如何利用BIM技术实现三维协同设计?

2021年1月6日
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BIM设计是什么?BIM技术如何形成三维集成协同设计

发布:中文网小编2号 浏览:314人  分享 发布于:2021-01-06

BIM(Building InformationModeling)即建筑信息模型,它以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。小编为大家带来“你还停留在建筑二维时代么?BIM技术让三维集成协同设计变为真正可能”。

1. 二维设计模式的利与弊

用2D的方式来表达3D的建筑物,导致了建筑业设计与施工两个领域的明确分工,带来了近100多年建筑业的空前繁荣和发展。二维图纸表达的出现,使得建筑设计变得更加的高效和规则,出现了标准的建造法式与设计风格,设计资源及建造中的经验得以保留,推动了建筑业的持续发展。同时,二维图纸表达方式的出现,使得设计分工与合作成为可能。建筑设计逐渐细分为建筑、结构、机电、专项等门类,设计阶段细分为方案设计、扩初设计、施工图设计、安装图设计等。通过分工,更多的人可以参与到建筑设计领域中,通过更多的智慧劳动共同推动着建筑设计行业的发展和进步。

但随着建设项目复杂性的不断加大(包括规模的增大以及建筑系统数量和复杂性的增加等),以及业主对缩短工期和控制造价、提高建筑品质的要求渐高,使得细分的建筑设计行业对于协同的效率(时间和质量)相应地也有了更高的要求。

2. BIM建筑设计模式的特点

BIM技术作为一种更直观的可视化三维信息模型设计工具,正是应设计领域对于设计质量和协同效率更高的要求而出现的。B I M 技术直观可视,使建筑师可以克服传统二维图纸的局限,在表达空间三维复杂形态方面的局限,从而极大地拓展了建筑师对建筑形态探索的可实施性,也有助于建设领域各参与方快速理解建设项目从无到有的设计过程及成果。BIM让建筑设计从二维走向了三维,并走向了数字化建造,这是建筑设计方法的一次重大转型。

BIM技术使建筑、结构、给排水、空调、电气等各个专业能够基于同一个模型进行工作,从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。在二维图纸时代,各个专业间的综合协同是一个繁琐费时的工作,做得不好会经常引起施工中的反复变更。而BIM技术将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中,结构与设备、设备与设备间的冲突会直观地显现出来,工程师们可在三维模型中随意查看,并且能准确查看到可能存在问题的地方,并及时调整自己的设计,从而极大地避免了施工中的浪费。

3. BIM与建筑设计的关系

3.1 BIM是建筑设计的工具

很多人认为B I M不是一个软件,它是一个概念(或理念),是一个可以提升工程建设行业全产业链各个环节质量和效率的系统工程。也有的人认为BIM是协同平台,BIM是管理。

那么,BIM究竟是什么呢?对于建筑设计整体领域而言,我们认为在很长的一段时间内,BIM都只是建筑设计的工具。建筑设计的核心是将各专业设计师的智慧成果予以正确表达,这一思想过程是任何软件都无法取代的。

智慧建造与智能设计需要大量的数字化积累,还涉及知识产权等诸多问题,在较短时间内尚无法实现。在今后的很长一段时间内,BIM还是辅助建筑设计各专业设计人员设计、协同、传递的技术工具,三维协同和管理都是BIM新兴技术工具其中的功能。

只有正确理解了BIM作为设计工具的本质,才能更好地发挥人的主观能动性,才会更积极地研究与应用BIM技术,使技术与经验、智慧有机融合,产生更大的价值。

3.2 工具手段改变思维和行为 

虽然BIM仅仅是建筑设计的工具,但工具性能的改变,也势必影响行业环境以及行业的思维方式和流程行为。BIM与CAD不尽相同。虽同为工具,但CAD的重点在于解决单个技术人员的具体工作需求,BIM的重点在于信息的模型化共享。

BIM的价值并不是简单地将二维图纸三维模型化、数字化,将数字信息进行集成,它是一种数字信息的应用,是可以用于设计、建造、管理的数字化方法,这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程效率显著提高、风险大幅度降低。因此,BIM数字模型既包括建筑物的信息模型,又包括建筑工程管理行为的模型,将两者进行了完美的结合和组合。因此,在一定范围内,建筑信息模型可以模拟实际的建筑工程建设行为,实现项目建造、运维的预体验和管理预控。

4. BIM技术对现有建筑设计行业的影响

通过多个项目的BIM技术应用实践,对比传统的建筑设计方法,我们发现,BIM技术颠覆了基于图纸和二维空间的设计思维模式,以创新性的三维建模技术将设计方案更加直观、更加全面地展现出来。仅就目前已有的实践成果就足以表明,BIM技术对比传统二维设计的优势非常明显,对现有建筑设计行业的影响主要集中在以下几个方面:

4.1 设计深度显著加深 传统的二维设计表达形式下,设计空间模型构建在设计师头脑中构成,设计成果通过图纸、文字说明、图集、常规做法组合来表达传递,图纸内容只是其中一个组成部分,属于有限表达,设计成果的阅读、验收,常常依赖后续参与人员的知识体系和对设计师思维的理解。在BIM设计模式下,即得即见,要求设计师完全、详细描述设计思维和成果,模型几乎是设计的全部,这种方式虽然大大减少了后期设计成果应用的技术门槛,却加大了设计师的设计和制作设计成果的工作量,设计深度显著加深。

4.2 设计评价便捷直观 在BIM模式下,设计质量直观可视,借助软件碰撞检测功能、模拟分析功能,能够更直观地进行设计优化和评估。以常用的碰撞检测功能为例,其不仅可以对机电管线进行碰撞检测,还可以对建筑和结构、建筑和门窗、建筑和幕墙、建筑和装饰装修等全面进行碰撞检测,优化设计成果。

同时,借助一些模拟软件,在设计阶段,BIM就可以对设计成果做模拟验证,如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;还可以在设计阶段进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),从而进行施工预控;还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而实现成本控制。通过模拟,能够更加精确地对设计成果进行分析、评价,确保降耗、提高使用舒适度,提高项目控制能力。

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