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[应用方法] 【BIM应用】设计方BIM项目管理与应用

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BJ-BIM-卜爷 发表于 2017-4-7 15:11:44 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
BIM是现在建筑业比较热门的话题,是建筑行业的发展趋势。它在国外兴起的比较早,在中国发展的比较快。

设计方是项目的主要创造者,是最先了解业主需求的参建方,设计方往往希望通过BIM带来:
突出设计效果——通过创建模型,更好地表达设计意图,满足业主需求;
便捷地使用并减少设计错误——利用模型进行专业协同设计,通过碰撞检查,把类似空间障碍等问题消灭在出图之前;
可视化的设计会审和专业协同——基于三维模型的设计信息传递和交换将更加直观、有效,有利于各方沟通和理解。
设计方应用BIM技术能实现的具体问题如下:

三维设计
当前,二维图纸是我国建筑设计行业最终交付的设计成果,生产流程的组织与管理也均围绕着二维图纸的形成来进行。二维设计通过投影线条、制图规则及技术符号表达设计成果,图纸需要人工阅读方能解释其含义。随着日益复杂的建筑功能要求和人类对于美感的追求,设计师们更加渴望驾驭复杂多变、更富美感的自由曲面。然而,令二维设计技术汗颜的是,它甚至连这类建筑最基本的几何形态也无法表达。
另外,二维设计最常用的是使用浮动和相对定位,目的是想尽办法让各种各样的模块挤在一个平面内,为了照顾兼容和应付各种错漏问题,往往结构和表现都处理的非常复杂,效率方面大打折扣。三维设计使用绝对定位,绝对定位容易给人造成一种布局固定的误解,其实不然,绝对定位一定程度上可以代替浮动做到相对屏幕,而且兼容性更好。
当前BIM技术的发展,更加发展和完善了三维设计领域:BIM技术引人的参数化设计理念,极大地简化了设计本身的工作量,同时其继承了初代三维设计的形体表现技术,将设计带入一个全新的领域。通过信息的集成,也使得三维设计的设计成品(即三维模型)具备更多的可供读取的信息,对于后期的生产提供更大的支持。
BIM由三维立体模型表述,从初始就是可视化的、协调的。其直观形象地表现出建筑建成后的样子,然后根据需要从模型中提取信息,将复杂的问题简单化。基于BIM的三维设计能够精确表达建筑的几何特征。相对于二维绘图,三维设计不存在几何表达障碍,对任意复杂的建筑造型均能准确表现。通过进一步将非几何信息集成到三维构件中,如材料特征、物理特征、力学参数、设计属性、
价格参数、厂商信息等,使得建筑构件成为智能实体,三维模型升级为BIM模型。BIM模型可以通过图形运算并考虑专业出图规则自动获得二维图纸,并可以提取出其他的文档,如工程量统计表等,还可以将模型用于建筑能耗分析、日照分析、结构分析、
照明分析、声学分析、客流物流分析等诸多方面。某工程BIM三维立体模型表述如图4-3所示。

协同设计
协同设计是当下设计行业技术更新的一个重要方向,也是设计技术发展的必然趋势。协同设计有两个技术分支:一个主要适合于大型公建,复杂结构的三维BIM协同;另一个主要适合普通建筑及住宅的二维CAD协同。通过协同设计建立统一的设计标准,包括图层、颜色、线型、打印样式等。在此基础上,所有设计专业及人员在统一的平台上进行设计,从而减少现行各专业之间(以及专业内部)由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺,真正实现所有图纸信息元的统一性,实现一处修改其他自动修改,提升设计效率和设计质量。同时,协同设计也对设计项目的规范化管理起到重要作用,包括进度管理、设计文件统一管理、人员负荷管理、审批流程管理、自动批量打印、分类归档等。
目前我们所说的协同设计,很大程度上是指基于网络的一种设计沟通交流手段,以及设计流程的组织管理形式。包括:通过CAD文件之间的外部参照,使得工种之间的数据得到

可视化共享;通过网络消息、视频会议等手段,使设计团队成员之间可以跨越部门、地域甚至国界进行成果交流、开展方案评审或讨论设计变更;通过建立网络资源库,使设计者能够获得统一的设计标准;通过网络管理软件的辅助,使项目组成员以特定角色登录,可以保证成果的实时性及唯一性,并实现正确的设计流程管理;针对设计行业的特殊性,甚至开发出了基于CAD平台的协同工作软件等。
协同设计软件会在不增加设计人员工作负担、不影响设计人员设计思路的情况下,始终帮助设计者理顺设计中的每一张图纸,记录清楚其各个历史版本和历程,也保证设计图纸不再凌乱;同时也帮助各专业设计人员掌握设计的协作分寸和时机,使得图纸环节的流转及时顺畅,资源共享充分圆满;始终帮助设计师们监控设计过程中的每个环节,使得工程进度把握有序,工期不再拖延。协同设计就相当于配给设计师的得力助手。协同设计工作是以一种协作的方式,使成本降低,设计效率提高。协同设计由流程、协作和管理三类模块构成。设计、校审和管理等不同角色人员利用该平台中的相关功能实现各自工作。
BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念,同一构件元素,只需输入一次,各工种共享元素数据,并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说,基于BIM的协同设计已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑,大幅提升协同设计的技术含量。因此,未来的协同设计,将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段,它将与BIM融合,成为设计手段本身的一部分。某工程多专业管线协同设计局部展示如图4-4所示,其真正意义为:在一个完整的组织机构共同来完成一个项目,项目的信息和文档从一开始创建时起,就放置到共享平台上,被项目组的所有成员查看和利用,从而完美实现设计流程上下游专业间的设计交流。


建筑节能设计
建设项目的景观可视度、日照、风环境、热环境、声环境等性能指标在开发前期就已经基本确定,但是由于缺少合适的技术手段,一般项目很难有时间和费用对上述各种性能指标进行多方案分析模拟,BIM技术为建筑性能分析的普及应用提供了可能性。基于BIM的建筑性能化分析包含以下内容:
(1)室外风环境模拟。改善住区建筑周边人行区域的舒适性,通过调整规划方案建筑布局、景观绿化布置,改善住区流场分布,减小涡流和滞风现象,提高住区环境质量;分析大风情况下,哪些区域可能因狭管效应引发安全隐患等。
(2)自然采光模拟。分析相关设计方案的室内自然采光效果,通过调整建筑布局、饰面材料、围护结构的可见光透射比等,改善室内自然采光效果,并根据采光效果调整室内布局布置等。
(3)室内自然通风模拟。分析相关设计方案,通过调整通风口位置、尺寸、建筑布局等改善室内流场分布情况,并引导室内气流组织有效的通风换气,改善室内舒适情况。
(4)小区热环境模拟分析。模拟分析住宅区的热岛效应,采用合理优化建筑单体设计、群体布局和加强绿化等方式削弱热岛效应。
(5)建筑环境噪声模拟分析。计算机声环境模拟的优势在于,建立几何模型之后,能够在短时间内通过材质的变化及房间内部装修的变化,来预测建筑的声学质量,以及对建筑声学改造方案进行可行性预测。
基于BIM和能量分析工具,将实现建筑模型的传递,能够简化能量分析的操作过程。如美国的EnergyPlus软件,在2DCAD的建筑设计环境下,运行EnergyPlus进行精确模拟需要专业人士花费大量时间,手工输入一系列大量的数据集,包括几何信息、构造、场地、气候、建筑用途以及HVAC的描述数据等。然而在BIM环境中,建筑师在设计过程中创建的BIM模型可以方便地同第三方设备例如BsproCom服务器结合,从而将BIM中的IFC文件格式转化成EnergyPlus的数据格式。
BIM与EnergyPlus相结合的一个典型实例是位于纽约“911”遗址上的自由塔(FreedomTower)。在自由塔的能效计算中,美国能源部主管的加州大学劳伦斯•伯克利国家实验室(LBNL)充分利用了Archicad创建的虚拟建筑模型和EnergyPlus这个能量分析软件。自由塔设计的一大特点是精致的褶皱状外表皮。LBNL利用ArchiCAD软件将这个髙而扭曲的建筑物的中间(办公区)部分建模,将外表几何形状非常复杂的模型导入了EnergyPlus,模拟了选择不同外表皮时的建筑性能,并且运用EnergyPlus来确定最佳的日照设计和整个建筑物的能量性能,最后建筑师根据模拟结果来选择最优化的设计方案。



效果图及动画展示
利用BIM技术出具建筑的效果图,通过图片传媒来表达建筑所需要的以及预期要达到的效果;通过BIM技术和虚拟现实技术来模拟真实环境和建筑。效果图的主要功能是将平面的图纸三维化、仿真化,通过高仿真的制作,来检査设计方案的细微瑕疵或进行项目方案修改的推敲。在建筑行业效果图被大量应用于大型公建,超高层建筑,中型、大型住宅小区的建设。
动画展示就更加形象具体。在科技发达的现代,建筑的形式也向着更加高大、更加美观、更加复杂的方向发展,对于许多复杂的建筑形式和具体工法的展示自然变得更加重要。利用BIM技术提供的三维模型,可以轻松地将其转化为动画的形式,这样就使设计者的设计意图能够更加直观、真实、详尽地展现出来,既能为建筑投资方提供直观的感受,也能为后面的施工提供很好的依据。
BIM系列软件具有强大的建模、渲染和动画功能,通过BIM可以将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化,使得业主等非专业人员对项目功能性的判断更为明确和高效。另外,如果设计意图或者使用功能发生改变,基于已有BIM模型,可以在短时间内修改完毕,效果图和动画也能及时更新。并且,效果图和动画的制作功能是BIM技术的一个附加功能,其成本较专门的动画设计或效果图的制作大大降低,从而使得企业在较少的投入下能获得更多的回报。如对于规划方案,基于BIM能够进行预演,方便业主和设计方进行场地分析、建筑性能预测和成本估算,对不合理或不健全的方案进行及时的更新和补充。


碰撞检测
二维图纸不能用于空间表达,使得图纸中存在许多意想不到的碰撞盲区。并且,目前的设计方式多为“隔断式”设计,各专业分工作业,依赖人工协调项目内容和分段,这也导致设计往往存在专业间碰撞。同时,在机电设备和管道线路的安装方面也存在软碰撞的问题(即实际设备、管线间不存在实际的碰撞,但在安装方面会造成安装人员、机具不能到达安装位置的问题)。
传统二维图纸设计中,在结构、水暖电等各专业设计图纸汇总后,由总工程师人工发现和协调问题,这种做法难度大且效率低。碰撞检查可以及时地发现项目中图元之间的冲突,这些图元可能是模型中的一组选定图元,也可能是所有图元。在设计过程中,可以使用此工具来协调主要的建筑图元和系统。使用该工具可以防止冲突,并可降低建筑变更及成本超限的风险。常见的碰撞内容如下:①建筑与结构专业,标高、剪力墙、柱等位置不一致,或梁与门冲突;②结构与设备专业,设备管道与梁柱冲突;③设备内部各专业,各专业与管线冲突;④设备与室内装修,管线末端与室内吊顶冲突。
BIM技术在三维碰撞检査中的应用已经比较成熟,国内外都有相关软件可以实现,如Navisworks软件。这些软件都是应用BIM可视化技术,在建造之前就可以对项目的土建、管线、工艺设备等进行管线综合及碰撞检查,不但能够彻底消除硬碰撞、软碰撞,优化工程设计,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性,而且优化净空和管线排布方案。


设计变更
设计变更是指设计单位依据建设单位要求调整,或对原设计内容进行修改、完善、优化。设计变更应以图纸或设计变更通知单的形式发出。在建设单位组织的由设计单位和施工企业参加的设计交底会上,经施工企业和建设单位提出,各方研究同意而改变施工图的做法,都属于设计变更,为此而增加新的图纸或设计变更说明都由设计单位或建设单位负责。而引入BIM技术后,利用BIM技术的参数化功能,可以直接修改原始模型,并可时实查看变更是否合理,减少变更后的再次变更,提高变更的质量。
施工企业在施工过程中,遇到一些原设计未预料到的具体情况,需要进行处理,因而发生设计变更。如工程的管道安装过程中遇到原设计未考虑到的设备和管墩、在原设计标高处无安装位置等,需改变原设计管道的走向或标高,经设计单位和建设单位同意,办理设计变更或设计变更联络单。这类设计变更应注明工程项目、位置、变更的原因、做法、规格和数量,以及变更后的施工图,经方签字确认后即为设计变更。采用传统的变更方法,需要对统一节点的各个视图依次进行修改,在BIM技术的支持下,只需对节点的在一个视图上进行变更调整,其他视图的相应节点都进行了修改,这样将大幅度地压缩图纸修改的时间,极大地提高效率。
工程开工后,由于某些方面的需要,建设单位提出要求改变某些施工方法,增减某些具体工程项目或施工企业在施工过程中,由于施工方面、资源市场的原因,如材料供应或者施工条件不成熟,认为需改用其他材料代替,或者需要改变某些工程项目的具体设计等引起的设计变更,也会因利用BIM技术而简洁、准确、实用、高效地完成项目的变更。
设计变更还直接影响工程造价。设计变更的时间和影响因素可能是无法掌控的,施工过程中反复变更设计会导致工期和成本的增加,而变更管理不善导致进一步的变更,使得成本和工期目标处于失控状态。BIM的应用有望改变这一局面。美国斯坦福大学整合设施工程中心(CIFE)根据对32个项目的统计分析,总结了使用BIM技术后产生的效果,认为它可以消除40%的预算外更改,即从源头上减少变更的发生,主要表现在:第一,三维可视化模型能够准确地再现各专业系统的空间布局、管线走向,专业冲突一览无遗,提高设计深度,实现三维校审,大大减少“错、碰、漏、缺”现象,在设计成果交付前消除设计错误可以减少设计变更;第二,BIM能增加设计协同能力,从而减少各专业间冲突,降低协调综合过程中的不合理方案或问题方案,使设计变更大大减少;第三,BIM技术可以做到真正意义上的协同变更,可以避免变更后的再次变更。

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真麻烦
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精彩评论20

qzkks 发表于 2017-4-7 15:20:25 | 显示全部楼层
好帖必须得顶起
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朝栾艳就 发表于 2017-4-7 15:23:19 | 显示全部楼层
相当不错,感谢无私分享精神!
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ajijaqah 发表于 2017-4-7 15:26:13 | 显示全部楼层
BIM技术是未来的发展趋势
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生定育 发表于 2017-4-7 15:29:15 | 显示全部楼层
我也是坐沙发的
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才城轩 发表于 2017-4-7 16:00:58 | 显示全部楼层
锄禾日当午,发帖真辛苦。谁知坛中餐,帖帖皆辛苦!
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ffdwqsl25iu 发表于 2017-4-7 16:10:20 | 显示全部楼层
不错 支持一个了
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月村万 发表于 2017-4-7 16:13:14 | 显示全部楼层
相当不错,关注……
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之村日 发表于 2017-4-7 16:19:41 | 显示全部楼层
very good 好内容。。。
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卢尔哈 发表于 2017-4-7 16:22:45 | 显示全部楼层
支持,楼下的跟上哈~
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