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BIM是未来建筑的发展方向

  近年来,随着建筑技术,信息传递技术的提高和人们对可持续性建筑的不断深入研究,BIM成为现在建筑界热烈谈论和探索的新话题。那BIM究竟是什么呢?BIM的全称是Building Information Modeling,也就是建筑信息模型。它是以从设计、施工到运营的协调、可靠的项目信息为基础而构建的集成流程。它能引领建筑业信息技术走向更高的层次,它的全面应用,将为建筑业界的科技进步产生不可估量的影响,大大提高建筑工程的集成化程度。同时,也为建筑业的发展带来巨大的效益,使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高,成本降低。了解了一部分之后就开始今天的BIM-未来建筑的发展方向。

 

  当前,Graphisoft公司的ArchiCAD、Bentley公司的TriForma以及Autodesk公司的Revit Architecture等建筑设计软件系统,都是应用了BIM技术开发的,可以支持建筑工程整个生命周期的集成管理环境。利用这些软件,我们可以构筑建筑物2D,3D,4D,甚至是5D模型,逼真地模拟建筑物内外环境,大到建筑物周围的环境,小到建筑物中的每一根管道。楼梯、家具、门和窗等物件的图形化、参数化使建筑师在模型中对各种类型和构造的构件的设计和操作更为便利。因此,通过采用BIM,建筑公司可以在整个流程中使用统一的信息来设计和绘制创新项目,并且还可以精确地实现建筑外观的可视效果。

 

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  图1 建筑物3D效果图

 

  如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示,设计师利用各种软件制作出来的BIM模型不仅能使人获得建筑物外部360°的视觉效果,也能身临其境一般走进建筑物内从各个方位观看建筑物的内部构造。在图1(e)、(f)中,这些模型还能根据建筑物所处的位置,装饰物位置及其材质,以及环境光、太阳光和射灯光等多种光源的位置来模拟不同时间的光照和阴影,给人以强烈的真实感。因此,在实际施工前的可视化设计能使设计师提前从空间和时间的角度来完美感觉自己的作品,从而发现设计的不足,及时修改,以减免不必要的损失。

 

  对工程师来讲,BIM是集成了工程项目中各种相关信息的工程数据模型,他们不仅可以根据BIM来模拟各种承载力下的受力信息来预测建筑性能,还可以提前从构造的角度来发现设计师所不能发现的设计上的不足,或者通过模拟施工过程来发现施工流程中的安排不妥,欠缺考虑的地方,从而提前修改设计,优化施工过程。例如,设计师在设计作品的时候,通常不会考虑建筑构造,比如管线之类的问题,但是有时却因为这种小问题影响设计中的其它物品,比如洗手间管线走向影响马桶的位置,或者靠洗手台太近,这样不得不改设计,重新施工。但是利用BIM,建筑物中的各种构件能在图中能很好的体现出来的话,就不难发现设计中存在的问题,而提前解决这个问题,从来达到优化设计的作用。同时,BIM可以提高施工流程的可预测性。例如,我们为这个建筑物建立BIM模型,在此模型中,所有的工程材料都有自己的参数,包括它的位置,材质,施工时间,施工工艺等,再如图2(a)、(b)、(c)、(d)所示,对正在施工的楼层,我们设置观测路线和观测点,然后如设置每个观测点的观测角度,再调整观测框的大小,最后关于整层楼的结构和施工流程就能根据我们所设计的路线,完全展现在我们面前。在这个过程中,我们可能会发现在建筑材料的转移过程中,事先没有预定好材料的堆放位置,或者一目了然地发现某个设计构件的位置和另外的重叠了,或者施工的工序有问题,就可以在没有动工之前来重新筹划、解决这个问题,最大限度地减少高成本的错误。这样,无论是工程师还是施工工人通过最后的输出结果都能更直观的把握这个项目,了解整个过程,使整个项目用更短的时间,更合理,更经济,更环保地竣工。

 

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  图2 动态模型

 

  概预算人员可以在BIM模型中快速地添加并编辑数据,提取他们所需要的信息。例如我们只要在图中选择一根柱,然后再点击同一属性,就可以得到这种柱的材质,大小,以及所有这种规格的柱的数量等等,非常便于统计。同时对于材料采购人员来说,这样的数据模型也是非常有用的。

 

  对运营者来说,BIM模型是一种实时模型,它可以利用最先进的信息设备来随时获取建筑物内外信息,不仅包括建筑物内静物,比如构件,设备设施等的信息,还能不断追踪与检测流动人群,流动设施,温度等动态信息。比如,根据BIM我们可以知道某设备的购买时间,规格,以及现在的运行状态,在需要更新的时候还会自动跳出提示。对建筑物中的人群,通过安装各种红外线,摄像头等感知设备,再进行计算机处理,我们可以随时精确知道他们的数量,分布,动向,在发生紧急事件时,BIM模型能够自动计算出最优路径,并不断更新数据重新计算路径来智能地疏散人群。对于百货商场来说,通过这些实时数据,可以统计出哪些专柜更受欢迎,在哪些时间点顾客喜欢呆在哪些地方等信息来策划销售方式,活动分布等内容。

 

  所以,BIM已经超越了设计和施工阶段,它涵盖了项目的整个生命周期。从短期来说,它使建筑工程更快、更省、更精确,使各工种配合得更好,因而减少了图纸的出错风险,大大提高设计乃至整个工程的质量和效率。从长远来说,它不断提供质量高,可靠性强的信息来使建筑物的运作、维护和设施管理能更好的运行,持续地节约了成本。BIM的运用无疑是建筑界的一场工业大革命。到这里,今天的BIM-未来建筑的发展方向就结束了。


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