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BIM技術在施工過程中如何應用?

來源:BIM建筑網 發布人:陳祖財 人氣: 發布時間:2017-11-13 14:16:29

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  1.信息整合

  在一個項目中,有多個參與方,每一個參與方所做的工作,在整個項目中都是一個信息孤島,這在傳統的設計施工模式中尤為明顯。即便是參與各方都使用BIM技術,也會由于使用的軟件、輸出的格式、BIM信息精度不一樣,導致信息流無法在各方之間流暢的進行共享。

  目前,由于數據標準的統一和制定還在研究和探索中,所以國內主要還是使用「分布式」BIM模型的方法,就是參建各方使用自己熟悉的形式,來進行BIM建模和信息的錄入,最后再整合。

  這就好比一個編輯部要求大家一起寫一篇稿件,方式上,有人是用office寫的,有人是用手寫板,有人寫在本子上拍成照片,語言上,有人用德語,有人用漢語,有人用英語,那總編在最后整合成稿的時候,就非常費力。

  所以,在越來越多的項目中,業主會自己建立一個統一的平臺,或者委托技術比較成熟的咨詢公司來為他們搭建一個平臺,這個平臺擁有統一的數據格式,可以最大程度的兼容各方熟悉的數據形式。

  在招投標的時候,業主就給大家規定好,采用什么樣的數據來提交。大家把各自的數據提交上來之后,業主可以很方便的對各方的數據進行整合,形成整個項目的最終BIM模型。這個信息整合的過程,術語叫做BIM模型維護。

  不僅是業主可以用到,比如設計院內部,施工單位內部,都需要這種模型維護的平臺和技術,來進行內部管理。

  2.場地分析

  所謂場地分析,就是確定建筑物的空間方位和外觀,建立建筑物與周圍景觀聯系的過程。

  在整個項目的規劃階段,需要考慮場地的地貌、植被、氣候等條件,還需要考慮建筑周邊的交通流線、街道布局、和建筑的采光等問題。

  傳統的場地規劃,由于缺少數據,就會存在定量分析不足、主觀因素過重、無法反映真實場景等問題,在這一個層面一旦發生了偏差,就會在建筑建成后造成無法彌補的損失。

  咱們拿采光這一項來舉例,傳統的場地規劃是存在于規劃師的頭腦中的,只能是用手繪的方式來表達。這個表達對建筑場地環境的分析精度顯然是不夠高的。

  而BIM技術,則是通過與另外一項技術的結合,大幅度提高場地分析工作的精度,那就是地理信息系統,英文名叫做GeographiInformationSystem,簡稱GIS。

  BIM技術是專門處理建筑內部信息的,他的缺點是雖然內部信息非常完善,但他不知道自己在哪里。它的天際線,它的控高,光照,這些東西是不是滿足我們規劃的一些要求,這些信息,以及這些相關的內容,我們只通過BIM數據是無法知道的。

  這個GIS技術,是專門管理空間地理中的信息的,它是從宏觀的角度去關注我們整個世界。但是對于空間地理中的一幢建筑來講,可能我們需要知道內部結構是什么,門在哪里?人流怎樣疏散?但是,GIS上沒有這個數據。

  建筑內部和建筑外部信息的結合點,也就是BIM和GIS技術的結合點。

  由于這兩者的數據精度都很高,那么在前期規劃的時候,BIM可以通過數據交換取得GIS中的信息,精確地評估場地的使用條件和特點,從而做出新建項目最理想的場地規劃、交通流線組織關系、建筑布局等關鍵決策。

  還是拿剛才我們說的傳統場地分析中的日照分析來舉例,通過精確的BIM系統和GIS系統,我們不僅可以精確地分析整幢建筑甚至是精確到每一個房間的日照情況,還可以動態地分析一年甚至每一天各個時間段的日照情況。

  而在模型完成后,BIM則可以把自己的數據傳遞到GIS系統中去,彌補GIS系統的缺陷。

  近年來,隨著國家和各地方政府大力推行海綿城市和地下管廊的修建,BIM和GIS的結合也就顯得越來越重要。管網系統將不再是獨立于地理系統的建筑內部數據,它必須與建筑所在的地形和地貌結合到一起,才能實現真正能夠實施的設計和建造。

  3.策劃和論證

  在總體規劃完成后,我們需要對建筑進行進一步的策劃。

  在傳統的方法中,設計師一般是根據經驗和國家相關的規范來確定設計內容和依據,但這種方法在面對一些新型建筑或者業主有特殊要求的建筑,就有點力不從心。

  BIM能夠幫助項目團隊在建筑策劃階段,通過對空間和建筑功能進行分析,來理解復雜空間的標準和法規,在和客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時,快速做出關鍵性的決定。

  和業主相比,設計師對建筑有著更豐富的經驗和更深的見解,而這些見解往往只存在于設計師的頭腦中,BIM能夠把設計師腦袋里的思路和想法,翻譯成客戶能夠直接理解的方案。

  這就好比紅色的蘋果和哪種顏色的盤子配在一起更好看,與其設計師把復雜的色彩搭配理論講解給客戶聽,不如直接拿給他們看。而建筑真正開始設計之前,蘋果和盤子都還沒采購,那么BIM就是在計算機中把蘋果和各種盤子的搭配展示給客戶看。

  BIM在建筑策劃階段的應用成果,還能夠隨著BIM設計的不斷深化,持續幫助設計師在真正的設計階段中保證設計是否符合業主的要求,是否滿足建筑策劃階段得到的設計依據,通過BIM連貫的信息傳遞或追溯,大大減少深化設計階段發現不合格需要修改設計的消耗。

  反過來,對于項目投資方,也可以使用BIM來評估和論證設計方案是不是符合他們的設想和要求。這其中包括建筑的風水,布局、視野、照明、安全、人體工程學、聲學、紋理、色彩及規范的遵守情況。

  伴隨著每一種方案的選擇,BIM都能夠通過數據的聯動,順便為投資方提供相應方案的成本預估,甚至是每一種方案的局部修改也能讓成本自動實現關聯預算,幫助他們達成選擇和決策。

  換句話說,其實BIM在這個階段起到的就是一個良好的翻譯官的作用。它讓本來用不同思維、不同專業語言的雙方,能在一個互相都能理解的平臺上產生互動效應,獲得雙向積極的反饋。

  在BIM平臺下,項目各方關注的焦點問題比較容易得到直觀的展現并迅速達成共識,需要決策的時間也會比以往減少很多。

  4.可視化設計

  可視化設計可能說起來挺牛X的,說效果圖大家就能理解了。其實在BIM進入建筑業之前,效果圖就是獨立于設計和建設的一項工作,它一般由專業的效果圖公司制作,或者由建筑設計人員代勞。

  傳統的方式就是用3Dmax、Sketchup這些三維設計軟件進行建模,再進行渲染。

  但由于這些軟件設計理念和功能上的局限,使得這樣的三維可視化展現不論用于前期方案推敲,還是用于階段性的效果圖展現,與真正的設計方案都存在相當大的差距。

  對于設計師而言,在前期推敲階段用完了這些效果圖后,后面大量的設計工作還是要基于傳統CAD平臺,使用平、立、剖等三視圖的方式表達和展現自己的設計成果。這個視覺上的效果和真實的設計,實際上是割裂開的。

  舉個例子,比如sketchup和3Dmax軟件中想表達一堵墻,那么你要繪制的不是一堵墻,而是一個立方體,然后把這個立方體再賦予墻面的材質。

  如果制作效果圖的人員不懂得建筑,這堵墻的厚度就很有可能畫錯,畫錯了呢也看不出來,而一棟房子,如果它所有的墻的厚度都畫錯了,這個房間在效果圖中看起來的面積,就和實際建造出來的面積是不一樣的。不用說更專業和復雜的門窗、梁柱及管道系統,不深入了解規范的人用各種形狀堆砌出來的三維模型,就幾乎可以肯定是充滿錯誤的。

  而在BIM中,繪制一堵墻的時候,必須嚴格設定它的厚度,而且是精確到結構層、面層和涂層的厚度,尺寸和材質信息都被儲存到BIM模型中了,相應的門窗、梁柱體系、機電管線和設備,都是必須符合行業規范的。這就需要操作者必須懂得建筑和結構,由這個模型衍生出的渲染和三維漫游,其真實性就高的多。

  更加重要的是,BIM使所謂效果圖真正成為了建筑設計的副產品,而不是一個獨立的環節。這讓設計師不僅擁有了三維可視化的設計工具,所見即所得,讓設計師能使用三維的思考方式來完成建筑設計,同時也使業主及最終用戶真正擺脫了技術壁壘的限制,隨時知道自己的投資能獲得什么。

  每一個階段的設計深化和變更,都跟隨著一個幾乎是自動生成的效果圖和漫游動畫,使可視化跟設計真正結合到一起。

  不僅對于前期和投資方的溝通,可視化在項目實施的過程中還有很多的用途。

  比如施工方經常拿到的施工圖紙,只是建筑物各個構件的信息,在圖紙上采用線條繪制的表達,但是其真正的構造形式就需要建筑業參與人員去自行想象了。

  對于一般簡單的東西來說,這種想象還能湊合跟得上,但是現在建筑業的建筑形式各異,復雜造型在不斷的推出,那么這種光靠人腦去想象的東西就有點不太現實了。這時候BIM模型自動生成的、專門用來指導施工的復雜節點說明,就能夠派上用場。

  其實,我們人類的眼睛原本就是為了觀察三維世界而存在的,傳統的設計方法是受限于計算機的發展,用二維化的圖紙來簡單地抽象三維世界,而這種抽象,本來就應該隨著技術的進步而消失。

  BIM使項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行,也許隨著BIM的發展和配套軟件的不斷完善,效果圖這個專業就會慢慢消失在歷史中。

  粗略介紹一下目前施工中可以使用的基于BIM的應用。

  一、智能機器人放樣

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  智能機器人放樣在項目中的應用,大大簡化了放樣工作和放樣時間,一個人一臺設備便可代替了傳統的幾個人操作模式。將BIM模型導入到專用的手持平板設備里,點選放樣點進行放樣,機器便自動用激光將放樣點打出,與此同時機器還可以將現場放樣信息返回到模型里,供管理人員進行校核。

  二、3D激光掃描

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  用3D掃描能很快掃除現有建筑物的外觀,生成點云文件。很方便的導入3D軟件中去修改。對于古建、加固改造、隧道工程等,幫助很大。

  三、RFID技術

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  RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫,即無線射頻識別,俗稱電子標簽。

  我們建筑界是把他用在預制構件上,包括PC構件、鋼結構構件等,在構件上內置RFID芯片之后,構件就像是快遞單子一樣,工人拿出手持設備一掃,就能把相應的信息讀取錄入,比如產品合格、出庫入庫、堆放場地等。數據會同步到網站上去,管理人員就可以查物流一樣實時查看構件信息,安排現場或者其他的工作了。

  可能會和物聯網結合起來吧,不過現在在施工中應用的還比較淺。

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