魔方格
發(fā)布時間:2019-12-02 15:43:38來源：魔方格
兩年來，BIM市場越來越火，可以預見的是，BIM必然會成為以后建筑的主要方式，我們就整理了一些關于BIM的知識，希望能給大家一些啟發(fā)。
BIM是過程還是模型？
一談到BIM，們都會及時提醒客戶：
我們介紹的BIM是“Building Information Modeling”，而不是“Building Information Model”，BIM是利用數(shù)字模型進行建設項目設計、施工、運營管理的過程，而不僅僅是我們要生產(chǎn)的那個產(chǎn)品(建筑物)的數(shù)字模型，雖然BIM模型也是BIM過程的成果之一。
那么BIM究竟是過程呢，還是模型呢？
我們先來看看這里所謂的過程是個什么過程，BIM是利用建筑物數(shù)字模型里面的信息在設計、施工、運維等各個階段對建筑物進行分析、模擬、可視化、施工圖、工程量統(tǒng)計的過程。顯然，這里的核心是信息，一個創(chuàng)建、收集、管理、應用信息的過程。
再來看看那個所謂的模型，當然這是作為我們工作客體的那個建筑物的虛擬模型(數(shù)字模型)，那么我們要這個模型做什么用呢?當然是支持我們的設計、施工、運維決策和實施。那靠什么支持呢?當然是存放在模型中的信息了!因此所謂BIM模型(或者說虛擬模型、數(shù)字模型)，它的核心不是模型本身。
所以，BIM既是過程，也是模型，但是歸根結(jié)底是信息。是存儲信息的載體，是創(chuàng)建、管理和使用信息的過程。因此模型也好，過程也罷，事實上真正的核心是信息。
BIM采用什么樣的信息組織方法？
BIM的核心是信息，同樣的信息在不同的項目階段，不同的參與方會有不同的組織、管理和使用方法，這樣的結(jié)果就是信息冗余，即多個工程文檔包含同一個信息，可能只是表達方式不一樣。
隨著項目信息的不斷發(fā)展，信息冗余就會導致潛在的協(xié)調(diào)錯誤，隨之而產(chǎn)生的就是對信息檢查過程的需求，在不同時間節(jié)點上的信息檢查消耗了項目的工期和預算，而在協(xié)調(diào)檢查過程中沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤被帶到施工現(xiàn)場就引起了施工延誤和重復工作，從而產(chǎn)生了額外的項目成本。
自然而然大家需要一個代表這個建設項目且具有性的工程信息模型，由此可以導出所有針對這個項目的各個“視圖”——不同參與方在項目不同階段對項目進行各種專業(yè)工作的信息應用，例如做結(jié)構(gòu)分析、日照模擬、工程量統(tǒng)計、施工計劃優(yōu)化等。
理論上信息的性是合理的，也是可能的，因為信息所代表和描述的實際項目是同一個。因此完全有可能建立一個包含項目所有必要信息的模型來支持各種不同的信息應用。
另外，滿足人類生產(chǎn)生活需要的建設項目的類型可以是無限的，但是組成項目的基本元素(構(gòu)件、部件、組件)是有限的，雖然基本元素本身也是在不斷發(fā)展著的。因此，基本元素是可以通過不斷完善的方法建立起標準模型和信息庫的。
具有性的建設項目基本元素，通過組合構(gòu)成同樣具有性的建設項目，需要由不同的專業(yè)人士在不同的建設和使用階段使用不同的技術(shù)和方法進行不同目的的作業(yè)(視圖)，并且產(chǎn)生表示這些作業(yè)過程和成果的不同類型的文檔作為合同提交物，這就是對信息代表的本體(項目)和信息不同的應用之間關系和過程的描述。
BIM在設計階段有哪些應用？
BIM技術(shù)的理念，符合營建業(yè)界人士長期以來對改善工程運作效能的期盼;以追求工程之「利益較大化」、「效能優(yōu)化」，為推展BIM技術(shù)在整個建筑物整個生命周期中追求的目標。今天廣聯(lián)達的筆者，就為各位介紹一下BIM技術(shù)在設計階段的應用有哪些?
(1) 設計創(chuàng)作：
以BIM之3D軟件工具為主，盡可能將建筑物設計創(chuàng)作之所有內(nèi)涵做完整的闡釋，「設計創(chuàng)作」即依此闡釋之標準程序為基礎，所發(fā)展建構(gòu)建筑信息模型的過程。設計創(chuàng)作可包括創(chuàng)建模型及分析審核。設計創(chuàng)作工具主要負責創(chuàng)建模型，而審核和分析工具，則提供特定分析研究成果的信息加入前述所創(chuàng)建之模型，有時審核和分析軟件工具還包括設計評審和工程專技方面(如結(jié)構(gòu)、MEP)的分析作業(yè)。整個BIM的執(zhí)行作業(yè)中，設計創(chuàng)作軟件工具算是邁向BIM技術(shù)較重要的第一步，而其成功關鍵取決于使用一規(guī)劃完善且效能很強的數(shù)據(jù)庫，將此創(chuàng)建的3D模型和對應其元組件的性質(zhì)屬性、數(shù)量、手段和方法、成本和進度等信息，盡可能準確而有效地連結(jié)在一起，使該建筑物名副其實，且深具應用價值與共享的信息模型。設計創(chuàng)作能為工程項目之所有利益相關者提供更具透明度與可視化的設計。而且對設計質(zhì)量和成本、進度管控方面會有優(yōu)于過去的改善。
(2) 工程專技分析(結(jié)構(gòu)、照明、能源、機械、其他)：
在智能型建模軟件工具中，使用已建妥之BIM模型，以設計或其他專業(yè)技術(shù)的規(guī)范(例如結(jié)構(gòu)或機電等)為基礎，來檢測此建筑物是否滿足有關各項專業(yè)技術(shù)要求的各種分析作業(yè)。由此所發(fā)展出來的信息，將會是業(yè)主及營運者將來運用在建筑物系統(tǒng)中(如能源分析、結(jié)構(gòu)分析、緊急疏散規(guī)劃等)的基礎。這些分析和性能仿真工具，可以在其整個生命周期過程中發(fā)揮價值，且可以顯著地改善設施的能源消耗。設計公司也可借既有的BIM模型及價錢不高的分析軟件進行比以往更詳盡與客觀的數(shù)據(jù)分析，供業(yè)主與投資者后續(xù)參用。
(3) 永續(xù)性評估：
以目前國內(nèi)外既有的建筑物永續(xù)性評估基準(例如LEED、綠建筑標章、綠建材標章、智慧建筑標章等)為基礎，對一工程項目進行系統(tǒng)化、組織化的評估過程。這個評估作業(yè)可以是針對材料、建筑物性能方面，或是一個履歷過程的評估工作，并應用到整個工程項目的生命周期，跨越規(guī)劃、設計、施工和營運等四個階段。其評估工作在項目規(guī)劃階段和設計創(chuàng)作階段就開始進行是較有效的，然后在施工和營運階段善加應用。
(4) 法規(guī)驗證：
應用法規(guī)驗證的專業(yè)軟件工具必須以BIM 模型為作業(yè)載體，并據(jù)以檢查一個工程項目的模型參數(shù)是否符合建筑規(guī)范相關規(guī)定的過程。法規(guī)驗證工作目前在我國，甚至美國或其他國家都是處于起步的發(fā)展階段，尤其以臺北市建筑管理處為首，正積極委外研發(fā)中，目前國內(nèi)尚未見正式付諸實施。工程項目若能在設計規(guī)劃初期，針對其座落之工程基地之地籍位置已知數(shù)據(jù)(包括基地面積、都市計劃使用分區(qū)、建蔽率、容積率等)即先以軟件輔助工具進行一般法規(guī)的初步驗證，可以降低初期規(guī)劃時因法規(guī)細節(jié)問題而誤導設計、遺漏或疏忽，避免造成浪費。
(5) 設計評審：
BIM執(zhí)行團隊在工程項目規(guī)劃會議的審議場合，利用BIM的3D模型來對該工程項目的利益相關者(可能包括業(yè)主、營運單位代表、其他工程專技之項目負責人、設計者、工程承攬者、下游第三方等)，展示其設計內(nèi)容的過程，藉以針對此工程項目的布局、采光、照明、安全、人體工學、聲學、紋理和色彩等重要議題制定決策。設計師透過BIM模型更能將設計理念輕松地傳達給業(yè)主、施工團隊和較終用戶。在針對規(guī)劃需求的工程項目協(xié)調(diào)會議上，有關業(yè)主的需要和建筑物或空間美學方面，則較易得到實時的回饋。
(6) 成本估算：
BIM執(zhí)行團隊以BIM模型作為執(zhí)行作業(yè)的基礎，充分利用BIM 專業(yè)軟件及其延展開發(fā)的軟件工具，在該工程項目設計過程初期，對此BIM 之3D模型，進行一些必要的數(shù)量計算程序，產(chǎn)出一套(或部分重要工項)準確的工程數(shù)量估算和成本估算，并能因應項目可能的變更修改，而將反映在成本增減的影響馬上呈現(xiàn)出來，避免預算超支，以節(jié)省時間和金錢的過程。這個過程也可以讓設計人員及時從設計調(diào)變中隨時觀察到成本的影響，可以有效遏制由于過度修改項目而造成預算超支。
BIM在施工階段有哪些應用？
(1) 工地運用規(guī)劃
工程項目在漫長的生命周期中，施工階段是其真正在實體空間產(chǎn)出的關鍵階段，無論如何模擬虛空間，在真實的時間與空間交織下，任何實作細節(jié)都無法回避，因此若要在虛空間盡可能擬真的排演施工過程，藉以檢視復雜的施工系統(tǒng)規(guī)劃，BIM模型必須從3D建模時(不一定在設計時間)就必須考慮模型組件的組構(gòu)程序，和實際工程施作的順序與時程問題。本項作業(yè)首重以包括工地現(xiàn)況在內(nèi)之BIM 模型為主要載體，探討工地施工運作之規(guī)劃，及人、機、物料等設施設備之空間配當模擬。此作業(yè)可以產(chǎn)出現(xiàn)場臨時設施執(zhí)行作業(yè)配置圖，和施工各階段的材料進場執(zhí)行作業(yè)布局，并確認空間和時間沖突的潛勢和關鍵點，藉以選擇一個可行的施工方案。
(2) BIM之3D控制與規(guī)劃(數(shù)字布局)
3D控制與規(guī)劃的執(zhí)行作業(yè)，就是利用BIM 的3D模型來進行仿真建筑物組件在施工階段的空間配置規(guī)劃工作，以及產(chǎn)出施工佐圖的過程。所謂施工佐圖(liftdrawings)是指將原有2D圖形數(shù)據(jù)匯入BIM 模型中，經(jīng)由設定對應的動作，將相關的2D信息連系到模型組件上，形成2D/3D元組件的施工佐圖，專門提供給工地領班在現(xiàn)場參閱使用。
(3) 施工系統(tǒng)設計(虛擬模型)
BIM執(zhí)行團隊以BIM模型為作業(yè)基礎，應用3D系統(tǒng)設計的軟件工具，對一個復雜的建筑物系統(tǒng)進行施工細節(jié)方面的設計和分析(如模板作業(yè)、帷幕作業(yè)、擋土設施等)作業(yè)，以提升工程項目施工規(guī)劃質(zhì)量。此項作業(yè)可增進復雜建筑系統(tǒng)的施工性，提高營建生產(chǎn)力，增加對復雜建筑系統(tǒng)的安全性意識。
(4) 數(shù)字化組建
BIM執(zhí)行團隊直接從BIM的3D模型信息，拿來與自動化機械制造技術(shù)做結(jié)合，組構(gòu)加工建筑物的部分實體對象。數(shù)字化組建作業(yè)等于自動化加工制造作業(yè)，如同傳統(tǒng)的CAD/CAM作業(yè)，現(xiàn)在可稱BIM/CAM作業(yè)，首先將3D模型處理出有需要進一步加工制造的適當部分，再輸入自動化機械加工制造，產(chǎn)出系統(tǒng)組件。
(5) 3D協(xié)調(diào)作業(yè)
在BIM術(shù)語出現(xiàn)后，其所界定的語意內(nèi)涵很快就被業(yè)界所接受，但所謂具有BIM技術(shù)實作功能的軟件工具，雖未來潛勢十足，但真正要達到大家所期待的理想成效，需要配套的工程信息管理技術(shù)仍不易馬上到位。
然而可以肯定的一件事就是，以現(xiàn)有BIM相關軟件工具提供的功能，從其參數(shù)設變引擎及3D模型可視化等特色的充分應用，來改善傳統(tǒng)的工程協(xié)調(diào)會議，其成效已普遍證明是明顯的，若再加上對BIM 模型等數(shù)據(jù)中心版次控管得宜的話，整體獲益必將更令人振奮。因此，所有欲考慮初次導入BIM 技術(shù)的任何工程項目，都應認真考慮優(yōu)先納入「BIM的3D協(xié)調(diào)作業(yè)」。BIM執(zhí)行團隊以BIM 模型為作業(yè)基礎，使用一個3D 模型元組件沖突(干涉)之自動檢測軟件，在工程項目協(xié)調(diào)會議進行仿真、檢討、修正的過程，即稱為「3D協(xié)調(diào)作業(yè)」。BIM 的3D協(xié)調(diào)作業(yè)在設計時間的應用也非常重要。
(6) 工地現(xiàn)況建模
執(zhí)行團隊以BIM 模型為作業(yè)基礎，為工程項目發(fā)展出應對目前工地現(xiàn)有條件下之3D 模型的過程，包括工地地理環(huán)境、周遭狀況、工地上的設施設備、或含有設施設備的空間區(qū)域。此模型可以用多種方式發(fā)展，主要取決于當下的需求，以及對未來營運的附加價值。此作業(yè)建置之建筑物現(xiàn)況數(shù)據(jù)可做為記錄建筑履歷使用，提供有關工址環(huán)境的文件，強化描述現(xiàn)況條件之文件效能和準確性，以利后續(xù)應用。
(7) 施作工項規(guī)劃(4D建模)
BIM的執(zhí)行團隊運用一個4D 模型(加上時間維度的3D 模型)有效地規(guī)劃施工階段(亦可指營運期的修建、改建等)各分段工項進場施作的先后順序作業(yè)。本項作業(yè)重點在施工工項排程和BIM 模型中元組件有效之系結(jié)及依時間軸的運作規(guī)劃過程。4D 建模為功能強大的可視化和溝通工具，可以給項目團隊，包括業(yè)主，更清楚地了解到工程項目里程碑和營建施工實作的計劃細節(jié)，讓業(yè)主和整個工程項目參與者都能更加了解施工各階段的排程，并掌握該項目進行中的關鍵路徑。
