实现建筑施工企业对BIM技术的深度应用Word文件下载.docx
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实现建筑施工企业对BIM技术的深度应用Word文件下载.docx
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但是在场面上,不少人说起BIM技术来,反而是振振有辞,有的开发商说我们的软件本来就是BIM支持技术的,还有的说应用BIM技术就是用我们的软件,还有的单位说我们已经在应用BIM技术。
这些说法或多或少都有夸大其词的成分,但是我们是不是也可以看得出,应用BIM技术并不是难事。
那简单的是什么呢?
如果我们使用一个BIM应用软件,比如我们使用RevitArchitecture,建一个三维模型展示一下就可算过应用BIM技术。
实际上很多单位都在做这个事,我要用BIM软件来建模,用在招投标过程中来展示一下我的施工方案。
这是非常简单的,用一个软件就可以说是在应用BIM。
难的是什么呢?
难的是深度应用BIM技术,使BIM技术成为推动企业技术进步的有利基础或者重要的基础。
为了促进施工企业对BIM技术的深度应用,有必要搞清楚这么几个问题,首先,什么是真正的BIM技术?
其次,施工企业应用BIM技术的现状如何?
第三,什么是BIM技术的深度应用?
第四,如何深度应用BIM技术?
我想结合自己的研究工作,就这些问题谈一下认识和体会,希望对大家有所帮助。
首先是谈什么是真正的BIM技术。
真正的BIM技术是不是就像刚才说的用一个BIM技术的软件就是BIM技术呢?
我们有必要追根溯源,首先看一下BIM的定义是什么,最好找到一个BIM的权威定义,像美国的国家BIM标准里面给出了定义,美国定义的是BIM是设施的五里河功能特征的数字化表示,因为它可以用作设施信息的共享知识资源,成为设施权声明期决策的可靠基础。
从这个定义里面如果抓关键词的话,主要有什么呢?
首先BIM是设施的一种数字化的表示,像我们这个大楼是用数字化表示出来。
表示出来干什么用呢?
是用作共享知识资源,也就是说这个大楼有关各方来共享知识资源,还能干什么用呢?
就是作为全生命期决策的可靠基础,就是决策的时候用数据,数据来自哪儿呢?
就来自BIM。
关于BIM技术为了认识它,除了要看刚才的定义,实际上还有必要看一下核心的特征,通过核心的特征进一步来了解、理解BIM技术。
关于BIM技术的核心特征,我是参考了一个具有高度权威性的BIM的专著《BIMHandbook》,通过对这个著作里边观点的归纳,我归结BIM技术的核心特征有六条,首先是反映全生命期信息共享理念及模式。
首先设施的全生命期,全生命期要经过设计、招投标、施工、运行维护等几个阶段,每个阶段都会产生信息,都会被应用一次甚至多次。
这些信息是怎么产生的呢?
比如我们有建筑设计、软件系统、节能设计软件系统等等,比如施工的话又有施工、项目管理系统等等,这些系统都用于产生信息。
刚才说产生信息在其后会被使用,怎么来使用?
现状实际上还是停留在这样一个阶段,产生出来的信息往往需要打印出来,再录入到计算机里边去成为另外一个软件的输入,目前这种信息的共享方式是一种间接的信息共享,就是信息的共享是不能够直接进行的,需要经过信息的转录。
这样就带来什么问题呢?
当然就是大量的信息需要重复录入,然后才能够被利用起来。
重复录入意味着工作的低效,也意味着容易出错,这样的错误对实际工作会产生很大的影响。
如果基于BIM技术,这样的信息共享的模式会发生什么变化呢?
就变成了BIM会成为所有这些应用软件的中心,所有的应用软件通过BIM来直接共享相应的信息,什么叫直接共享呢?
直接共享就是应用系统可以直接读入或者是写出相关的信息,而不需要人工干预。
这样一来,从一个软件产生的信息,其他软件利用的时候,就可以直接读入,不需要打印、不需要转录。
BIM就使得相关的信息在全生命期可以直接共享,这就是全生命期信息共享的理念和模式。
所以我们的应用软件应该反映这样的模式,这是第一点。
第二点,以N为模型为基础,N就是大于等于3,有人认为BIM就是三维模型,三维也能叫做BIM,但是多数情况下是大于3。
我们可以看一个软件的例子,我们在这个平面图里画出实际的墙,但是我们给墙构建出相应的属性,让它具有材料、具有高度,也就是说我们画的同时能够看到三维视图,这个软件的基础是三维模型,甚至四维、五维模型。
四维可以考虑是材料或者是成本,如果是同时考虑的话就是四维、五维、六维都有了。
这是作为N为基础的一个例子。
这个软件的操作应该是支持面向对象的操作,我们用一些图形元素来画出所设计的对象。
如果是基于BIM的软件,操作对象就是窗、门、墙等一个一个对象,我们设计的过程就是把这样的对象一个一个像堆积木似的堆积起来。
第四个特征就是支持参数化的设计,我们以设计为例,假如现在设计一个建筑,设计的过程中可以同时看到这个设计的平面图、内部的透视图。
参数化设计的核心是什么呢?
参数化设计的核心首先有建筑构件,其次有尺寸标注,还有视图,视图有平面、立面、透视,参数化技术就是让这几个方面做到同步,比方说现在构件拉长了,那尺寸就相应的变了,从这个视图就可以看到那个视图也发生变化。
如果尺寸发生了变化,比如现在标的是300,改成400了,会发现构件的大小也会发生变化。
构件之间的关联也可以建立起来,像我们现在的屋子应该是曲面的屋顶,我们把它变成折线的屋顶,曲线的屋顶和墙是关联的关系,一旦变成折线以后,墙也会相应的变化,会变成适应折线的墙。
我们从这个模型想得到的平面图、抛面图甚至数量表都是可以自动生成的,自动生成的表现形式同时发生变化,也就是说我们只要改一个屋顶的形状,所有的图就自己都改了。
大家如果做过设计的话,就可以体会这个好处,参数化技术就是让你改一个地方,别的地方都改。
但是如果用Autodesk的话,要改一处,所有的处都得改。
第五个特征是支持开放式标准,开放式标准是什么概念呢?
是相对于开发商自有的数据标准,比如Autodesk,它是软件开发商自有的标准。
如果基于BIM,这个软件所有开发商都可以看到,所有软件开发商都可以支持,我们设计软件,如果支持开发商标准,设计数据就保存成开放式标准的数据格式,结构设计的软件可以把软件直接读取,前提是只要支持开放式的标准就可以了。
大家说有没有这样的标准能够把所有的不同的专业、不同的阶段的数据都能够表示出来?
能够兼容?
到目前为止是有这样的标准的,像IFC就是这样的标准,IFC是关于建筑产品数据表达和交换的国际标准,是建筑工程软件交换和共享信息的基础。
这样的标准非常复杂,采用面向对象的表示方法,定义的类一共有600多个类,比如关于设计阶段的数据,可能是设计到300个类,关于施工阶段是设计到200个类,是这样使用。
这样复杂的标准,目前在业界也得到了广泛的支持,像我给大家显示出来的是主要的软件厂商都支持IFC标准,就是他们开发的BIM软件,输入和输出都支持IFC标准,操作的结果可以保存成IFC。
第六大特征是提供功能更加强大的软件。
实际上目前应用软件已经足够强大了,主要的信息处理都可以用软件来进行,BIM技术作为一个新技术,对我们这个行业提供了新的技术基础,作为BIM技术本身,如果想得到更好的应用,必须能够做到提供比现有的技术更强大的功能,另外这也是可能的。
为什么BIM技术能够让软件的功能更加强大呢?
就因为有建筑信息模型,建筑信息模型是支持N维模型的,计算机是自己可以理解的,比如二维模型想建立三维模型是建立不起来的,如果三维模型建立二维模型是可以自动生成的,计算机只要一运算就可以了,所以这是可能的,不仅必要,而且可能。
我们在建筑设计软件或者结构设计软件里面,已经生成了三维模型了,有了这个三维模型,就可以作为一个已知条件,做什么呢?
可以做成本预测,我们做成本预测无非是说要有设计的模型,现在这是三维的,就可以自动获取。
我们可以做能耗分析,能耗分析只是我们需要的建筑模型,现在也是现成的,并且这些都是以N维模型的形式存储的,并且可以自动提取,这样就可以想我们在建筑设计、结构设计里放一个插件,这个插件就可以自动进行成本预测和成本分析。
一个建筑师把建筑模型一建,按一个按钮就能给出我设计的这个建筑将来每年的能耗是多少,这样的功能当然是非常强大的功能,BIM技术就支持这样的功能的实现。
这就是我所归纳的BIM技术的六个核心特征,事实上这六个核心特征也可以来区分BIM技术和非BIM技术,有的开发商说他的软件本身就是支持BIM技术的,我们就用这六个特征来看是不是都支持。
知道了什么是BIM技术以后,下面就来关注一下BIM技术的现状如何。
我们不得不承认,国外是领先于国内的,即使在国外,多个文献大家对应用现状的描述和总结是这样的,目前BIM技术的应用还是应用在项目全生命期的局部,没有完全实现全生命期。
在施工中的应用也是这样。
这本书是《BIMhandbook》,其中第一作者就是BIM技术的鼻祖,在上世纪90年代就提出了这个概念。
这本书去年已经出了第二版,有600多页,不仅有理论、有软件,还有很多案例。
在这本主里对BIM的应用从三个方面来展开,第一方面是对于业主怎么来使用BIM技术、第二方面是设计方怎么来使用,第三方面是施工方怎么来使用。
我们来看一下施工方有哪些应用的情形。
这本书里列出的施工方的应用情形有这样几个方面:
首先是进行碰撞检测,有效支持减少返工。
施工进行过程中,照图施工,发现管道和管道之间有碰撞,管道和结构有碰撞,传统的做法是根据设计图,管路有管路的设计图,施工有施工的设计图,拿在一起看会不会碰,有碰的话就及时修改,没有碰的话就施工。
但是开始施工之后发现还是有碰的。
如果用BIM技术的话,这些都可以在系统里面,就像在实际施工当中进行虚拟施工,发现哪些有碰撞,在施工之前就排除碰撞,这就是碰撞检测。
第二是有效支持工程算量和计价。
这里面有三维模型,我们就可以通过计算机软件自动从这个模型提取出去,进行工程的算量和计价。
第三是有效支持施工过程划分和计划。
第四是实现多纬度信息集成,有效支持项目综合管控。
多维的信息集成指的什么呢?
除了三维模型,还可以加上进度的信息、材料的信息,还可以加上安全的信息,有了这些信息以后,我们就可以按照需要的角度来展开,来分析。
比如我们现在先看一下4D,4D就是在三维模型上面加上进度的数据,有专门的软件使得这两个数据比较容易的结合起来。
结合起来就能够做什么呢?
就能够展示,好比说开工那天进度是什么样的,好比说过了20天之后是什么样的,30天之后是什么样的,就可以像放电影一样展示施工的进程。
同理,如果我们把材料、到场的信息、把实际施工的进度等这些信息加入到模型以后,可以随时进行统计,比如我现在看到的是某一个WPS,某一个任务分解已经完成的量有多少,进行中的量有多少,未开始的量有多少。
或者我们甚至可以看总工程量,总工程量就是已经完成了多少,目前进行了多少,没有开展的是多少。
这样就便于进行施工过程的综合管控。
第五是有效支持虚拟装配。
有了这个模型,就像刚才说的碰撞检查一样,我们现在是装备,有个顺序,先装配什么,后装配什么,完全在计算机里面进行施工,就是虚拟施工。
第六是可以有效支
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