時(shí)間:2023-03-17 18:14:35
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇bim技術(shù)論文,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
二、城建檔案需要bim實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化
管理城建檔案管理的最終目的是為了更好的利用這些信息資源,為我國(guó)的城市建設(shè)和發(fā)展服務(wù),開(kāi)發(fā)利用這些資源就是城建檔案的價(jià)值所在。按照國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制定《全國(guó)城建檔案信息化建設(shè)規(guī)劃與實(shí)施綱要》的要求,以數(shù)字化信息資源為核心,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),以擴(kuò)大信息資源的利用為目的,以服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理為宗旨。適應(yīng)時(shí)展的需要,持續(xù)、健康地實(shí)現(xiàn)城建檔案的現(xiàn)代化管理工作是城建檔案事業(yè)發(fā)展目標(biāo)。對(duì)于目前的城建檔案的數(shù)字管理水平,只是傳統(tǒng)檔案管理模式的一種技術(shù)升級(jí),用計(jì)算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)替代人工,將實(shí)物轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信息,從檔案的收集到最終的利用,檔案管理工作的內(nèi)容沒(méi)有變化。在提供利用方面,利用計(jì)算機(jī)代替人工查尋、檢索,檢索途徑多種多樣,提高了檔案信息檢索效率,所查找到的信息,大都與紙質(zhì)原文件內(nèi)容相同的電子信息(電子版本)。有許多城建檔案館在開(kāi)發(fā)利用工作中作了很大的努力,如:利用CAD、GIS和RS等技術(shù)進(jìn)行整合,構(gòu)建了三維信息平臺(tái)等等。使城建檔案信息在開(kāi)發(fā)利用中有新的進(jìn)展。但是在面對(duì)未來(lái)的發(fā)展,現(xiàn)有這些技術(shù)是不夠的。作為城建檔案管理者需要從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光去審視未來(lái)。去適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的需要?參與并融入到“智慧城市”的建設(shè)和管理中去。不能把城建檔案館(室)作為一個(gè)信息的“倉(cāng)庫(kù)”。盡管能方便、快捷地查詢到各種城建檔案信息,也不能算是現(xiàn)代化管理。城建檔案現(xiàn)代化管理機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所不能只是一個(gè)提供利用“倉(cāng)庫(kù)”,而應(yīng)該是提供利用的“基地”,它所提供的信息應(yīng)該是經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)“加工”過(guò)的信息,而不僅僅是“倉(cāng)庫(kù)”中源始的信息。從建造業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)水平和應(yīng)用實(shí)踐的成效來(lái)看,BIM是一項(xiàng)較為科學(xué)而又切實(shí)可行的先進(jìn)技術(shù),它具備的可視化,協(xié)調(diào),模擬,優(yōu)化和可出圖特點(diǎn),可使城建檔案管理水平從現(xiàn)在的數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化向“智能化”方向邁進(jìn)。城建檔案館原有CAD和GIS數(shù)據(jù)也屬于BIM數(shù)據(jù)整合的部分。目前已有大量的工程項(xiàng)目已經(jīng)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建造,如:北京國(guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程、昆明新機(jī)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備安裝與運(yùn)維管理、北京英特宜家購(gòu)物中心工程、廣州市北京路沿線環(huán)境模擬(日照、氣象)、內(nèi)蒙古科技館新館異型曲面幕墻施工等工程項(xiàng)目。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目各參與方通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)同工作,同時(shí),進(jìn)行工程洽商、技術(shù)溝通、工作協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的管理與監(jiān)控。在利用BIM管理的工程項(xiàng)目,BIM匯集著大量與工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,為工程提供大量的數(shù)據(jù)支持,使業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、顧問(wèn)咨詢公司、施工總承包、專業(yè)分包、材料和設(shè)備供應(yīng)商等眾多參建單位同在一個(gè)平臺(tái)上共享相關(guān)數(shù)據(jù),為工程建造提供最優(yōu)方案。這些數(shù)據(jù)信息都是工程建造中產(chǎn)生的。這些數(shù)據(jù)信息不當(dāng)是建造成果的數(shù)據(jù),而且還有建造過(guò)程的數(shù)據(jù),特別是隱蔽工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)(如:地基、地下管理線等)。這些數(shù)據(jù)信息集中收集到城建檔案館中后,利用BIM平臺(tái)可再現(xiàn)原來(lái)建造過(guò)程和模擬將來(lái)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)過(guò)程。例如:模擬一個(gè)建筑出現(xiàn)設(shè)備故障怎么辦?出現(xiàn)危機(jī)(災(zāi)害、反恐等)怎么辦?某個(gè)建筑的改建和擴(kuò)建選用什么方案?隱蔽工程和地下管線也可以通過(guò)模擬再現(xiàn),而不必再進(jìn)行二次勘察、測(cè)繪等等。城建檔案管理運(yùn)用BIM技術(shù)后,其管理水平可提升到“智能化”管理。查尋信息不再需要查找原始信息進(jìn)行分析,可直接再現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目某一階段的結(jié)果。在前后相似的建筑在建造過(guò)程中,可以借見(jiàn),以提高建造的效率。隨著建造技術(shù)發(fā)展和更新,原有的建造工藝需要如何調(diào)整和改進(jìn)。只有這樣,城建檔案工作水平才會(huì)得到更高的提升。如此發(fā)展,城建檔案機(jī)構(gòu)就不再是檔案資源信息的“倉(cāng)庫(kù)”,可能就成為檔案信息資源利用的“基地”。過(guò)去我們說(shuō)城建檔案為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理提供決策依據(jù),將來(lái)可能就是提供決策方案了。
2、BIM技術(shù)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的價(jià)值
在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其有著非常的的價(jià)值,主要包括碰撞檢查、精確施工和計(jì)劃及協(xié)同提升效率等幾方面。在進(jìn)行一些比較復(fù)雜的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),工程師和設(shè)計(jì)師有時(shí)候根本不能夠查找出二維藍(lán)圖中涉及的沖突問(wèn)題。在實(shí)際施工中,每一項(xiàng)工程都可能會(huì)由于碰撞問(wèn)題而不符合要求,需要重新進(jìn)行建筑節(jié)能的設(shè)計(jì),進(jìn)行返工。但是重新設(shè)計(jì)施工的損失是非常大的,不僅損失材料,還會(huì)損失機(jī)械臺(tái)班,出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。而然在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行BIM模型的創(chuàng)建,系統(tǒng)則能夠自行進(jìn)行有關(guān)碰撞的檢查,即使是全碰撞情況也能夠檢測(cè)出來(lái)。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供準(zhǔn)確的碰撞檢查結(jié)果,并且得出最優(yōu)的解決方案,防止碰撞造成的損失。在進(jìn)行項(xiàng)目施工計(jì)劃時(shí),手工進(jìn)行預(yù)算工作會(huì)使得工作的準(zhǔn)確性降低,不能夠準(zhǔn)確的計(jì)劃出相關(guān)的資源,不精確的計(jì)劃會(huì)造成很大的資源損失。而在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)用BIM技術(shù),則能夠使得施工和計(jì)劃非常的精確,優(yōu)化施工,避免資源的浪費(fèi)。在施工計(jì)劃上,利用虛擬的施工模擬能夠準(zhǔn)確的分析出建筑時(shí)所用的資源和設(shè)備情況,最大限度的節(jié)約資源。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),可能會(huì)因?yàn)樵擁?xiàng)工程非常的復(fù)雜,并且項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)是臨時(shí)組成的,就會(huì)嚴(yán)重的影響工期,造成損失。而應(yīng)用BIM技術(shù)一則能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源的共享,獲得精確的數(shù)據(jù);二則在BIM模型上直接做節(jié)能設(shè)計(jì)和節(jié)能計(jì)算可以避免設(shè)計(jì)人員的重復(fù)建模從而提高設(shè)計(jì)工作效率,也使得項(xiàng)目各階段的工作比較的協(xié)調(diào),加快從設(shè)計(jì)到施工階段的時(shí)間。BIM系統(tǒng)其核心是通過(guò)三維設(shè)計(jì)獲得工程信息模型和幾乎所有與設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),可以持續(xù)即時(shí)地提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容、進(jìn)度以及更改信息,這些信息完整可靠,質(zhì)量高并且完全協(xié)調(diào)。
2BIM技術(shù)的概念
BIM技術(shù)將建筑的物理元素和功能元素用數(shù)字的形式表達(dá)出來(lái),也就是將建筑數(shù)字化,這樣就可以在軟件上對(duì)建筑進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)檢測(cè)。數(shù)字化的建筑可以在軟件上進(jìn)行全方位的觀察,所有的建筑過(guò)程都可以監(jiān)控。立體空間模型的建立,便于網(wǎng)絡(luò)信息共享,各種設(shè)計(jì)方案在模型上都可以快速實(shí)施,便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)解決。BIM技術(shù)已經(jīng)在建筑的各個(gè)過(guò)程得到廣泛應(yīng)用。
3BIM技術(shù)的應(yīng)用
將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中,可以快速創(chuàng)建建筑的虛擬數(shù)據(jù)模型,將與建筑相關(guān)的一系列數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)在設(shè)計(jì)者面前。有了BIM技術(shù)的融入,數(shù)據(jù)化的建筑就可以在各種軟件中快速進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在進(jìn)行能量分析時(shí)只需將數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)的軟件中就可以得出詳細(xì)的分析結(jié)果。在進(jìn)行能量分析時(shí)可以應(yīng)用建筑信息模型和分析工具來(lái)簡(jiǎn)化操作步驟,工作效率也會(huì)大幅提升,計(jì)算機(jī)的加入使得能量分析更快速更準(zhǔn)確。在進(jìn)行流體力學(xué)分析時(shí),BIM技術(shù)可以自動(dòng)根據(jù)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析,還可以提供太陽(yáng)輻射分析,方便設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑的外表面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,提高建筑的生態(tài)效應(yīng)。BIM技術(shù)隨著科技的進(jìn)步在不斷地完善,連窗子位置變化對(duì)光的影響都可以進(jìn)行分析,精準(zhǔn)度越來(lái)越高。
4BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)上的應(yīng)用
4.1協(xié)同設(shè)計(jì)
采用BIM技術(shù)可以建立建筑信息模型,模型中匯集建筑工程施工所需的全部信息。可以取讀水泵的尺寸、水泵的用電量等信息,而且需要讀取跨專業(yè)的信息時(shí),可以直接取讀。在水泵進(jìn)行修改電量的時(shí)候,可以對(duì)負(fù)荷的計(jì)算進(jìn)行同步的更新。采用BIM模型,全部的專業(yè)必須找模型中檢查操作,這樣可以簡(jiǎn)化工作的流程,提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工程的聯(lián)動(dòng)性。在使用BIM技術(shù)時(shí),設(shè)計(jì)的工作是在BIM模型中進(jìn)行的,參與設(shè)計(jì)的任意方修改了設(shè)計(jì),其他人員可以及時(shí)的看到,可以進(jìn)行研究討論,這樣就提高協(xié)同設(shè)計(jì)的效率。
4.2參數(shù)化設(shè)計(jì)
對(duì)于Revit模型而言,明細(xì)表、三維視圖、二維視圖等可以在建筑模型中表現(xiàn)出信息的形式,如果修改Revit模型的參數(shù)化,Revit模型的引擎可以對(duì)平面、明細(xì)表、模型視圖、等不同的位置的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改,并且及時(shí)的把修改后的信息進(jìn)行更新,確保模型的處于正常的運(yùn)作狀態(tài)。例如建筑節(jié)能專業(yè)在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)布置時(shí),需要合理的配置噴頭、消火栓等,并且這些設(shè)備的數(shù)量可能會(huì)發(fā)生變化,因此需要在材料表中解決此問(wèn)題,這樣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程的設(shè)計(jì)質(zhì)量才可以有效的提高。在建筑工程中引起參數(shù)化設(shè)計(jì),對(duì)于BIM引進(jìn)計(jì)算機(jī)能夠起到輔助作用。例如在給排水工程的設(shè)計(jì)中,對(duì)于水力的計(jì)算,需要專業(yè)技術(shù)人員利用一定的軟件進(jìn)行計(jì)算,而采用BIM技術(shù)可以直接的讀取衛(wèi)生器具和設(shè)備的信息,并且如果設(shè)定管道水力特性,BIM模型可以對(duì)管徑的設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)的修改,這樣可以提高了設(shè)計(jì)的效率。
4.3可視化設(shè)計(jì)
在建筑工程的設(shè)計(jì)中,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式通常是采用CAD信息平臺(tái),這樣給排水設(shè)計(jì)人員需要匯集平面圖、立體圖和剖面圖的信息,對(duì)建筑圖形進(jìn)行復(fù)原,在分析和設(shè)計(jì)中調(diào)整建筑的結(jié)構(gòu)和梁高位置的信息。采用CAD信息平臺(tái),對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期短的工程,在信息的傳遞中往往造成信息失真的現(xiàn)象,這樣就會(huì)影響到建筑工程的施工。在現(xiàn)代化的給排水設(shè)計(jì)中大多采用BIM技術(shù),這種技術(shù)通常是在建筑工程中建筑信息模型,利用信息模型可以直觀的讀取信息,這樣可以有效的降低信息傳遞中的失真現(xiàn)象,提高信息的完整性和有效性。另外給排水的施工項(xiàng)目模型不同于土建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)模型,它是在土建項(xiàng)目模型的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng),這樣就需要對(duì)局部的設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修改,但是如果修改就會(huì)影響到樓層的平面設(shè)計(jì),多數(shù)情況下采用以樓層為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),但是這樣的設(shè)計(jì)擾亂了系統(tǒng)內(nèi)部之間的聯(lián)系。而采用BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)模型中進(jìn)行修改,可以充分的把握給排水工程設(shè)計(jì)的整體性,修改工作簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)。
4.4安裝模型的設(shè)計(jì)
在BIM模型中引入安裝模型設(shè)計(jì),可以對(duì)建筑工程進(jìn)行有效的指導(dǎo)。在具體的施工中,需要把時(shí)間維度引入BIM模型中,并且編制安裝進(jìn)度表,并且可以利用模型實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)先可視化的效果。編制合理的工程進(jìn)度表,可以對(duì)給排水工程進(jìn)行整體把握,全局規(guī)劃,這樣可以簡(jiǎn)化安裝和設(shè)計(jì)的流程,降低設(shè)計(jì)變更率,提高給排水工程的施工效率。
設(shè)計(jì)計(jì)劃在施工中使用的人材機(jī)等用量,但在計(jì)劃時(shí)往往因?yàn)轭A(yù)算與實(shí)際人工、材料、機(jī)械無(wú)法很好的結(jié)合對(duì)比,在材料提計(jì)劃及測(cè)算工程施工步驟工期等方面偏差較大。BIM本身精細(xì)到構(gòu)件級(jí)的功能,提供了準(zhǔn)備施工人材機(jī)的數(shù)據(jù)量,并且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(wèn)題和情況了如指掌。這樣通過(guò)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(wèn)題、安全問(wèn)題,減少返工和整改。并且利用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,從而為項(xiàng)目節(jié)約時(shí)間,降低成本。
(2)過(guò)程成本控制:現(xiàn)階段項(xiàng)目成本過(guò)程控制主要體現(xiàn)在兩方面
一、內(nèi)部結(jié)算:主要控制外包勞務(wù)隊(duì)與材料采購(gòu)量不超過(guò)預(yù)算量,即收入不大于支出。二、限額領(lǐng)料:項(xiàng)目對(duì)于材料管理采取根據(jù)施工預(yù)算對(duì)勞務(wù)隊(duì)進(jìn)行限額領(lǐng)料,但因?yàn)閯趧?wù)隊(duì)繁多,施工時(shí)間節(jié)點(diǎn)的穿插,材料員、施工員不熟悉預(yù)算,限額領(lǐng)料措施往往執(zhí)行困難。BIM技術(shù)根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)施工時(shí)間節(jié)點(diǎn),并提供海量的數(shù)據(jù)分析。BIM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理工作人員條線快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為施工企業(yè)制定精確資金計(jì)劃提供有效支撐,為材料員及施工員實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)及數(shù)據(jù)支撐。
(3)期中成本核算:現(xiàn)階段項(xiàng)目期中成本核算,只能做到施工預(yù)算
的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析(正負(fù)零、主體封頂?shù)?,對(duì)于項(xiàng)目成本運(yùn)營(yíng)掌控時(shí)間跨度過(guò)大,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行階段分析占項(xiàng)目總進(jìn)度的百分比不明確,項(xiàng)目盈虧點(diǎn)較為模糊的缺點(diǎn)。項(xiàng)目而B(niǎo)IM數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)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(wú)超標(biāo),進(jìn)貨分包單價(jià)有無(wú)失控等等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。
2、BIM應(yīng)用的其他優(yōu)勢(shì)
(1)對(duì)于設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位
由于項(xiàng)目的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)的多專業(yè)屬性,設(shè)計(jì)圖紙的錯(cuò)漏碰缺無(wú)法避免,而所有由于設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤引起的成本增長(zhǎng)、工期延誤以及質(zhì)量降低的帳最終都會(huì)算到中標(biāo)方,增加了中標(biāo)方施工成本。BIM技術(shù)通過(guò)各種不同類型的多專業(yè)協(xié)調(diào)綜合,通過(guò)運(yùn)行軟件可找到安裝管線與施工設(shè)計(jì)上的碰撞,避免了因設(shè)計(jì)變更拖延工期,為各方節(jié)約了時(shí)間。
(2)對(duì)于施工單位現(xiàn)場(chǎng)的幫助
在BIM模型基礎(chǔ)條件上,利用多維模擬、可視化通訊等技術(shù)手段對(duì)項(xiàng)目的施工計(jì)劃安排、項(xiàng)目施工難點(diǎn)、模塊化生產(chǎn)施工材料、特殊重點(diǎn)和隱蔽工程等在實(shí)際施工活動(dòng)發(fā)生以前進(jìn)行數(shù)字化分析、優(yōu)化工作,降低現(xiàn)場(chǎng)施工的難度及節(jié)約成本。
(3)對(duì)于后期維護(hù)
利用BIM數(shù)據(jù)化模型,專業(yè)維護(hù)人員對(duì)實(shí)際建筑物的運(yùn)營(yíng)維護(hù)活動(dòng)可以在虛擬建筑物上進(jìn)行計(jì)劃、分析、預(yù)演,從而提高維護(hù)階段的效率。
1引言
通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用不同的軟件實(shí)現(xiàn)三維建模、材料統(tǒng)計(jì)、三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)仿真和施工圖繪制等任務(wù)。然而,在實(shí)際當(dāng)中,如何能夠通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程的有效集成,以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與三維模型的有效結(jié)合,成為了一大難題?,F(xiàn)階段,建筑信息模型技術(shù)以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為基礎(chǔ),提出了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中BIM的一種新體系結(jié)構(gòu)。在BIM技術(shù)的幫助下,設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中使用一致的信息,準(zhǔn)確地模擬場(chǎng)景中的視圖框架結(jié)構(gòu)、材質(zhì)屬性和數(shù)據(jù)交換,也可以創(chuàng)建更精確的施工圖。依據(jù)BIM信息管理平臺(tái)來(lái)定制項(xiàng)目的部署和實(shí)施,信息的設(shè)計(jì)過(guò)程可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理,提高不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間缺乏集成性的特點(diǎn),維護(hù)和更新設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的各個(gè)方面。
2BIM技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)往往是依靠AutoCAD等一些設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成二維平面垂直以及剖面圖的設(shè)計(jì),然后結(jié)合3dsMax軟件制作3D效果圖,這種設(shè)計(jì)方法和三維模型設(shè)計(jì)沒(méi)有集成性,可視化的目的實(shí)現(xiàn)不了,造成它的價(jià)值不能被帶到后面的施工設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理當(dāng)中。目前,隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,BIM技術(shù)給環(huán)藝設(shè)計(jì)提供了解決這些問(wèn)題的一個(gè)可靠的方案。新的建筑信息模型具有很強(qiáng)大的組件庫(kù),大部分的場(chǎng)景、材料和設(shè)施都存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,隨時(shí)可以調(diào)用。BIM的數(shù)據(jù)庫(kù)包括了建筑材料以及室內(nèi)裝飾材料的詳細(xì)信息,為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展應(yīng)用創(chuàng)造了更多的附加功能。該模型易于生成各種綜合表格和材料表,從而使設(shè)計(jì)者可以方便地使用BIM進(jìn)行工程預(yù)算。也可以基于豐富可靠的建筑信息模型中的數(shù)據(jù),從一開(kāi)始的空間規(guī)劃以及進(jìn)度制定,到需要改動(dòng)詳細(xì)圖紙中設(shè)計(jì)階段中材料成本的預(yù)算,都能夠在跟其關(guān)聯(lián)的地方得以顯示。倘若設(shè)計(jì)者改動(dòng)了平面圖紙上構(gòu)件某處的尺寸或者位置后,每個(gè)視圖的三維雙向關(guān)聯(lián)以正確形式顯示出來(lái),并且其他相關(guān)圖紙的網(wǎng)站也會(huì)自動(dòng)更新。
3BIM技術(shù)
3.1BIM技術(shù)介紹
BIM技術(shù)是基于三維數(shù)字技術(shù)之上,集成與建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)的信息工程數(shù)據(jù)模型,以及在設(shè)計(jì)、施工、管理中的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)。其中國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(huì)為BIM設(shè)立了準(zhǔn)確定義:BIM是一種運(yùn)算方法,它是在開(kāi)放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之下對(duì)設(shè)施的功能特性和物理以及相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息的計(jì)算,并為決策提供支持,能更好實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目?jī)r(jià)值。因此,既CAD的技術(shù)發(fā)展后,BIM技術(shù)又是一中新的技術(shù),它的應(yīng)用將給多個(gè)行業(yè)帶去革命性的變化。
3.2BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
自2002年Autodesk公司首次推出Revit軟件且在全世界內(nèi)廣泛的推行BIM的概念,使得BIM技術(shù)已逐漸的被大家接受,而且在實(shí)際的工程當(dāng)中得到了應(yīng)用。因此BIM技術(shù)已引起國(guó)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注,其關(guān)注度呈指數(shù)增長(zhǎng)。由于BIM技術(shù)最開(kāi)始起源于國(guó)外,造成國(guó)內(nèi)的研究相比于國(guó)外還不夠成熟。在國(guó)內(nèi),對(duì)大多數(shù)的人來(lái)說(shuō),BIM技術(shù)只是一種新鮮的技術(shù),還在不斷發(fā)展當(dāng)中,具體的內(nèi)涵還不能被大家詳細(xì)理解。就目前來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究人員主要對(duì)BIM技術(shù)的研究集中在了以下的三個(gè)方面上:(1)對(duì)BIM技術(shù)的基礎(chǔ)理論探究,主要表現(xiàn)形式是將BIM技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以學(xué)術(shù)發(fā)表的形式公開(kāi)其研究成果。(2)對(duì)BIM軟件解決方案的理論探究和開(kāi)發(fā)BIM軟件,在這些方面上的研究成果主要是BIM的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。(3)BIM技術(shù)在實(shí)際工程中應(yīng)用前景的研究。主要研究是怎么將已開(kāi)發(fā)出的BIM軟件用于實(shí)際的工程當(dāng)中,解決在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中所遇到的一系列問(wèn)題。
3.3BIM技術(shù)的特點(diǎn)
3.3.1具有協(xié)調(diào)性特點(diǎn)
作為一個(gè)復(fù)雜性強(qiáng)的系統(tǒng)工程,項(xiàng)目協(xié)調(diào)在其過(guò)程、部門和各項(xiàng)目之間起著非常重要的作用。在項(xiàng)目的進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中,如果遇到問(wèn)題,管理部門應(yīng)及時(shí)的組織有關(guān)人員召開(kāi)緊急會(huì)議,集中的探討相關(guān)問(wèn)題,協(xié)商解決辦法。但是對(duì)于其中的有些問(wèn)題,協(xié)商也不能夠得到很好解決。其中,BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠合理的安排內(nèi)部部件的結(jié)構(gòu),還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)平面布置電梯井和其他成分的協(xié)調(diào),從而在很大程度上減少了不可協(xié)調(diào)問(wèn)題的出現(xiàn)。
3.3.2具有可視化特點(diǎn)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,同時(shí)也豐富了建筑形式的多樣性,傳統(tǒng)施工圖紙已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代工程建設(shè)的需要,施工人員靠自身想象的構(gòu)造結(jié)構(gòu)不但不利于整體建設(shè)項(xiàng)目的順利開(kāi)展,反而會(huì)使工期延長(zhǎng)的程度更加嚴(yán)重。為此,研究人員開(kāi)發(fā)了BIM技術(shù),此項(xiàng)技術(shù)能夠顯示出三維實(shí)體,直觀地顯示出建筑物內(nèi)部的構(gòu)件。也就是說(shuō),技術(shù)人員的施工可以通過(guò)BIM技術(shù)的可視化來(lái)實(shí)現(xiàn),值得稱道的是,項(xiàng)目業(yè)主還可以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享,大大提高了項(xiàng)目管理的效率。
3.3.3具有模擬性特點(diǎn)
BIM技術(shù)具有模擬性,它的模擬特性不僅可以模擬建筑物的設(shè)計(jì),而且還能夠模擬現(xiàn)實(shí)中不可能運(yùn)行的事物。最后,對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。同時(shí),該技術(shù)的應(yīng)用還可以控制工程造價(jià),給施工項(xiàng)目和施工方帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中BIM的三維協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)
三維協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)主要是由于其具有傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此很快的占據(jù)了BIM技術(shù)的重要地位。其主要功能是參與各個(gè)專業(yè)的交流、溝通與協(xié)調(diào),最大限度地降低在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中因協(xié)調(diào)不順?biāo)a(chǎn)生問(wèn)題的概率。使用BIM信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),能夠有效的擴(kuò)展協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑模型中的共享,使設(shè)計(jì)者能夠在三維模型中找到可能出現(xiàn)的問(wèn)題點(diǎn),進(jìn)而進(jìn)行協(xié)調(diào)和溝通,為設(shè)計(jì)的快速變化、改進(jìn)和有效應(yīng)用提供參考。借助BIM技術(shù),環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)可以將以往分散的、孤立的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息集成到一個(gè)平臺(tái)上,從而實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享和信息順暢。我們通過(guò)比較傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)CAD技術(shù)和BIM技術(shù)在性能和效率方面的不同可以看出(表1),BIM技術(shù)已顯示出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu),它的描述更真實(shí),更準(zhǔn)確以及更全面,有效的克服了二維技術(shù)只可想象不可直觀看見(jiàn)的缺點(diǎn),這算是技術(shù)的又一個(gè)重大的飛躍。另外,在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)當(dāng)中,BIM技術(shù)與三維協(xié)同設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)到了直觀形象、易解決問(wèn)題、提高設(shè)計(jì)效率、空間布局問(wèn)題等方面。
5BIM技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
以沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心作為實(shí)例進(jìn)行探究:沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜,機(jī)電系統(tǒng)眾多,僅僅依靠設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)本身確來(lái)定設(shè)計(jì)空間的可行性顯然不能夠滿足項(xiàng)目的挑戰(zhàn)。通過(guò)BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)模式,各專業(yè)模式在建成后都會(huì)被組裝成一個(gè)整體,給各專業(yè)的交流提供了平臺(tái)。準(zhǔn)確、科學(xué)的可視化方式的將電氣設(shè)備,暖通,室內(nèi)布置通過(guò)實(shí)際的形式直觀呈現(xiàn)出來(lái),方便專業(yè)之間的修改和確認(rèn),能成功的避免傳統(tǒng)協(xié)同方式帶來(lái)的問(wèn)題,確認(rèn)專業(yè)修改傳統(tǒng)的協(xié)同方式之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題,解決困難,使工程得以順利進(jìn)行。以AutodeskEcotect分析工具為例,很好的分析論證了建筑性能,為室內(nèi)設(shè)計(jì)方案比選以及空間優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)。深化設(shè)計(jì)階段的施工圖紙中,AutodeskRevit系列軟件與傳統(tǒng)的AutoCAD平臺(tái)連接,從而設(shè)計(jì)出更深入的模型建立、施工圖的幫助以及BIM模型數(shù)據(jù)集成。在整個(gè)的過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)對(duì)AutodeskVault軟件的定制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)文檔管理和過(guò)程控制的全過(guò)程控制,突出了有效集成的結(jié)果,突出了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
2BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用價(jià)值
2.1BIM技術(shù)在項(xiàng)目規(guī)劃階段的應(yīng)用價(jià)值
把握業(yè)主與產(chǎn)品之間的關(guān)系,是建筑項(xiàng)目規(guī)劃階段的重要內(nèi)容。BIM技術(shù)在這一階段的應(yīng)用,能夠有效使得項(xiàng)目市場(chǎng)收益最大化,同時(shí)BIM對(duì)建筑項(xiàng)目技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)可行性分析提供保證,提升驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可靠性。在建筑項(xiàng)目規(guī)劃階段,業(yè)主需要針對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案具備的可行性進(jìn)行實(shí)際分析,這樣不僅消耗資金,同時(shí)會(huì)消耗更多精力。BIM能夠根據(jù)業(yè)主的建筑需求以及資金成本進(jìn)行施工控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目的分析和模擬,有效的減少建筑成本,縮短建筑工期。在建筑項(xiàng)目的規(guī)劃階段,基于BIM技術(shù),設(shè)計(jì)師充分利用產(chǎn)業(yè)定位以及項(xiàng)目定位進(jìn)行實(shí)際分析,實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的緊密結(jié)合。新城當(dāng)中的體育場(chǎng)設(shè)計(jì)為巨形環(huán)帶圍繞,只有在具體規(guī)劃當(dāng)中借助BIM技術(shù)才能夠得以實(shí)現(xiàn),體現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目當(dāng)中規(guī)劃階段的重要作用。
2.2BIM技術(shù)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用價(jià)值
在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中,與傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)形式不同,BIM設(shè)計(jì)圖紙更加直觀,彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足,實(shí)現(xiàn)BIM的巨大價(jià)值。在建筑工程的設(shè)計(jì)階段,BIM技術(shù)使得二維設(shè)計(jì)向著三維設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)方面的重大改革。建筑師在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中,不再受到二維圖紙的困惑,針對(duì)三維圖紙可行性進(jìn)行實(shí)際分析,實(shí)現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中有效應(yīng)用。BIM的可視化效果使得一切成為現(xiàn)實(shí),設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)具體思路進(jìn)行模型構(gòu)建,保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、高效性。如:上海某個(gè)地鐵站BIM設(shè)計(jì)階段應(yīng)用項(xiàng)目。項(xiàng)目分為站臺(tái)以及站廳兩層,該站具備四個(gè)出入口,地下建筑面積約為300平米左右。由于建設(shè)工期要求較短,采用外包形式,有數(shù)十家施工單位同時(shí)施工。同時(shí)由于施工地段地處繁華區(qū)域,周邊均為高層建筑,導(dǎo)致施工區(qū)域狹小,具體實(shí)施過(guò)程中施工可變更性較低。首先選用BIM技術(shù)進(jìn)行模型設(shè)計(jì),并且根據(jù)相關(guān)要求,設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)變更以及工期都有多降低。運(yùn)用BIM技術(shù),使得整個(gè)施工模式以及施工管理有所改變,能夠有效對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)際管理。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì),工程完成后,最終結(jié)果顯示具有良好的效果,這表明BIM技術(shù)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用價(jià)值。
2.3BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的應(yīng)用價(jià)值
在建筑項(xiàng)目施工階段,BIM技術(shù)能夠起到重要作用。由于BIM模型能夠具體體現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目完整的設(shè)計(jì)情況,并且設(shè)計(jì)當(dāng)中的構(gòu)建與現(xiàn)場(chǎng)施工的構(gòu)件相一致,通過(guò)BIM對(duì)于整個(gè)建筑項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題進(jìn)行有效控制,防止錯(cuò)誤施工狀況的產(chǎn)生,對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量負(fù)責(zé),降低項(xiàng)目成本。與傳統(tǒng)的CAD圖紙形式不同,BIM技術(shù)能夠提升設(shè)計(jì)質(zhì)量,并且能夠在縮減成本的同時(shí),保證施工工期,實(shí)現(xiàn)精益化施工效果。在建筑施工階段,施工方能夠根據(jù)BIM設(shè)計(jì)的4D模型實(shí)現(xiàn)施工設(shè)計(jì),并且根據(jù)具體施工狀況,依據(jù)4D模型進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,得到最優(yōu)化方案。如:世博會(huì)國(guó)家電網(wǎng)館建筑項(xiàng)目。國(guó)家電網(wǎng)館占地面具4000平米,總建筑面積6000平米,建筑高度為20米。其世博園當(dāng)中的其他項(xiàng)目相比,由于其功能是為整個(gè)園區(qū)提供電力,施工時(shí)間更緊迫,并且難度相對(duì)較大。在進(jìn)行施工過(guò)程中,要求對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)資源進(jìn)行集中調(diào)配,合力布局,實(shí)現(xiàn)建筑周期的有效縮短。通過(guò)BIM技術(shù)的實(shí)際使用,使得現(xiàn)場(chǎng)資源合理配置,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)外框以及施工現(xiàn)場(chǎng)有效管理具有重要作用,體現(xiàn)了BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的應(yīng)用價(jià)值。
2.4BIM技術(shù)在項(xiàng)目竣工階段的應(yīng)用價(jià)值
BIM技術(shù)涉及到施工全生命周期,在項(xiàng)目竣工階段同樣具有重要的應(yīng)用價(jià)值。施工完成后,建筑項(xiàng)目的管理與維護(hù)是一個(gè)重要問(wèn)題,及時(shí)有效的維護(hù),能夠提升建筑項(xiàng)目的使用周期。在竣工階段,BIM技術(shù)之前的模型將針對(duì)施工結(jié)束之后需要維護(hù)項(xiàng)目以及具體參數(shù)進(jìn)行分析,形成竣工模型,為竣工建筑項(xiàng)目的維護(hù)管理奠定基礎(chǔ)。BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖ?xiàng)目結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及管道進(jìn)行實(shí)際維護(hù)。其通過(guò)發(fā)揮數(shù)據(jù)記錄以及空間定位的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑的運(yùn)營(yíng)與管理,防止維護(hù)管理階段出現(xiàn)相應(yīng)問(wèn)題。如:申都大廈改建工程。申都大廈始建于二十世紀(jì)七十年代,在進(jìn)行維護(hù)管理過(guò)程中,BIM起到重要的作用。通過(guò)BIM信息標(biāo)準(zhǔn)建立以及作業(yè)流程的具體實(shí)施,使得整個(gè)建筑項(xiàng)目在具體運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)高效、可控的特點(diǎn)。避免在實(shí)際使用過(guò)程中的突發(fā)狀況,實(shí)現(xiàn)了各方利益最大化,突出BIM技術(shù)在竣工階段的應(yīng)用價(jià)值。
目前與BIM技術(shù)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)聚焦于基礎(chǔ)應(yīng)用、技術(shù)融合和軟件研發(fā)等三個(gè)主要方向,如圖1所示。1.1BIM基礎(chǔ)應(yīng)用方向。BIM基礎(chǔ)應(yīng)用多數(shù)是基于BIM軟件開(kāi)展相關(guān)應(yīng)用研究,是目前畢業(yè)設(shè)計(jì)的主流課題方向。如采用Revit軟件建立三維信息模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工圖深化、碰撞監(jiān)測(cè)、進(jìn)度模擬、工程量統(tǒng)計(jì)、造價(jià)分析和三維動(dòng)畫(huà)展示等工作。早期的研究對(duì)象以房屋建筑為主,目前已拓展至橋梁、隧道、地鐵等公共基礎(chǔ)設(shè)施。在BIM應(yīng)用軟件方面,建模軟件以Revit最為常用,碰撞檢查和動(dòng)畫(huà)模擬多數(shù)采用Revisworks軟件,工程算量和造價(jià)分析則常采用廣聯(lián)達(dá)和魯班等國(guó)內(nèi)軟件??傮w來(lái)看,該方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題以應(yīng)用為主,課題的完成情況與研究對(duì)象的復(fù)雜性、研究?jī)?nèi)容的豐富性、研究成果的實(shí)用性密切相關(guān)。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,當(dāng)代大學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、新知識(shí)接受能力和創(chuàng)新能力也在不斷提高,早期以多高層房屋為對(duì)象的“建模+動(dòng)畫(huà)+算量”的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題已難以滿足培養(yǎng)目標(biāo)的要求。因此,該類課題的研究對(duì)象正逐步拓展至超高層建筑、大跨空間建筑、鋼木結(jié)構(gòu)建筑、地鐵隧道等公共基礎(chǔ)設(shè)施和市政工程項(xiàng)目;研究?jī)?nèi)容也延伸至進(jìn)度控制、成本管理乃至運(yùn)營(yíng)維護(hù)等多個(gè)方面;同時(shí),研究課題也越來(lái)越多地來(lái)源于實(shí)際工程,研究成果的實(shí)用性已成為畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定的重要依據(jù)之一。1.2BIM與前沿技術(shù)融合方向。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的逐步普及,其應(yīng)用和研究正在從傳統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)施工向多技術(shù)融合的方向發(fā)展。如BIM與RFID(RadioFrequencyIdentification,無(wú)線射頻識(shí)別)、BIM與GIS(GeographicInformationSystem,地理信息系統(tǒng))、BIM與VR(VirtualReality,虛擬現(xiàn)實(shí))、BIM與AR(AugmentedReality,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、BIM與三維激光掃描、BIM與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等前沿技術(shù)融合方向。以BIM與RFID技術(shù)融合為例,在傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng),大批量地進(jìn)行構(gòu)件驗(yàn)收、安裝時(shí),主要通過(guò)人工方式填寫(xiě)報(bào)告、錄入數(shù)據(jù),信息延誤的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,工作人員常常無(wú)法判斷構(gòu)件的真實(shí)狀況,很容易發(fā)生錯(cuò)誤,導(dǎo)致各類問(wèn)題頻發(fā)。利用RFID技術(shù)可以實(shí)時(shí)追蹤、監(jiān)控構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)維狀態(tài),并以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)即時(shí)傳遞信息到BIM數(shù)據(jù)處理平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件的實(shí)時(shí)追蹤,解決信息錯(cuò)誤和丟失等問(wèn)題,能有效地提高工程項(xiàng)目的管理效率和經(jīng)濟(jì)效益。該類畢業(yè)設(shè)計(jì)課題通常要求指導(dǎo)教師有一定的前期研究基礎(chǔ),有時(shí)采用校企聯(lián)合指導(dǎo)方式,由企業(yè)導(dǎo)師制定課題的研究?jī)?nèi)容,畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)展過(guò)程中由校內(nèi)和校外導(dǎo)師共同指導(dǎo)。1.3BIM軟件研發(fā)方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互與共享,模型是載體,軟件是工具。在BIM軟件平臺(tái)研發(fā)方面,國(guó)內(nèi)外各大軟件開(kāi)發(fā)商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各類適用于建筑不同階段、提供不同功能的商業(yè)BIM軟件。如,美國(guó)Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM軟件;美國(guó)Bentley公司推出的ABD(AECOsimBuildingDesigner)軟件;此外還有Tekla公司開(kāi)發(fā)的專用于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的Xsteel軟件,Graphisoft公司的ArchiCAD軟件等。國(guó)內(nèi)也有廣聯(lián)達(dá)、魯班、PKPM、3D3S等公司開(kāi)發(fā)的相關(guān)BIM軟件。雖然商用BIM軟件已較為成熟,但針對(duì)不同對(duì)象、不同功能、不同企業(yè)均存在一定的局限性,尚需定制研發(fā)。相比于BIM應(yīng)用方向,軟件研發(fā)類課題一方面要求指導(dǎo)教師有前期研究基礎(chǔ),另一方面要求學(xué)生有一定的編程基礎(chǔ),更重要的是對(duì)軟件編程有興趣。此外,也有部分研發(fā)類課題不需要編寫(xiě)代碼,只需要設(shè)計(jì)軟件功能和操作界面等,具體編程工作由他人或企業(yè)來(lái)完成。
2基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)案例
2.1BIM基礎(chǔ)應(yīng)用方向畢業(yè)設(shè)計(jì)案例。以同濟(jì)大學(xué)本科畢業(yè)論文“超高層建筑模架裝備模塊化仿真設(shè)計(jì)與建造技術(shù)研究”為案例。該論文以上海市真如城市副中心A5地塊項(xiàng)目1號(hào)辦公樓為實(shí)際工程背景,借助BIM工具對(duì)鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺(tái)模架裝備開(kāi)展研究,完成的主要工作包括:(1)對(duì)鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺(tái)模架裝備系統(tǒng)組成和工藝原理進(jìn)行歸納總結(jié),對(duì)超高層結(jié)構(gòu)核心筒使用鋼平臺(tái)模架裝備關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析,包括模架的現(xiàn)場(chǎng)安裝、標(biāo)準(zhǔn)層施工、桁架層施工和墻體收分層施工等技術(shù);(2)分析鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺(tái)模架裝備的模塊化設(shè)計(jì)方法,初步確定模架標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù),根據(jù)模架裝備標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件創(chuàng)建Revit參數(shù)化族庫(kù),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件和非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行組合,并進(jìn)行整體鋼平臺(tái)模架裝備的虛擬預(yù)拼裝;(3)根據(jù)二維設(shè)計(jì)圖紙建立該超高層建筑的核心筒模型,采用Navisworks進(jìn)行整體鋼平臺(tái)模架模型和核心筒模型的合模,對(duì)鋼平臺(tái)模架施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行可視化施工模擬。畢業(yè)設(shè)計(jì)成果提出了一種鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺(tái)模架裝備的模塊化方案,借助BIM軟件建立了模架標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)件族以及核心筒模型,完成了模架模塊的組合與拼裝,實(shí)現(xiàn)了模架裝備和核心筒的合模,并對(duì)鋼平臺(tái)安裝、標(biāo)準(zhǔn)層施工、收分層施工等進(jìn)行了三維可視化分析。該畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究成果已應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中,對(duì)模架裝備的模塊化和BIM技術(shù)的推廣具有積極作用。2.2BIM與前沿技術(shù)融合方向畢業(yè)設(shè)計(jì)案例。目前,BIM與GIS、VR、RFID、三維激光掃描等技術(shù)的融合交叉應(yīng)用已成為工程界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。以三維激光掃描為例,該技術(shù)是測(cè)繪領(lǐng)域繼GPS之后的又一次技術(shù)革命,通過(guò)高速激光掃描測(cè)量方法,大面積、高分辨率地快速獲取物體表面各點(diǎn)的坐標(biāo)、反射率、顏色等信息,基于這些大量、密集的點(diǎn)信息可快速?gòu)?fù)建出真彩色三維點(diǎn)云模型,為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析等工作提供準(zhǔn)確依據(jù)。該技術(shù)具有快速性、非接觸性、穿透性、高密度、高精度、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),很好地解決了目前空間信息技術(shù)發(fā)展實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性的頸瓶。以同濟(jì)大學(xué)本科畢業(yè)論文“基于BIM技術(shù)對(duì)既有建筑快速建模方法的研究”為案例,該論文針對(duì)目前既有建筑建模時(shí)面臨的竣工圖紙無(wú)跡可尋、空間幾何信息難以采集、建筑物細(xì)部特征難以捕捉、測(cè)量所需時(shí)間及金錢成本過(guò)高等問(wèn)題,采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)上海某演藝場(chǎng)所進(jìn)行掃描,利用JRC3DReconstruction軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪與配準(zhǔn),再采用ICP算法進(jìn)行平滑操作,最后對(duì)該建筑進(jìn)行整體建模,生成的三維模型見(jiàn)圖3所示。該模型已用于其改造工程的后期設(shè)計(jì)與研究工作中。2.3BIM軟件研發(fā)方向畢業(yè)設(shè)計(jì)案例。以同濟(jì)大學(xué)本科畢業(yè)論文“基于二維碼的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件追蹤管理軟件研發(fā)”為案例,該論文從研究國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)BIM建造管理平臺(tái)入手,分析了構(gòu)件信息追蹤管理平臺(tái)的研發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀,將BIM技術(shù)與二維碼技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了基于二維碼的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件追蹤管理軟件主要功能和界面,基于B/S架構(gòu),采用Html、JavaScript和Neo4j等語(yǔ)言初步實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件追蹤和進(jìn)度管理等基本功能。構(gòu)件追蹤界面見(jiàn)圖4所示,軟件對(duì)每一根構(gòu)件生成唯一的二維碼,支持單獨(dú)或批量下載功能。二維碼存儲(chǔ)構(gòu)件的編號(hào)、安裝位置、尺寸、長(zhǎng)度和質(zhì)量等基礎(chǔ)信息。用手機(jī)掃描二維碼即可查看構(gòu)件的報(bào)驗(yàn)和質(zhì)量檢驗(yàn)等詳細(xì)信息。通過(guò)二維碼功能,可追蹤構(gòu)件的生產(chǎn)、制作、運(yùn)輸和安裝等全過(guò)程信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件加工和安裝中的質(zhì)量監(jiān)控信息以及構(gòu)件安裝進(jìn)度信息的實(shí)時(shí)掌控,而這些信息直接反映到構(gòu)件的位置管理、質(zhì)量管理和安裝進(jìn)度管理中,為這些管理活動(dòng)的進(jìn)行提供了幫助和支持,追溯到最上層則實(shí)現(xiàn)了加工制作計(jì)劃的實(shí)時(shí)調(diào)整,而加工制作的調(diào)整又決定了現(xiàn)場(chǎng)施工情況。此外,通過(guò)二維碼信息能夠直觀快速地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問(wèn)題,解決現(xiàn)場(chǎng)管理人員攜帶圖紙及查詢資料不方便等問(wèn)題,提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。本軟件的開(kāi)發(fā)涉及BIM模型的解析、上傳和顯示等功能,這些功能的實(shí)現(xiàn)需要大量的編程工作,很難由一位本科生在畢業(yè)論文周期內(nèi)完成所有工作,因此,軟件的前期開(kāi)發(fā)工作已由指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)完成,本論文主要是實(shí)現(xiàn)了基于二維碼的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件追蹤管理功能模塊的設(shè)計(jì)和研發(fā)工作。
3提升基于BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)效果建議
3.1增加前沿課題數(shù)量。目前,BIM方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)仍然以“建模+動(dòng)畫(huà)+算量”的軟件應(yīng)用型課題為主導(dǎo),雖然該類課題的實(shí)用性強(qiáng),但往往工作量大而難度不大,特別是對(duì)一些研究型高校的學(xué)生,該類課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是提高了學(xué)生的BIM軟件使用能力,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)不足。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,建議增加BIM與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR、AR等新型技術(shù)相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。此外,現(xiàn)有的主流BIM平臺(tái)均被國(guó)外壟斷,亟須發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批專注于軟件研發(fā)的學(xué)科交叉類學(xué)生,可以通過(guò)增加平臺(tái)研發(fā)類課題,鍛煉學(xué)生的研發(fā)能力,為其將來(lái)的工作和繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。3.2加強(qiáng)校企合作。BIM技術(shù)無(wú)論是軟件使用、平臺(tái)研發(fā),還是與新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,均具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。目前,很多土木建筑類大型企業(yè)均配備了BIM技術(shù)中心,具有較強(qiáng)的BIM應(yīng)用、產(chǎn)品和新技術(shù)研發(fā)能力,而在國(guó)內(nèi)高校中專職從事BIM教學(xué)和科研的教師非常欠缺。通過(guò)校企合作,可以彌補(bǔ)校內(nèi)指導(dǎo)教師BIM實(shí)踐能力的不足,促進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研全面合作,充分發(fā)揮學(xué)校與企業(yè)在BIM人才培養(yǎng)過(guò)程中的職能作用,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享,強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié),對(duì)于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有積極的意義[6]。針對(duì)于此,同濟(jì)大學(xué)與上海建工、華東建筑設(shè)計(jì)院等單位已建立了長(zhǎng)期的校企合作關(guān)系,與BIM技術(shù)有關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題多數(shù)來(lái)自于企業(yè),部分畢業(yè)設(shè)計(jì)成果已直接應(yīng)用于實(shí)際工程,取得了較好的教學(xué)效果。3.3重構(gòu)現(xiàn)有課程體系。近十年來(lái),雖然BIM技術(shù)和軟件已有長(zhǎng)足的進(jìn)步,正向設(shè)計(jì)已開(kāi)始應(yīng)用,但逆向建模仍是主流,在畢業(yè)設(shè)計(jì)中也最為常見(jiàn),即學(xué)生根據(jù)二維CAD圖紙創(chuàng)建其建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電等三維BIM模型。從已有的畢業(yè)設(shè)計(jì)效果看,存在兩方面的問(wèn)題,一是許多學(xué)生的識(shí)圖能力較弱,特別是機(jī)電圖紙的識(shí)圖能力非常欠缺,需占用大量的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間來(lái)提高識(shí)圖能力;二是學(xué)生的BIM軟件操作能力不足,很多時(shí)間被用于軟件學(xué)習(xí)中,實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間被大量擠占。目前,很多高校沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置BIM課程,或者雖然單獨(dú)設(shè)置但將其作為選修課,普及面不廣,這就需要我們對(duì)現(xiàn)有的課程設(shè)置體系進(jìn)行完善和重構(gòu)??紤]到BIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,筆者建議將BIM技術(shù)的教學(xué)融入專業(yè)培養(yǎng)體系中,如:將BIM技術(shù)引入工程制圖、房屋建筑學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、土木工程施工、工程項(xiàng)目管理等多門課程中,特別在課程設(shè)計(jì)中,將其作為一項(xiàng)必修內(nèi)容。通過(guò)BIM技術(shù)的三維可視化、虛擬仿真、信息共享等功能實(shí)現(xiàn)課程體系的有機(jī)整合。
BIM技術(shù)已被廣泛視為改造建筑業(yè)這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略手段,正在導(dǎo)致建筑業(yè)進(jìn)行一次史無(wú)前例的徹底變革。從高校的實(shí)踐課程教學(xué)來(lái)看,BIM技術(shù)相關(guān)課題已成為建筑學(xué)、土木工程、工程管理等專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方向。本文歸納總結(jié)了與BIM技術(shù)相關(guān)的三大畢業(yè)設(shè)計(jì)課題方向:基礎(chǔ)應(yīng)用、前沿技術(shù)融合和軟件研發(fā),以同濟(jì)大學(xué)為例展示了各方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)案例,最后提出了增加前沿課題數(shù)量、加強(qiáng)校企合作、重構(gòu)現(xiàn)有課程體系等用于提升畢業(yè)設(shè)計(jì)效果的建議,可以為BIM相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。
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BIM英文全稱Building Information Modeling,即建筑信息模型,是指通過(guò)數(shù)字信息平臺(tái),對(duì)建筑物全生命周期的所有真實(shí)信息進(jìn)行仿真模擬。而Revit三維軟件是BIM平臺(tái)下的最具代表性的設(shè)計(jì)軟件之一,參數(shù)化設(shè)計(jì)、構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)、參數(shù)驅(qū)動(dòng)形體設(shè)計(jì)和協(xié)作設(shè)計(jì)是該軟件的主要特征。Revit三維軟件的誕生及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單快捷的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程,它可以提高工程的質(zhì)量和效率,降低成本增加收益,不能不說(shuō)我們的建筑設(shè)計(jì)模式正經(jīng)歷著一場(chǎng)新技術(shù)的革命,而我們的教育也應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐,應(yīng)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的新變革。
一、BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
如果說(shuō)用一個(gè)字來(lái)形容BIM在建筑業(yè)的現(xiàn)狀,那就是“火”,這個(gè)“火”主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一是政策層面開(kāi)始重視BIM,從建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出推進(jìn)BIM協(xié)同工作等技術(shù)應(yīng)用到2015年3月31日《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型制圖標(biāo)準(zhǔn)》的編制組成立暨項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)院召開(kāi),都說(shuō)明BIM是未來(lái)的趨勢(shì)。
第二是業(yè)主開(kāi)始關(guān)注BIM,越來(lái)越多的業(yè)主開(kāi)始認(rèn)識(shí)到國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的支持,開(kāi)始認(rèn)識(shí)到BIM給項(xiàng)目帶來(lái)的價(jià)值,開(kāi)始要求設(shè)計(jì)院或建造方應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù),并愿意為BIM帶來(lái)的附加值付出更高的經(jīng)濟(jì)投入。
第三是設(shè)計(jì)院、企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用Revit,部分走在前列的設(shè)計(jì)院、企業(yè)或機(jī)構(gòu)開(kāi)始創(chuàng)建自己的BIM部門、培養(yǎng)人才、以小項(xiàng)目練習(xí)、應(yīng)用,開(kāi)始從設(shè)計(jì)方著手,應(yīng)用Revit給設(shè)計(jì)帶來(lái)的變化及價(jià)值。
第四是建造、施工企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用Revit,部分走在前列的承包商、施工方開(kāi)始著手建立自己的BIM技術(shù)人才,嘗試應(yīng)用Revit建模給項(xiàng)目施工帶來(lái)的幫助及參考價(jià)值。
二、將Revit三維軟件引入建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的可行性分析
近年來(lái),房地產(chǎn)行業(yè)的不景氣導(dǎo)致了整個(gè)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的低糜,對(duì)于我們建筑類高職院校而言,直接受影響的就是建筑設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題,很多畢業(yè)生被迫轉(zhuǎn)業(yè),或者從事著建筑相關(guān)的其他工作如裝飾行業(yè)等。在我們的企業(yè)調(diào)研中,很多建筑設(shè)計(jì)院、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)都在積極地想辦法求生存,而很多設(shè)計(jì)師都面臨著失業(yè)的處境。在這場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的優(yōu)勝劣汰中,只有更專業(yè)的企業(yè)和高技術(shù)的人員才能被留下來(lái)。高技術(shù)和信息化的建設(shè)成為企業(yè)變革的方向,也為我們的教學(xué)改革指明了方向。
BIM作為建筑界公認(rèn)的革命性技術(shù),大大提高了建筑信息化和建筑工程集成化的程度,引領(lǐng)著建筑數(shù)字技術(shù)走向更高的層次,將為建筑業(yè)界的科技進(jìn)步產(chǎn)生無(wú)可估量的影響。BIM的火熱帶動(dòng)了一些熱門的“職位”,比如現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院和建筑施工企業(yè)、物業(yè)管理企業(yè)都在組建自己的BIM項(xiàng)目組,他們?cè)谡惺沾罅康腞evit工程師,熟練、成熟的Revit應(yīng)用技術(shù)可以幫助我們的學(xué)生獲得一份待遇較好的工作,成為他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的工具。同時(shí)由于Revit的可操作性和軟件本身包含信息的專業(yè)性,可以使一些非建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的人員也能在一定時(shí)間的學(xué)習(xí)后能從事Revit工程師的職位。因此不僅建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)要引入這一軟件的教學(xué),這個(gè)軟件應(yīng)該成為每個(gè)建筑類專業(yè)學(xué)生必須具備的技術(shù),它的普及程度應(yīng)該跟我們現(xiàn)在普遍使用的AUTOCAD一樣。
三、將Revit三維軟件引入建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的預(yù)期成效
1.利用Revit軟件,將會(huì)提高學(xué)生建筑方案設(shè)計(jì)的效率,Revit軟件對(duì)于不規(guī)則形體的建模有其特有的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中,我們會(huì)依賴sketchup、3Dmax或者犀牛等三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中體塊的推敲,這些三維設(shè)計(jì)軟件只能夠構(gòu)件出模型的體量和表皮,大多都是由單純的面片構(gòu)件而成,而Revit的概念設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大,能在建出復(fù)雜模型體塊之后,將其轉(zhuǎn)化為帶建筑信息的模型,大大提高了建筑方案設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確率。
2.利用Revit軟件,可以讓學(xué)生非常直觀地了解建筑的構(gòu)件及構(gòu)件間的相互聯(lián)系。在Revit中,墻、門、窗、柱子、樓梯這些構(gòu)件被定義為具有現(xiàn)實(shí)意義的圖元,這些圖元包含了構(gòu)件本身的構(gòu)造信息,如墻體、樓板這些圖元,你可以方便地指定它的保溫層、面層、結(jié)構(gòu)層、防水層等構(gòu)造的信息,使我們非常直觀地了解這些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)組成。
3.利用Revit軟件,可以讓學(xué)生了解建筑模型各構(gòu)件的材料組成,同時(shí)也可以查詢到材料性質(zhì)、廠家、價(jià)位等詳細(xì)信息。
4.利用Revit軟件,可以進(jìn)行日照分析。它可以獲取項(xiàng)目建筑物所在位置的經(jīng)緯度,設(shè)定相關(guān)的太陽(yáng)方位角和高度角之后就可以模擬現(xiàn)實(shí)的日照效果,并可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)的方式記錄下來(lái)。
5.輕松得到建筑施工圖紙,并通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì),使各專業(yè)的設(shè)計(jì)師在同一平臺(tái)上完成同一個(gè)項(xiàng)目。
6.教師可以帶領(lǐng)學(xué)生組建BIM團(tuán)隊(duì),參與實(shí)際項(xiàng)目或項(xiàng)目研發(fā),提高實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)為學(xué)校帶來(lái)聲譽(yù)和利益。
四、困難分析
其實(shí)BIM的概念很早就提出來(lái)了,但是在很多設(shè)計(jì)院的推行過(guò)程中都受到了大大小小的阻礙,主要就是參與BIM項(xiàng)目的機(jī)會(huì)不多,沒(méi)有團(tuán)隊(duì),各專業(yè)間的配合問(wèn)題,實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)少等,而隨著B(niǎo)IM的普及這些問(wèn)題正在逐步被解決。但是,在高校,這種問(wèn)題似乎更加嚴(yán)重,教師必須在項(xiàng)目的配合下講解理論,理論知識(shí)會(huì)在項(xiàng)目實(shí)踐中直接被印證,需要教師具備全面的建筑專業(yè)知識(shí)和很好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
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摘 要:本論文分析了BIM的四大特點(diǎn),探討了BIM的核心理念以及IFC標(biāo)準(zhǔn)與BIM的關(guān)系,對(duì)BIM定義給出了個(gè)人看法。逐一分析了BIM在成本控制方面,精細(xì)化程度不高;在進(jìn)度方面,BIM缺乏深入應(yīng)用;在質(zhì)量控制方面,BIM并不能適應(yīng)現(xiàn)有的管理模式;在協(xié)同管理方面,信息傳遞受到各方關(guān)系的限制。最后展望了BIM在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞 :BIM;工程項(xiàng)目管理;協(xié)同管理
中圖分類號(hào):F273文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1000-8772(2014)28-0177-03
1 前言
AEC行業(yè)設(shè)計(jì)理念從建筑信息單一化到信息多元化、復(fù)雜化,經(jīng)歷了4個(gè)階段,分別是二維設(shè)計(jì)理念,單一可視化三維設(shè)計(jì)理念,綜合建筑參數(shù)信息的BIM模型,加入時(shí)間和成本估算的協(xié)同工作理念(5D設(shè)計(jì)理念)。[1]協(xié)同管理是工程項(xiàng)目管理的最佳管理模式,是扁平化的,減少了溝通的障礙。
2 BIM的定義與特點(diǎn)
BIM我們應(yīng)該如何理解? BIM是以信息技術(shù)、工程管理理論為基礎(chǔ),通過(guò)資源共享,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段、多專業(yè)之間協(xié)同工作的一種信息集成的管理模式。
在眾多BIM的介紹中,我將BIM的特征歸納如下:
(1)信息的最大化共享,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期、各項(xiàng)目參與方的協(xié)同工作。信息共享、協(xié)同工作解決了兩個(gè)突出問(wèn)題即“信息孤島”與各方協(xié)調(diào)困難。項(xiàng)目參與各方的協(xié)同工作,可以通過(guò)圖1表示出來(lái)
(2)文件整合統(tǒng)一,信息都由建筑模型管理。整個(gè)工程項(xiàng)目中的所有信息都將在建筑模型中存儲(chǔ),形成一個(gè)完整的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)。
(3)面向?qū)ο蠡男畔⒛P?。BIM采用三維方式來(lái)傳遞信息,利用IFC標(biāo)準(zhǔn)確定幾何參數(shù)和約束,完成面向?qū)ο蠡哪P痛罱āT谀P椭?,我們將用?shù)字化對(duì)象來(lái)代表建筑構(gòu)件的基本元素,在這些建筑構(gòu)件中可以完全反應(yīng)出相應(yīng)的物理屬性和功能特性,同時(shí)具有互動(dòng)能力。
(4)真實(shí)的建筑元素構(gòu)件,并且在修改中可以不斷優(yōu)化,達(dá)到最佳性能。在BIM建筑模型中我們可以直觀地獲取建筑元素構(gòu)件的全部信息,元素構(gòu)件中包含了諸如建筑材料特性(例如PE管道的拉伸性能、玻璃幕墻的水密性能等)、數(shù)量、體積、價(jià)格以及特定元素的專有值(鋼筋的屈服強(qiáng)度、混凝土的水灰比等)。
BIM建模的核心理念即參數(shù)化的思想。就傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言,BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)避免了概念性建模語(yǔ)言,而是對(duì)構(gòu)件設(shè)置相應(yīng)的參數(shù),生成所需要的構(gòu)件,并且此構(gòu)件是智能化的,當(dāng)你對(duì)構(gòu)件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),將會(huì)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的形體和性能改變。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能快速統(tǒng)計(jì)和對(duì)建造過(guò)程、運(yùn)營(yíng)、人流疏散進(jìn)行模擬計(jì)算,實(shí)現(xiàn)虛擬建造。
3 BIM在項(xiàng)目建造階段的應(yīng)用分析
3.1 BIM在成本、資源控制中的應(yīng)用
目前國(guó)內(nèi)的BIM建造階段軟件可以準(zhǔn)確計(jì)算工程的定額量,但是對(duì)項(xiàng)目成本的控制并不是僅僅控制工程量,目前軟件在實(shí)際損耗量方面還無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算,需要考慮更多的實(shí)際因素。通過(guò)軟件進(jìn)行預(yù)算并不能控制成本,只有明白資金流的路徑才能知道如何控制成本,節(jié)約費(fèi)用。
BIM 5D軟件系統(tǒng)想要更好的控制成本,合理安排施工人員的調(diào)配、工程材料的采購(gòu)、大型機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)等工作資源分配,必須做到自動(dòng)計(jì)算任意 WBS 節(jié)點(diǎn)的日、周、月各項(xiàng)施工資源計(jì)劃用量。動(dòng)態(tài)計(jì)算任意 WBS 節(jié)點(diǎn)任意時(shí)間段內(nèi)的人力、材料、機(jī)械資源對(duì)于計(jì)劃進(jìn)度的預(yù)算用量、對(duì)于實(shí)際進(jìn)度的預(yù)算用量以及實(shí)際消耗量,并對(duì) 3 項(xiàng)用量進(jìn)行對(duì)比和計(jì)算,才可以知道任意時(shí)間段各項(xiàng)工作量,可以核算該時(shí)間段的造價(jià),可以更加準(zhǔn)確地制定派工計(jì)劃和資金計(jì)劃。
3.2 BIM在進(jìn)度控制中的應(yīng)用
將BIM 技術(shù)與進(jìn)度管理相結(jié)合是通過(guò)在3D模型中加入時(shí)間信息與空間信息,實(shí)現(xiàn)4D 虛擬施工,具體步驟如圖2
目前的BIM進(jìn)度控制軟件大部分是在按照上述方法引入進(jìn)度,但是這樣簡(jiǎn)單應(yīng)用并不能達(dá)到控制進(jìn)度目的,多數(shù)軟件系統(tǒng)都還是依靠簡(jiǎn)單的計(jì)劃和實(shí)際進(jìn)度橫道圖進(jìn)行對(duì)比分析,只能反映出當(dāng)前的項(xiàng)目進(jìn)展?fàn)顩r。車謙利用蒙特卡洛仿真模型結(jié)合navisworks API建立進(jìn)度預(yù)警系統(tǒng)軟件,根據(jù)既有的項(xiàng)目資料,采用CBR(基于案例的推理)方法分析當(dāng)前項(xiàng)目存在的風(fēng)險(xiǎn),預(yù)測(cè)未來(lái)項(xiàng)目進(jìn)展的延誤并提出改進(jìn)方法。[4]但是目前,在合理選用預(yù)測(cè)模型方面還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)可,清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的4D-GCPSU 2006的系統(tǒng)中采用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型。[5]在未來(lái)的BIM進(jìn)度管理方面,將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行定制的軟件系統(tǒng)出現(xiàn).開(kāi)發(fā)合適的BIM項(xiàng)目管理軟件系統(tǒng)更有利于合理制定施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度,優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場(chǎng)地布置。
3.3 BIM在質(zhì)量控制中的應(yīng)用
BIM并不能直接提高工程的質(zhì)量,質(zhì)量管理仍然在于人的管理,BIM只能做為輔助人員管理的手段,創(chuàng)新的、符合BIM技術(shù)的管理模式、工程項(xiàng)目承包模式才能從根本提高項(xiàng)目質(zhì)量。BIM是一個(gè)技術(shù)手段更是一個(gè)管理手段。
目前的BIM質(zhì)量控制多是從技術(shù)手段出發(fā),開(kāi)發(fā)出新的軟件功能,利用互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)工程信息的傳遞,例如魯班的IBan軟件,藍(lán)色星球的BIM公共平臺(tái)等等。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的事前控制和事中控制,運(yùn)用4D施工模擬技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的提前演示,通過(guò)反復(fù)多次模擬,能夠查找出工程項(xiàng)目施工中存在的問(wèn)題,并能及時(shí)調(diào)整改善,以解決實(shí)際施工時(shí)的問(wèn)題。在事后控制方面,BIM技術(shù)可以將已出現(xiàn)問(wèn)題的部位標(biāo)注,采取補(bǔ)救措施。BIM技術(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目的質(zhì)量控制,可以提高工程項(xiàng)目管理效率和管理質(zhì)量。
一味追求生產(chǎn)力的提高而忽視生產(chǎn)關(guān)系的改善,無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)BIM的價(jià)值,相反,現(xiàn)有的生產(chǎn)關(guān)系將會(huì)阻礙BIM的發(fā)展。國(guó)內(nèi),上海建工采用了EPC(設(shè)計(jì)——施工一體化)的模式對(duì)BIM技術(shù)的發(fā)展有著很大幫助作用,同樣國(guó)外廣泛采用的IPD模式應(yīng)通過(guò)改善引進(jìn)國(guó)內(nèi)。[6]
3.4 BIM實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的協(xié)同管理
國(guó)內(nèi)BIM協(xié)同管理,目前還只限于全生命周期的兩三個(gè)階段,還沒(méi)有達(dá)到從縱、橫向階段的全面協(xié)同管理。更多的是團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的協(xié)同管理,藍(lán)色星球BIM公共平臺(tái)的建立將有利于協(xié)同管理的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)以上海交通大學(xué)為首,對(duì)基于BIM技術(shù)建筑協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行了初步研究,主要內(nèi)容為(1)對(duì)基于 BIM 技術(shù)建筑協(xié)同平臺(tái)所應(yīng)具備的功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。(2)對(duì)基于 BIM 技術(shù)建筑協(xié)同平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。(3)對(duì)基于 BIM 技術(shù)建筑協(xié)同平臺(tái)各個(gè)模塊的基本功能進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。[7]
目前協(xié)同管理在軟件方面還存在著數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,IFC標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有被所有BIM軟件商采用,在多軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之間還存在著問(wèn)題,或是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換發(fā)生丟失。
由于國(guó)內(nèi)的大部分工程項(xiàng)目管理模式不是扁平化的模式,信息傳遞不能暢通無(wú)阻,雖然現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)能夠促進(jìn)信息傳遞,但是層級(jí)阻礙仍然會(huì)導(dǎo)致協(xié)同工作無(wú)法進(jìn)展,各方轉(zhuǎn)變思想,突破傳統(tǒng)管理思維是很關(guān)鍵的。
參考文獻(xiàn):