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BIM在國內(nèi)建筑全生命周期的20個(gè)典型應(yīng)用

作者:過俊    
時(shí)間:2014-10-30 09:27:57 [收藏]
摘要在借鑒美國bSa(building SMART alliance)對美國建筑工程行業(yè)BIM應(yīng)用分類的基礎(chǔ)上,整理和歸納了目前中國建筑工程行業(yè)BIM在建筑全生...
    關(guān)鍵詞:周期 典型 生命

    摘  要  在借鑒美國bSa(building SMART alliance)對美國建筑工程行業(yè)BIM應(yīng)用分類的基礎(chǔ)上,整理和歸納了目前中國建筑工程行業(yè)BIM在建筑全生命周期中的20種典型應(yīng)用。

    關(guān)鍵詞  BIM 建筑全生命周期 典型應(yīng)用

    0 引言

        在過去的20多年中,CAD技術(shù)的普及和推廣使建筑師、工程師們甩掉圖板,從傳統(tǒng)的手工繪圖、設(shè)計(jì)和計(jì)算中解放出來,可以說是工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第一次數(shù)字革命。而現(xiàn)在,建筑信息模型(BIM)的出現(xiàn)將引發(fā)整個(gè)工程建設(shè)領(lǐng)域的第二次數(shù)字革命。BIM不僅帶來現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代,它也間接影響了生產(chǎn)組織模式和管理方式,并將更長遠(yuǎn)地影響人們思維模式的轉(zhuǎn)變。
        BIM技術(shù)的核心是通過在計(jì)算機(jī)中建立虛擬的建筑工程三維模型,同時(shí)利用數(shù)字化技術(shù)為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息,還包含了非構(gòu)件對象(例如空間、運(yùn)動(dòng)行為)的信息。借助這個(gè)富含建筑工程信息的三維模型,建筑工程的信息集成化程度大大提高,從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個(gè)工程信息交換和共享的平臺。結(jié)合更多的相關(guān)數(shù)字化技術(shù),BIM模型中包含的工程信息還可以被用于模擬建筑物在真實(shí)世界中的狀態(tài)和變化,使得建筑物在建成之前,相關(guān)利益方就能對整個(gè)工程項(xiàng)目的成敗做出完整的分析和評估。
         隨著B IM在國內(nèi)逐漸被認(rèn)可與應(yīng)用,特別是近年來在國內(nèi)工程建造行業(yè)高速發(fā)展的背景下,BIM已經(jīng)在國內(nèi)一些大型工程項(xiàng)目中得到積極應(yīng)用,涌現(xiàn)出很多成功案例。美國b S a(building SMART alliance)曾經(jīng)對目前美國工程建設(shè)行業(yè)領(lǐng)域的BIM應(yīng)用情況做過詳細(xì)調(diào)查,并總結(jié)出目前美國市場上BIM的25種不同應(yīng)用并加以分析研究,用于指導(dǎo)工程項(xiàng)目在不同階段選擇合適的BIM應(yīng)用。國內(nèi)目前還缺少在這一領(lǐng)域的深入研究,不過我們依然可以借鑒美國bSa對BIM應(yīng)用的分類框架,結(jié)合目前國內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、市場對BIM應(yīng)用的接受程度以及國內(nèi)工程建設(shè)行業(yè)的特點(diǎn),對中國建筑市場BIM的典型應(yīng)用進(jìn)行歸納和分類(圖1)。
    由于中美建筑市場的差異以及本土主流BIM軟件的欠缺,國內(nèi)BIM應(yīng)用在行業(yè)跨度和深度上都和美國有一定距離,不過大的應(yīng)用方向是一致的。以下為筆者整理出來的目前國內(nèi)建筑市場典型的BIM應(yīng)用,一共有20個(gè),希望和大家進(jìn)行交流探討。

    1 BIM的20種典型應(yīng)用

    1.1 BIM模型維護(hù)
        根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度建立和維護(hù)BIM模型,實(shí)質(zhì)是使用BIM平臺匯總各項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有的建筑工程信息,消除項(xiàng)目中的信息孤島,并且將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲存,以備項(xiàng)目全過程中項(xiàng)目各相關(guān)利益方隨時(shí)共享。
    由于BIM的用途決定了BIM模型細(xì)節(jié)的精度,同時(shí)僅靠一個(gè)BIM工具并不能完成所有的工作,所以目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法,建立符合工程項(xiàng)目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。這些模型根據(jù)需要可能包括:設(shè)計(jì)模型、施工模型、進(jìn)度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。BIM“分布式”模型還體現(xiàn)在BIM模型往往由相關(guān)的設(shè)計(jì)單位、施工單位或者運(yùn)營單位根據(jù)各自工作范圍單獨(dú)建立,最后通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)合成。這將增加對BIM建模標(biāo)準(zhǔn)、版本管理、數(shù)據(jù)安全的管理難度,所以有時(shí)候業(yè)主也會委托獨(dú)立的BIM服務(wù)商統(tǒng)一規(guī)劃、維護(hù)和管理整個(gè)工程項(xiàng)目的BIM應(yīng)用,以確保BIM模型信息的準(zhǔn)確、時(shí)效和安全。

    1.2 場地分析
    場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素,是確定建筑物的空間方位和外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系的過程。在規(guī)劃階段,場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計(jì)決策的重要因素,往往需要通過場地分析來對景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進(jìn)行評價(jià)及分析。傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端,通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡稱GIS),對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,通過BIM及GIS軟件的強(qiáng)大功能,迅速得出令人信服的分析結(jié)果,幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評估場地的使用條件和特點(diǎn),從而做出新建項(xiàng)目最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。

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    1.3 建筑策劃
        建筑策劃是在總體規(guī)劃目標(biāo)確定后,根據(jù)定量分析得出設(shè)計(jì)依據(jù)的過程。相對于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)(設(shè)計(jì)任務(wù)書)的傳統(tǒng)方法,建筑策劃利用對建設(shè)目標(biāo)所處社會環(huán)境
    及相關(guān)因素的邏輯數(shù)理分析,研究項(xiàng)目任務(wù)書對設(shè)計(jì)的合理導(dǎo)向,制定和論證建筑設(shè)計(jì)依據(jù),科學(xué)地確定設(shè)計(jì)的內(nèi)容,并尋找達(dá)到這一目標(biāo)的科學(xué)方法。在這一過程中,除了需要運(yùn)用建筑學(xué)的原理,借鑒過去的經(jīng)驗(yàn)和遵守規(guī)范,更重要的是要以實(shí)態(tài)調(diào)查為基礎(chǔ),用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化手段對目標(biāo)進(jìn)行研究。
        BIM能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在建筑規(guī)劃階段,通過對空間進(jìn)行分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),從而節(jié)省時(shí)間,提供對團(tuán)隊(duì)更多增值活動(dòng)的可能。特別是在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時(shí),能借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù),做出關(guān)鍵性的決定。BIM在建筑策劃階段的應(yīng)用成果還會幫助建筑師在建筑設(shè)計(jì)階段隨時(shí)查看初步設(shè)計(jì)是否符合業(yè)主的要求,是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計(jì)依據(jù),通過BIM連貫的信息傳遞或追溯,大大減少以后詳圖設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)不合格需要修改設(shè)計(jì)的巨大浪費(fèi)(圖2)。



    1.4 方案論證
        在方案論證階段,項(xiàng)目投資方可以使用BIM來評估設(shè)計(jì)方案的布局、視野、照明、安全、人體工程學(xué)、聲學(xué)、紋理、色彩及規(guī)范的遵守情況。BIM甚至可以做到建筑局部的細(xì)節(jié)推敲,
    迅速分析設(shè)計(jì)和施工中可能需要應(yīng)對的問題。方案論證階段還可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解決方案供項(xiàng)目投資方進(jìn)行選擇,通過數(shù)據(jù)對比和模擬分析,找出不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn),幫助項(xiàng)目投資方迅速評估建筑投資方案的成本和時(shí)間。
        對設(shè)計(jì)師來說,通過BIM來評估所設(shè)計(jì)的空間,可以獲得較高的互動(dòng)效應(yīng),以便從使用者和業(yè)主處獲得積極的反饋。設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)修改往往基于最終用戶的反饋,在BIM平臺下,項(xiàng)目各方關(guān)注的焦點(diǎn)問題比較容易得到直觀的展現(xiàn)并迅速達(dá)成共識,相應(yīng)的需要決策的時(shí)間也會比以往減少(圖3)。

    1.5 可視化設(shè)計(jì)
    3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)有力地彌補(bǔ)了業(yè)主及最終用戶因缺乏對傳統(tǒng)建筑圖紙的理解能力而造成的和設(shè)計(jì)師之間的交流鴻溝,但由于這些軟件設(shè)計(jì)理念和功能上的局限,使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲還是用于階段性的效果圖展現(xiàn),與真正的設(shè)計(jì)方案之間都存在相當(dāng)大的差距。
    對于設(shè)計(jì)師而言,除了用于前期推敲和階段展現(xiàn),大量的設(shè)計(jì)工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺,使用平、立、剖等三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)成果。這種由于工具原因造成的信息割裂,在遇到項(xiàng)目復(fù)雜、工期緊的情況下,非常容易出錯(cuò)。BIM的出現(xiàn)使得設(shè)計(jì)師不僅擁有了三維可視化的設(shè)計(jì)工具,所見即所得,更重要的是通過工具的提升,使設(shè)計(jì)師能使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計(jì)(圖4),同時(shí)也使業(yè)主及最終用戶真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制,隨時(shí)知道自己的投資能獲得什么。

    1.6 協(xié)同設(shè)計(jì)
    協(xié)同設(shè)計(jì)是一種新興的建筑設(shè)計(jì)方式,它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同展開設(shè)計(jì)工作。協(xié)同設(shè)計(jì)是在建筑業(yè)環(huán)境發(fā)生深刻變化、建筑的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式必須得到改變的背景下出現(xiàn)的,也是數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)技術(shù)與快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
        現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計(jì)主要是基于CAD平臺,并不能充分實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的信息交流,這是因?yàn)镃AD的通用文件格式僅僅是對圖形的描述,無法加載附加信息,導(dǎo)致專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性。
    BIM的出現(xiàn)使協(xié)同已經(jīng)不再是簡單的文件參照,BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐,大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。借助BIM的技術(shù)優(yōu)勢,協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期,需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各方的集體參與,因此具備了更廣泛的意義,從而帶來綜合效益的大幅提升(圖5)。

     

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    1.7 性能化分析
    利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建筑物理性能化分析始于20世紀(jì)60年代甚至更早,早已形成成熟的理論支持,開發(fā)出豐富的工具軟件。但是在CAD時(shí)代,無論什么樣的分析軟件都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計(jì)算,而操作和使用這些軟件不僅需要專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓(xùn)才能完成,同時(shí)由于設(shè)計(jì)方案的調(diào)整,造成原本就耗時(shí)耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核,導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計(jì)的最終階段,成為一種象征性的工作,使建筑設(shè)計(jì)與性能化分析計(jì)算之間嚴(yán)重脫節(jié)。
    利用BIM技術(shù),建筑師在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計(jì)信息(幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等),只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件,就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果(圖6),原本需要專業(yè)人士花費(fèi)大量時(shí)間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程,如今可以自動(dòng)完成,這大大降低了性能化分析的周期,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量,同時(shí)也使設(shè)計(jì)公司能夠?yàn)闃I(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。


    1.8 工程量統(tǒng)計(jì)
    在CAD時(shí)代,由于CAD無法存儲可以讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算工程項(xiàng)目構(gòu)件的必要信息,所以需要依靠人工根據(jù)圖紙或者CAD文件進(jìn)行測量和統(tǒng)計(jì),或者使用專門的造價(jià)計(jì)算軟件根據(jù)圖紙或者CAD文件重新進(jìn)行建模后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。前者不僅需要消耗大量的人工,而且比較容易出現(xiàn)手工計(jì)算帶來的差錯(cuò),而后者同樣需要不斷地根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計(jì)方案及時(shí)更新模型,如果滯后,得到的工程量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也往往失效了。
    而BIM是一個(gè)富含工程信息的數(shù)據(jù)庫,可以真實(shí)地提供造價(jià)管理需要的工程量信息,借助這些信息,計(jì)算機(jī)可以快速對各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯(cuò)誤,非常容易實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案的完全一致。通過BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì)可以用于前期設(shè)計(jì)過程中的成本估算、在業(yè)主預(yù)算范圍內(nèi)不同設(shè)計(jì)方案的探索或者不同設(shè)計(jì)方案建造成本的比較,以及施工開始前的工程量預(yù)算和施工完成后的工程量決算(圖7,8)。

    1.9 管線綜合
        隨著建筑物規(guī)模和使用功能復(fù)雜程度的增加,無論設(shè)計(jì)企業(yè)還是施工企業(yè)甚至是業(yè)主對機(jī)電管線綜合的要求愈加強(qiáng)烈。在CAD時(shí)代,設(shè)計(jì)企業(yè)主要由建筑或者機(jī)電專業(yè)牽頭,將所
    有圖紙打印成硫酸圖,然后各專業(yè)將圖紙疊在一起進(jìn)行管線綜合,由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺,導(dǎo)致管線綜合成為建筑施工前讓業(yè)主最不放心的技術(shù)環(huán)節(jié)。利用BIM技術(shù),通過搭建各專業(yè)的BIM模型,設(shè)計(jì)師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的碰撞沖突,從而大大提高了管線綜合的設(shè)計(jì)能力和工作效率(圖9)。這不僅能及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中可以遇到的碰撞沖突,顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請單,更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率,降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。


    1.10 施工進(jìn)度模擬
    建筑施工是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程,隨著建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大,復(fù)雜程度不斷提高,使得施工項(xiàng)目管理變得極為復(fù)雜。當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目管理中經(jīng)常用于表示進(jìn)度計(jì)劃的甘特圖,由于專業(yè)性強(qiáng),可視化程度低,無法清晰描述施工進(jìn)度以及各種復(fù)雜關(guān)系,難以準(zhǔn)確表達(dá)工程施工的動(dòng)態(tài)變化過程。
    通過將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接,將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D(3D+Time)模型中,可以直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程(圖10)。4D施工模擬技術(shù)可以在項(xiàng)目建造過程中合理制定施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度,優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場地布置,對整個(gè)工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制,以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。此外借助4D模型,施工企業(yè)在工程項(xiàng)目投標(biāo)中將獲得競標(biāo)優(yōu)勢,BIM可以協(xié)助評標(biāo)專家從4D模型中很快了解投標(biāo)單位對投標(biāo)項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計(jì)劃是否基本合理等,從而對投標(biāo)單位的施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力作出有效評估。

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    1.11 施工組織模擬
    施工組織是對施工活動(dòng)實(shí)行科學(xué)管理的重要手段,它決定了各階段的施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容,協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項(xiàng)資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計(jì)是用來指導(dǎo)施工項(xiàng)目全過程各項(xiàng)活動(dòng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織的綜合性解決方案,是施工技術(shù)與施工項(xiàng)目管理有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。
    通過BIM可以對項(xiàng)目的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可建性模擬,按月、日、時(shí)進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析,以提高計(jì)劃的可行性;也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演以提高復(fù)雜建筑體系的可造性(例如:施工模板、玻璃裝配、錨固等)。
    借助BIM對施工組織的模擬,項(xiàng)目管理方能夠非常直觀地了解整個(gè)施工安裝環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和安裝工序,并清晰把握在安裝過程中的難點(diǎn)和要點(diǎn),施工方也可以進(jìn)一步對原有安裝方案進(jìn)行優(yōu)化和改善,以提高施工效率和施工方案的安全性。

    1.12 數(shù)字化建造
    制造行業(yè)目前的生產(chǎn)效率極高,其中部分原因是利用數(shù)字化數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)了制造方法的自動(dòng)化。同樣,BIM結(jié)合數(shù)字化制造也能夠提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率。通過BIM模型與數(shù)字化建造系統(tǒng)的結(jié)合,建筑行業(yè)也可以采用類似的方法來實(shí)現(xiàn)建筑施工流程的自動(dòng)化。建筑中的許多構(gòu)件可以異地加工,然后運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場,裝配到建筑中(例如門窗、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件)。通過數(shù)字化建造,可以自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制,這些通過工廠精密機(jī)械技術(shù)制造出來的構(gòu)件不僅降低了建造誤差,并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率,使得整個(gè)建筑建造的工期縮短并且容易掌控。
    BIM模型直接用于制造環(huán)節(jié)還可以在制造商與設(shè)計(jì)人員之間形成一種自然的反饋循環(huán),即在建筑設(shè)計(jì)流程中提前考慮盡可能多地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建造。同樣與參與競標(biāo)的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標(biāo)周期,便于制造商根據(jù)設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標(biāo)文件。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題,降低不斷上升的建造、安裝成本。


    1.13 物料跟蹤
    隨著建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、數(shù)字化水平的提升,以及建筑使用設(shè)備復(fù)雜性的提高,越來越多的建筑及設(shè)備構(gòu)件通過工廠加工并運(yùn)送到施工現(xiàn)場進(jìn)行高效的組裝。而這些建筑構(gòu)件及設(shè)備是否能夠及時(shí)運(yùn)到現(xiàn)場,是否滿足設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量是否合格將成為整個(gè)建筑施工建造過程中影響施工計(jì)劃關(guān)鍵路徑的重要環(huán)節(jié)。
    在BIM出現(xiàn)以前,建筑行業(yè)往往借助較為成熟的物流行業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)方案(例如RFID無線射頻識別電子標(biāo)簽)。通過RFID可以把建筑物內(nèi)各個(gè)設(shè)備構(gòu)件貼上標(biāo)簽,以實(shí)現(xiàn)對這些物體的跟蹤管理,但RFID本身無法進(jìn)一步獲取物體更詳細(xì)的信息(如生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等),而BIM模型恰好詳細(xì)記錄了建筑物及構(gòu)件和設(shè)備的所有信息。此外BIM模型作為一個(gè)建筑物的多維度數(shù)據(jù)庫,并不擅長記錄各種構(gòu)件的狀態(tài)信息,而基于RFID技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)對物體的過程信息都有非常好的數(shù)據(jù)庫記錄和管理功能,這樣BIM與RFID正好互補(bǔ),從而可以解決建筑行業(yè)對日益增長的物料跟蹤帶來的管理壓力。

    1.14 施工現(xiàn)場配合
        BIM不僅集成了建筑物的完整信息,同時(shí)還提供了一個(gè)三維的交流環(huán)境。與傳統(tǒng)模式下項(xiàng)目各方人員在現(xiàn)場從圖紙堆中找到有效信息后再進(jìn)行交流相比,效率大大提高。BIM逐漸成為一個(gè)便于施工現(xiàn)場各方交流的溝通平臺,可以讓項(xiàng)目各方人員方便地協(xié)調(diào)項(xiàng)目方案,論證項(xiàng)目的可造性,及時(shí)排除風(fēng)險(xiǎn)隱患,減少由此產(chǎn)生的變更,從而縮短施工時(shí)間,降低由于設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)造成的成本增加,提高施工現(xiàn)場生產(chǎn)效率。

    1.15 竣工模型交付
        建筑作為一個(gè)系統(tǒng),當(dāng)完成建造過程準(zhǔn)備投入使用時(shí),首先需要對建筑進(jìn)行必要的測試和調(diào)整,以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)來運(yùn)營。在項(xiàng)目完成后的移交環(huán)節(jié),物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設(shè)計(jì)圖紙、竣工圖紙,還需要能正確反映真實(shí)的設(shè)備狀態(tài)、材料安裝使用情況等與運(yùn)營維護(hù)相關(guān)的文檔和資料。
        B IM能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機(jī)地整合起來,從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。通過BIM與施工過程記錄信息的關(guān)聯(lián),甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息集成,不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利,并且可以在未來進(jìn)行的翻新、改造、擴(kuò)建過程中為業(yè)主及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供有效的歷史信息。

    1.16 維護(hù)計(jì)劃
    在建筑物使用壽命期間,建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施(如墻、樓板、屋頂?shù)龋┖驮O(shè)備設(shè)施(如設(shè)備、管道等)都需要不斷得到維護(hù)。一個(gè)成功的維護(hù)方案將提高建筑物性能,降低能耗和修理費(fèi)用,進(jìn)而降低總體維護(hù)成本。
    BIM模型結(jié)合運(yùn)營維護(hù)管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢,合理制定維護(hù)計(jì)劃,分配專人專項(xiàng)維護(hù)工作,以降低建筑物在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄,以便對設(shè)備的適用狀態(tài)提前作出判斷。

    1.17 資產(chǎn)管理
        一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平,但由于建筑施工和運(yùn)營的信息割裂,使得這些資產(chǎn)信息需要在運(yùn)營初期依賴大量的人工操作來錄入,而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入資產(chǎn)管理系統(tǒng),大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入。此外由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準(zhǔn)確定位資產(chǎn)位置,通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然,快速查詢。

    1.18 空間管理
        空間管理是業(yè)主為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作生活環(huán)境而對建筑空間所做的管理。BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源,也可以幫助管理團(tuán)隊(duì)記錄空間的使用情況,處理最終用戶要求空間變更的請求,分析現(xiàn)有空間的使用情況,合理分配建筑物空間,確保空間資源的最大利用率。
    1.19 建筑系統(tǒng)分析
        建筑系統(tǒng)分析是對照業(yè)主使用需求及設(shè)計(jì)規(guī)定來衡量建筑物性能的過程,包括機(jī)械系統(tǒng)如何操作和建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評估。BIM結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復(fù)建立模型和采集系統(tǒng)參數(shù)。通過BIM可以驗(yàn)證建筑物是否按照特定的設(shè)計(jì)規(guī)定和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建造,通過這些分析模擬,最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計(jì)劃,以提高整個(gè)建筑的性能。

    1.20 災(zāi)害應(yīng)急模擬
    利用BIM及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件,可以在災(zāi)害發(fā)生前,模擬災(zāi)害發(fā)生的過程,分析災(zāi)害發(fā)生的原因,制定避免災(zāi)害發(fā)生的措施,以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案。
        當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后,BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點(diǎn)的完整信息,這將有效提高突發(fā)狀況應(yīng)對措施。此外樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)獲取建筑物及設(shè)備的狀態(tài)信息,通過BIM和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合,使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置,甚至到緊急狀況點(diǎn)最合適的路線,救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置,提高應(yīng)急行動(dòng)的成效。

    2 結(jié)語
    從以上20種BIM典型應(yīng)用中可以看出,BIM的應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)建筑全生命期管理,提高建筑行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的科學(xué)技術(shù)水平,促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化,具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。相信隨著BIM技術(shù)的發(fā)展和市場的成熟,一定會涌現(xiàn)出更多類型的BIM應(yīng)用。本文僅作拋磚引玉,希望能和業(yè)內(nèi)專家學(xué)者一起共同探討,推動(dòng)BIM在國內(nèi)的應(yīng)用向著更廣闊、更深入的方向發(fā)展。

    作者簡介

    過俊,CCDI副總監(jiān),現(xiàn)任建筑數(shù)字化業(yè)務(wù)部經(jīng)理,中國工程圖學(xué)學(xué)會土木工程分會委員,世界華人建筑師協(xié)會數(shù)碼建筑學(xué)術(shù)委員會會員。曾作為協(xié)同設(shè)計(jì)經(jīng)理,參加了2008年北京奧運(yùn)會國家游泳中心(水立方)的設(shè)計(jì)過程。之后在CCDI創(chuàng)建了信息部,并致力于將先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)融入傳統(tǒng)的工程建設(shè)行業(yè)。2005年開始,在CCDI建立了專業(yè)的BIM服務(wù)團(tuán)隊(duì),推動(dòng)CCDI成功實(shí)施了幾十個(gè)BIM實(shí)踐案例。2009年在CCDI組建“建筑數(shù)字化業(yè)務(wù)部”,將BIM的服務(wù)對象從公司內(nèi)部的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)拓展到公司外的業(yè)主和施工企業(yè)。在2009年及2010年的BIM建筑設(shè)計(jì)大賽中,帶領(lǐng)CCDI的BIM團(tuán)隊(duì)多次榮獲“BIM最佳建筑設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)”,并連續(xù)兩年為CCDI奪得“BIM最佳企業(yè)應(yīng)用獎(jiǎng)”。
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