BIM技術的興起,將掀起一場建築行業信息化革命

2020-12-24 築一教育

一.BIM 技術開啟建築信息化第二次革命

BIM 技術屬建築信息化領域革命性技術,拉開建築信息化第二次革命,從 CAD 時代邁入 BIM 時代。BIM 技術強調三維、整體性、協同性,是 CAD 發展到一定階段後的必然趨勢。其以更先進的理念和模式,推動建築信息化領域變革。

1.BIM 技術拉開建築信息化第二次革命序幕

建築信息化第一次革命是 CAD(Computer Aided Design,計算機輔助設計)繪圖軟體出現,結束了「手繪圖紙」時代,設計師開始甩掉圖板,通過繪圖軟體進行作圖設計。目前 BIM(Building Information Modeling,建築信息模型)技術出現,拉開建築信息化第二次革命的序幕,建築信息化從 CAD 時代進入 BIM 時代。並且 BIM 技術不僅運用在設計環節,而且可貫穿建築全生命周期,提高建築領域不同環節的信息化程度。

BIM 技術推動建築信息化領域第二次革命

2. BIM 技術是建築信息化發展到一定階段後的必然方向

CAD 時代中眾多專業軟體出現,幫助人們在不同細分領域提升工作效率,比如Autodesk CAD 軟體進行圖紙設計、MagiCAD 軟體進行機電設計、Tekla 軟體進行結構設計等。但不同軟體各自工作,隨著專業軟體種類越來越多,工作流線交錯越複雜,重複工作量也越大,不同模型之間經常出現錯漏碰缺,設計變更也難以避免。此時需要統一的協同平臺將各工作流線歸一管理,進一步提升整體效率。BIM 技術則能夠提供協同工作平臺,構建唯一的 BIM 模型,不同軟體可通過 BIM 實現協同工作,讓工作流線有序簡潔,綜合信息共享,實現所見即所得的效果。可以說 BIM技術是建築信息化發展到一定階段後的必然方向。

BIM 時代協同性強,效率提升

3. BIM 技術並非簡單地從二維到三維轉變,而是理念和模式的轉變

CAD 時代的軟體通常可以單獨運作,而 BIM 需要一組軟體才能整體解決問題,比如機電與建築結構的碰撞測試除需要廣聯達 BIM 審圖軟體外,至少還需要MagiCAD、Tekla 的模型數據。CAD 僅僅是改變的生產工具,讓人們在圖板上作圖改為在計算機中作圖,僅僅將圖紙數位化,而 BIM 則是將設計三維化、系統化,得到的不僅是圖紙,而是整個建築信息模型(如果有需要,可通過具體工具生成局部區域的二維圖紙)。BIM 由於其系統性和全面性,往往需要不同崗位的人員進行協同配合,比如一個標準的 BIM 模型至少需要建築設計師、結構設計師、機電設計等多人協作,而 CAD 則僅一個崗位人員就能完成對應圖紙設計。另外 CAD 得到的結果通常是靜態的、平面的,而 BIM 得到的結果通常是動態的,立體的。通過種種對比可知,CAD 時代往 BIM 時代轉變並非是簡單的二維往三維轉變,而且在理念和模式上得到明顯的改變。

BIM和CAD差異對比情況

二.BIM 產品可分為 BIM 基礎軟體、工具軟體和平臺軟體三類

BIM 產品按照功能可分為基礎軟體、工具軟體、平臺軟體三大類。BIM 基礎軟體是指可用於建立能為多個 BIM 應用軟體所用的 BIM 數據的軟體,其包括建築設計軟體、結構設計軟體、設備設計(MEP)軟體等,常見產品為 Revit、ArchiCAD;BIM工具軟體是指利用 BIM 基礎軟體提供的 BIM 數據,開展各種工作的應用軟體,主要包括能耗分析軟體、日照分析軟體、生成二維圖紙的軟體等,常見產品為 Ecotect、廣聯達 BIM 算量;BIM 平臺軟體是指能對各類 BIM 基礎軟體及 BIM 工具軟體產生的 BIM 數據進行有效管理,以便支持建築全生命周期 BIM 數據的共享應用的軟體,其主要包括 BIM 共享平臺等,常見產品為 BIM 360、Delta Server。

三.BIM 技術核心特徵:可視化優、協調性強、模擬性高、連貫性好

1. 特徵一:可視化優,所見即所得

CAD 設計圖通常是二維形式,在設計以及施工環節往往需要通過想像的方式將二維結構轉變為三維結構,雖然通過長期的訓練和實踐可以達到較好的轉換效果,但即使是經驗豐富的人員也容易犯錯誤。而 BIM 技術在可視化方面可達到所見即所得的效果,可以將整個設計環境良好呈現,即便是隱蔽部分和重疊部分也能很好地展示出來,在施工環節可避免很多不必要的錯誤和返工。

BIM 技術可實現「所見即所得」

2. 特徵二:協調性強,實現不同模塊之間交互

BIM 技術的協同性強,可以實現不同 BIM 數據之間的強交互。BIM 碰撞測試功能是 BIM 技術協調性強的良好體現。在具體設計過程中,建築的機電設計和結構設計分別是由機電設計師和結構設計師來完成,各自龐大工作量下難免導致相互矛盾的結果出現,但如果是在施工過程中才發現,不僅存在修改圖紙和工程返工等拖延工期的行為出現,而且浪費人力物力,增加工程成本。BIM 技術碰撞測試可以在施工前進行各類碰撞測試,比如機電設計與結構設計之間的碰撞測試,機電設計不同模塊之間的碰撞測試等,從而將設計環節的錯誤提前暴露,起到優化設計,提高施工施工效率的效果。

碰撞測試是 BIM 協同性強的良好體現

3. 特徵三:模擬性高,方案篩選、施工模擬等功能極大提升工作效率

BIM 模式掌握建築物所有的信息數據,可從不同方面進行模擬,從而找到最佳設計方案以及施工方案等。最常見設計環節的模擬功能包括太陽輻射分析、風環境分析、日照分析、能耗分析、人員疏散模擬、可視度分析等。通過各類模擬可以得到建築最佳朝向、門窗位臵及規模設計、樓梯及應急通道最佳架構設計等數據,從而優化設計環節。

BIM 模型在設計環節各類模擬功能

施工環節通過 BIM 技術關於場地布臵模擬、施工方案模擬等能避免問題的產生。比如在設計環節場地布臵模擬可提前識別機械裝臵在後期可能出現的碰撞問題,減少不必要的返工。

BIM模型可用於施工方案優化示意圖

4. 特徵四:連貫性好,不同階段信息數據可緊密聯繫

BIM 技術貫穿建築行業全生命周期和融合多崗位人員BIM 可貫穿建築全生命周期,實現貫穿規劃、概念設計、細節設計、分析、出圖、預製、施工、運營維護、拆除或翻新等所有環節;實現不同角色人員工作協同,比如繪圖員、結構工程師、設備工程師、供應商、總承包商、施工出圖、分包商、物業管理、業主/開發商等。讓建築生命周期內實現數據信息積累、共享,充分提高建築行業的生產經營效率。

BIM 技術橫貫建築行業全生命周期
BIM技術可實現不同角色人協同工作
不同生命周期中可使用不同BIM軟體

保持信息連貫性,提升數據價值,提高工作效率 建築企業在設計、招投標、施工和運維環節往往使用不同的信息系統,這就導致不 同系統中的信息處於割裂狀態,全生命周期內各環節的數據無法連貫使用,往往在 單環節結束時信息量最大,但一旦進入下一環節則信息量極具減小,然後再一點點 積累。這種模式造成了嚴重的資源浪費,而且效率低下。BIM 技術可實現全生命周 期各環節信息完美銜接,不再處於割裂狀態,大大提高建築全生命周期的運營效率。

BIM 技術可將各階段信息貫通

4. 運用 BIM 技術主要效果:提效降費

美國史丹福大學集成化設施研究中心曾基於 32 個 BIM 應用技術的工程項目的研究,分析表明,BIM 技術可以消除 40%預算外更改,使造價估算控制在3%精度範圍內,使造價估算耗費的時間縮短 80%,通過發生和解決衝突將合同價格降低 10%,使項目工期縮短 7%。 某設計公司使用 BIM 後,在協調與檢查環節最多可節約 91%時間,在施工圖和文檔製作方面也能節省 20%時間,平均節約時間在 50%左右。由此可見 BIM 技術在提效降費方面功能顯著

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