摘要:BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用實(shí)踐表明,作為智力密集型的建筑設(shè)計(jì)行業(yè),選擇更新更好的BIM技術(shù)工具進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作和成果制作,并不存在技術(shù)的障礙,是可行、可實(shí)現(xiàn)的。采用BIM技術(shù)后,設(shè)計(jì)成果的深度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式,從項(xiàng)目建設(shè)精細(xì)化管理的角度,也是科學(xué)和合理的。BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計(jì)相比,現(xiàn)階段的優(yōu)勢(shì)和障礙都非常突出,如全面推廣應(yīng)用,既需要建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的思維創(chuàng)新整合、積極應(yīng)對(duì),也需要建設(shè)工程領(lǐng)域?qū)τ谠O(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)深度、交付成果、設(shè)計(jì)工期等影響的綜合了解和統(tǒng)籌平衡。只有正確、全面了解BIM技術(shù)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)階段以及對(duì)后續(xù)建設(shè)階段的影響,才能有助于BIM技術(shù)在整個(gè)工程建設(shè)領(lǐng)域的順利推廣和應(yīng)用。
BIM(Building InformationModeling)即建筑信息模型,它以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),建立建筑模型,通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。B IM技術(shù)于2 0 0 4年引入國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域,在國(guó)家體育場(chǎng)、上海世博會(huì)、上海中心大廈、117大廈(天津)、國(guó)家海洋博物館(天津)、國(guó)家會(huì)展中心(天津)等多個(gè)項(xiàng)目上進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。
1. 二維設(shè)計(jì)模式的利與弊
用2D的方式來(lái)表達(dá)3D的建筑物,導(dǎo)致了建筑業(yè)設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)領(lǐng)域的明確分工,帶來(lái)了近100多年建筑業(yè)的空前繁榮和發(fā)展。二維圖紙表達(dá)的出現(xiàn),使得建筑設(shè)計(jì)變得更加的高效和規(guī)則,出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的建造法式與設(shè)計(jì)風(fēng)格,設(shè)計(jì)資源及建造中的經(jīng)驗(yàn)得以保留,推動(dòng)了建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。同時(shí),二維圖紙表達(dá)方式的出現(xiàn),使得設(shè)計(jì)分工與合作成為可能。建筑設(shè)計(jì)逐漸細(xì)分為建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、專項(xiàng)等門類,設(shè)計(jì)階段細(xì)分為方案設(shè)計(jì)、擴(kuò)初設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、安裝圖設(shè)計(jì)等。通過(guò)分工,更多的人可以參與到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,通過(guò)更多的智慧勞動(dòng)共同推動(dòng)著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。
但隨著建設(shè)項(xiàng)目復(fù)雜性的不斷加大(包括規(guī)模的增大以及建筑系統(tǒng)數(shù)量和復(fù)雜性的增加等),以及業(yè)主對(duì)縮短工期和控制造價(jià)、提高建筑品質(zhì)的要求漸高,使得細(xì)分的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)于協(xié)同的效率(時(shí)間和質(zhì)量)相應(yīng)地也有了更高的要求。
2. BIM建筑設(shè)計(jì)模式的特點(diǎn)
BIM技術(shù)作為一種更直觀的可視化三維信息模型設(shè)計(jì)工具,正是應(yīng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)τ谠O(shè)計(jì)質(zhì)量和協(xié)同效率更高的要求而出現(xiàn)的。B I M 技術(shù)直觀可視,使建筑師可以克服傳統(tǒng)二維圖紙的局限,在表達(dá)空間三維復(fù)雜形態(tài)方面的局限,從而極大地拓展了建筑師對(duì)建筑形態(tài)探索的可實(shí)施性,也有助于建設(shè)領(lǐng)域各參與方快速理解建設(shè)項(xiàng)目從無(wú)到有的設(shè)計(jì)過(guò)程及成果。BIM讓建筑設(shè)計(jì)從二維走向了三維,并走向了數(shù)字化建造,這是建筑設(shè)計(jì)方法的一次重大轉(zhuǎn)型。
BIM技術(shù)使建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、空調(diào)、電氣等各個(gè)專業(yè)能夠基于同一個(gè)模型進(jìn)行工作,從而使真正意義上的三維集成協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能。在二維圖紙時(shí)代,各個(gè)專業(yè)間的綜合協(xié)同是一個(gè)繁瑣費(fèi)時(shí)的工作,做得不好會(huì)經(jīng)常引起施工中的反復(fù)變更。而B(niǎo)IM技術(shù)將整個(gè)設(shè)計(jì)整合到一個(gè)共享的建筑信息模型中,結(jié)構(gòu)與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間的沖突會(huì)直觀地顯現(xiàn)出來(lái),工程師們可在三維模型中隨意查看,并且能準(zhǔn)確查看到可能存在問(wèn)題的地方,并及時(shí)調(diào)整自己的設(shè)計(jì),從而極大地避免了施工中的浪費(fèi)。
3. BIM與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系
3.1 BIM是建筑設(shè)計(jì)的工具 很多人認(rèn)為B I M不是一個(gè)軟件,它是一個(gè)概念(或理念),是一個(gè)可以提升工程建設(shè)行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量和效率的系統(tǒng)工程。也有的人認(rèn)為BIM是協(xié)同平臺(tái),BIM是管理。
那么,BIM究竟是什么呢?對(duì)于建筑設(shè)計(jì)整體領(lǐng)域而言,我們認(rèn)為在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),BIM都只是建筑設(shè)計(jì)的工具。建筑設(shè)計(jì)的核心是將各專業(yè)設(shè)計(jì)師的智慧成果予以正確表達(dá),這一思想過(guò)程是任何軟件都無(wú)法取代的。
智慧建造與智能設(shè)計(jì)需要大量的數(shù)字化積累,還涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)等諸多問(wèn)題,在較短時(shí)間內(nèi)尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在今后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),BIM還是輔助建筑設(shè)計(jì)各專業(yè)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)、協(xié)同、傳遞的技術(shù)工具,三維協(xié)同和管理都是BIM新興技術(shù)工具其中的功能。
只有正確理解了BIM作為設(shè)計(jì)工具的本質(zhì),才能更好地發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性,才會(huì)更積極地研究與應(yīng)用BIM技術(shù),使技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)、智慧有機(jī)融合,產(chǎn)生更大的價(jià)值。
3.2 工具手段改變思維和行為 雖然BIM僅僅是建筑設(shè)計(jì)的工具,但工具性能的改變,也勢(shì)必影響行業(yè)環(huán)境以及行業(yè)的思維方式和流程行為。BIM與CAD不盡相同。雖同為工具,但CAD的重點(diǎn)在于解決單個(gè)技術(shù)人員的具體工作需求,BIM的重點(diǎn)在于信息的模型化共享。
BIM的價(jià)值并不是簡(jiǎn)單地將二維圖紙三維模型化、數(shù)字化,將數(shù)字信息進(jìn)行集成,它是一種數(shù)字信息的應(yīng)用,是可以用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法,這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境,可以使建筑工程效率顯著提高、風(fēng)險(xiǎn)大幅度降低。因此,BIM數(shù)字模型既包括建筑物的信息模型,又包括建筑工程管理行為的模型,將兩者進(jìn)行了完美的結(jié)合和組合。因此,在一定范圍內(nèi),建筑信息模型可以模擬實(shí)際的建筑工程建設(shè)行為,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建造、運(yùn)維的預(yù)體驗(yàn)和管理預(yù)控。
4. BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的影響
通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐,對(duì)比傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)方法,我們發(fā)現(xiàn),BIM技術(shù)顛覆了基于圖紙和二維空間的設(shè)計(jì)思維模式,以創(chuàng)新性的三維建模技術(shù)將設(shè)計(jì)方案更加直觀、更加全面地展現(xiàn)出來(lái)。僅就目前已有的實(shí)踐成果就足以表明,BIM技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)非常明顯,對(duì)現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的影響主要集中在以下幾個(gè)方面:
4.1 設(shè)計(jì)深度顯著加深 傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)表達(dá)形式下,設(shè)計(jì)空間模型構(gòu)建在設(shè)計(jì)師頭腦中構(gòu)成,設(shè)計(jì)成果通過(guò)圖紙、文字說(shuō)明、圖集、常規(guī)做法組合來(lái)表達(dá)傳遞,圖紙內(nèi)容只是其中一個(gè)組成部分,屬于有限表達(dá),設(shè)計(jì)成果的閱讀、驗(yàn)收,常常依賴后續(xù)參與人員的知識(shí)體系和對(duì)設(shè)計(jì)師思維的理解。在BIM設(shè)計(jì)模式下,即得即見(jiàn),要求設(shè)計(jì)師完全、詳細(xì)描述設(shè)計(jì)思維和成果,模型幾乎是設(shè)計(jì)的全部,這種方式雖然大大減少了后期設(shè)計(jì)成果應(yīng)用的技術(shù)門檻,卻加大了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)和制作設(shè)計(jì)成果的工作量,設(shè)計(jì)深度顯著加深。
4.2 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)便捷直觀 在BIM模式下,設(shè)計(jì)質(zhì)量直觀可視,借助軟件碰撞檢測(cè)功能、模擬分析功能,能夠更直觀地進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和評(píng)估。以常用的碰撞檢測(cè)功能為例,其不僅可以對(duì)機(jī)電管線進(jìn)行碰撞檢測(cè),還可以對(duì)建筑和結(jié)構(gòu)、建筑和門窗、建筑和幕墻、建筑和裝飾裝修等全面進(jìn)行碰撞檢測(cè),優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。
同時(shí),借助一些模擬軟件,在設(shè)計(jì)階段,BIM就可以對(duì)設(shè)計(jì)成果做模擬驗(yàn)證,如節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等;還可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行4D模擬(三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間),從而進(jìn)行施工預(yù)控;還可以進(jìn)行5D模擬(基于3D模型的造價(jià)控制),從而實(shí)現(xiàn)成本控制。通過(guò)模擬,能夠更加精確地對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),確保降耗、提高使用舒適度,提高項(xiàng)目控制能力。
5. 結(jié)語(yǔ)
建筑市場(chǎng)已進(jìn)入精細(xì)化階段。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)發(fā)以來(lái)的持續(xù)建設(shè),市場(chǎng)對(duì)于建筑產(chǎn)品越來(lái)越理性。以最為普遍的住宅市場(chǎng)為例,購(gòu)房者將更關(guān)注產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)、建造品質(zhì)和運(yùn)維品質(zhì),如果在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到土建與家裝的有機(jī)結(jié)合,采用最佳集合尺寸,提前預(yù)留好家裝儲(chǔ)物空間,并充分利用墻垛、玄關(guān)等隱秘部位的倉(cāng)儲(chǔ)功能、大幅度節(jié)省空間,做出更大得房率,更人性化、更能充分滿足現(xiàn)代人對(duì)住宅新追求的戶型,必將更有競(jìng)爭(zhēng)力。
未來(lái),一定會(huì)有越來(lái)越多的房企主動(dòng)從居住者行為習(xí)慣的角度去研究住宅,建設(shè)“住起來(lái)更舒適的房子”而非“看起來(lái)好看的房子”。整個(gè)建筑市場(chǎng)趨勢(shì)的改變,將直接導(dǎo)致規(guī)劃設(shè)計(jì)市場(chǎng)的變化,精細(xì)化設(shè)計(jì)不再是口號(hào)。采用BIM技術(shù)已是大勢(shì)所趨。