從而來實(shí)現(xiàn)成本控制;后期運(yùn)營(yíng)階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
4.優(yōu)化性
事實(shí)上整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程,當(dāng)然優(yōu)化和BIM也不存在實(shí)質(zhì)性的必然聯(lián)系,但在BIM的基礎(chǔ)上可以做更好的優(yōu)化、更好地做優(yōu)化。優(yōu)化受三樣?xùn)|西的制約:信息、復(fù)雜程度和時(shí)間。沒有準(zhǔn)確的信息做不出合理的優(yōu)化結(jié)果,BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息,還提供了建筑物變化以后的實(shí)際存在。復(fù)雜程度高到一定程度,參與人員本身的能力無法掌握所有的信息,必須借助一定的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的幫助,F(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過參與人員本身的能力極限,BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的可能。基于BIM的優(yōu)化可以做下面的工作:
(1)項(xiàng)目方案優(yōu)化:把項(xiàng)目設(shè)計(jì)和投資回報(bào)分析結(jié)合起來,設(shè)計(jì)變化對(duì)投資回報(bào)的影響可以實(shí)時(shí)計(jì)算出來;這樣業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇就不會(huì)主要停留在對(duì)形狀的評(píng)價(jià)上,而更多的可以使得業(yè)主知道哪種項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案更有利于自身的需求。
(2)特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化:例如裙樓、幕墻、屋頂、大空間到處可以看到異型設(shè)計(jì),這些內(nèi)容看起來占整個(gè)建筑的比例不大,但是占投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多,而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方,對(duì)這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化,可以帶來顯著的工期和造價(jià)改進(jìn)。
5.可出圖性
BIM并不是為了出大家日常多見的建筑設(shè)計(jì)院所出的建筑設(shè)計(jì)圖紙,及一些構(gòu)件加工的圖紙。而是通過對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后,可以幫助業(yè)主出如下圖紙:
(l)綜合管線圖(經(jīng)過碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改,消除了相應(yīng)錯(cuò)誤以后);
(2)綜合結(jié)構(gòu)留洞圖(預(yù)埋套管圖);
(3)碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。
6.一體化性
基于BIM技術(shù)可進(jìn)行從設(shè)計(jì)到施工再到運(yùn)營(yíng)貫穿了工程項(xiàng)目的全生命周期的一體化管理。BIM的技術(shù)核心是一個(gè)由計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫,不僅包含了建筑的設(shè)計(jì)信息,而且可以容納從設(shè)計(jì)到建成使用,甚至是使用周期終結(jié)的全過程信息。
7.參數(shù)化性
參數(shù)化建模指的是通過參數(shù)而不是數(shù)字建立和分析模型,簡(jiǎn)單地改變模型中的參數(shù)值就能建立和分析新的模型;BIM中圖元是以構(gòu)件的形式出現(xiàn),這些構(gòu)件之間的不同,是通過參數(shù)的調(diào)整反映出來的,參數(shù)保存了圖元作為數(shù)字化建筑構(gòu)件的所有信息。
8.信息完備性
信息完備性體現(xiàn)在BIM技術(shù)可對(duì)工程對(duì)象進(jìn)行3D幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述以及完整的工程信息描述。
BIM的價(jià)值
建立以BIM應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化,提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。具體體現(xiàn)在:
三維渲染,宣傳展示
三維渲染動(dòng)畫,給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ),大大提高了三維渲染效果的精度與效率,給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹,提升中標(biāo)幾率。
快速算量,精度提升
BIM數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建,通過建立5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫,可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量,提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí),可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息,有效提升施工管理效率。BIM技術(shù)能自動(dòng)計(jì)算工程實(shí)物量,這個(gè)屬于較傳統(tǒng)的算量軟件的功能,在國(guó)內(nèi)此項(xiàng)應(yīng)用案例非常多。
精確計(jì)劃,減少浪費(fèi)
施工企業(yè)精細(xì)化管理很難實(shí)現(xiàn)的根本原因在于海量的工程數(shù)據(jù),無法快速準(zhǔn)確獲取以支持資源計(jì)劃,致使經(jīng)驗(yàn)主義盛行。而BIM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理?xiàng)l線快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為施工企業(yè)制定精確人材計(jì)劃提供有效支撐,大大減少了資源、物流和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi),為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。
多算對(duì)比,有效管控
管理的支撐是數(shù)據(jù),項(xiàng)目管理的基礎(chǔ)就是工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理,及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取相關(guān)工程數(shù)據(jù)就是項(xiàng)目管理的核心競(jìng)爭(zhēng)力。BIM數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)任一時(shí)點(diǎn)上工程基礎(chǔ)信息的快速獲取,通過合同、計(jì)劃與實(shí)際施工的消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)的多算對(duì)比,可以有效了解項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)是盈是虧,消耗量有無超標(biāo),進(jìn)貨分包單價(jià)有無失控等等問題,實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。
虛擬施工,有效協(xié)同
三維可視化功能再加上時(shí)間維度,可以進(jìn)行虛擬施工。隨時(shí)隨地直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)進(jìn)行有效協(xié)同,施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對(duì)工程項(xiàng)目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè),大大減少建筑質(zhì)量問題、安全問題,減少返工和整改。
碰撞檢查,減少返工
BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化,利用BIM的三維技術(shù)在前期可以進(jìn)行碰撞檢查,優(yōu)化工程設(shè)計(jì),減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性,而且優(yōu)化凈空,優(yōu)化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案,進(jìn)行施工交底、施工模擬,提高施工質(zhì)量,同時(shí)也提高了與業(yè)主溝通的能力。
沖突調(diào)用,決策支持
BIM數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量(computable)的特點(diǎn),大量工程相關(guān)的信息可以為工程提供數(shù)據(jù)后臺(tái)的巨大支撐。BIM中的項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以在各管理部門進(jìn)行協(xié)同和共享,工程量信息可以根據(jù)時(shí)空維度、構(gòu)件類型等進(jìn)行匯總、拆分、對(duì)比分析等,保證工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地提供,為決策者制訂工程造價(jià)項(xiàng)目群管理、進(jìn)度款管理等方面的決策提供依據(jù)。