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BIM正向化設計,建筑行業(yè)的未來?

2019.04.30 2802 分享

摘要:當前,建筑師責任制、EPC和BIM設計等在行業(yè)設計與管理模式中不斷的出現(xiàn),建筑設計作為建筑全生命周期的信息源頭,其設計成果承載信息的質(zhì)量優(yōu)劣與數(shù)量多少是后續(xù)建設行為能夠順利實施的關(guān)鍵,當前計算機輔助設計工具計,提升設計效率與質(zhì)量,信息數(shù)據(jù)也可以有效運用于施工組織和運維方面??傊ㄖ畔⒒枰袭a(chǎn)業(yè)鏈資源,是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同作業(yè)的關(guān)鍵所在。


        當前,建筑師責任制、EPC和BIM設計等在行業(yè)設計與管理模式中不斷的出現(xiàn),建筑設計作為建筑全生命周期的信息源頭,其設計成果承載信息的質(zhì)量優(yōu)劣與數(shù)量多少是后續(xù)建設行為能夠順利實施的關(guān)鍵,當前計算機輔助設計工具也在不斷更新,時下流行的BIM設計工具與BIM技術(shù)在信息采集、分類、儲存、分析、傳輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢,逐漸成為行業(yè)設計組織與建設管理所趨向的模式,也是未來逐漸實現(xiàn)信息化設計成果的基石和保證。多年來的BIM熱潮后,BIM技術(shù)具備時間建筑信息化、數(shù)據(jù)化的能力,科學合理的應用BIM可以進行建筑設計,提升設計效率與質(zhì)量,信息數(shù)據(jù)也可以有效運用于施工組織和運維方面??傊ㄖ畔⒒枰袭a(chǎn)業(yè)鏈資源,是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同作業(yè)的關(guān)鍵所在。



        正向BIM協(xié)同設計中的正向是相對于逆向而言的,即設計核心的相關(guān)工作在BIM的工作框架下完成,以BIM的思維和工作方式進行設計工作,尤其是專業(yè)內(nèi)協(xié)同和專業(yè)間協(xié)同,設計相關(guān)信息通過BIM模型承載,通過該模型,應用BIM技術(shù)應用可分層次、分階段、分專業(yè),完成設計階段的逐項應用。具體而言來說是的是:BIM技術(shù)可以用到建筑設計各專業(yè)中做BIM設計,BIM正向設計主要指直接采用三維協(xié)同設計,通過模型直接得到所需的圖紙、報表、視圖、數(shù)據(jù)等。而不是單純的翻模,單用BIM做設計存在的問題和解決方法。


        目前,限于BIM技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和設計人員掌握BIM技術(shù)的程度,還很難做到完全意義上的BIM正向設計。大部分設計企業(yè)采用的BIM設計應用是翻模,而翻模只是BIM發(fā)展的一個過渡,但也有其積極的作用。近些年,正向BIM設計也就逐步被各大設計單位采納并應用到了真實項目的設計當中,摒棄了原有CAD二維制圖到用BIM三維翻模的高成本模式,并且取得了非常大的社會和經(jīng)濟效益。


        逆向化翻模成果,可以集成信息,進行碰撞檢查、方案優(yōu)化、可視化交底等,但是BIM翻模的核心和主體還是依靠CAD,而BIM信息模型只是附屬部分,這不僅對設計人員造成了負擔,而且也不符合BIM技術(shù)的初衷。應用BIM進行正向設計的目標是能夠直接在三維環(huán)境下進行設計,即模塊化參數(shù)化設計、方案優(yōu)化、自動出圖、圖紙與模型相互關(guān)聯(lián),甚至可以與計算模型結(jié)合,同步優(yōu)化,這個過程才是我們所理解的BIM正向設計。



        我們一直在提倡正向設計,BIM設計必須是上游化設計,而設計院至今仍然是BIM發(fā)展的最大障礙,成本、效率、兼容、協(xié)同,任何一個理由都可成為他們否決使用BIM的理由。如何更好的利用BIM做正向設計?



BIM正向設計也是分三個階段:


1.“先建模,后出圖”正向設計BIM應用。因為使用“先建模,后出圖”的正向設計BIM技術(shù)應用方式,保證了圖紙和模型的一致性,減少了施工圖的錯漏碰缺,對于設計質(zhì)量有很大的提高。

2. 全專業(yè)設計BIM應用。實現(xiàn)了各專業(yè)之間設計過程中的高度協(xié)調(diào),提高了專業(yè)間設計會簽效率,更加高效的把控項目設計的進度和質(zhì)量。

3. 全三維無死角的設計。提高了設計完成度和精細度,減少了設計盲區(qū),讓模型服務后期施工成為可能;這也是BIM正向設計的最終目的。


正向BIM協(xié)同設計的典型特點:


1. BIM模型的創(chuàng)建,依據(jù)的是設計意圖而非成品或半成品的圖紙。

2. BIM模型作為首選項,進行設計的性能指標計算、設計推演和合規(guī)。

3. BIM模型作為主要的成果載體,進行交互和階段交付。

4. BIM模型中飽含設計相關(guān)信息,其信息的價值量大于圖形的價值量。

5. BIM模型作為核心模型,可直接或間接用于多種BIM應用,并可以從應用中獲得直接或間接回饋,用以豐富和優(yōu)化BIM模型。

6. BIM模型具有可傳遞性,可在原模型基礎(chǔ)上優(yōu)化,可用于后續(xù)階段,而不要重新建模。



正向BIM協(xié)同設計的優(yōu)勢:


        利用BIM體系的多軟件協(xié)作,可以將創(chuàng)建的模型其價值發(fā)揮到最大。在BIM體系軟件中,包括日照,能耗,疏散,消防,結(jié)構(gòu)計算,水力計算,冷熱負荷,電氣配電等工作內(nèi)容,均可以通過BIM模型進行交互。例如,日照分析,創(chuàng)見的模型可以直接用于日照分析,日照分析軟件可以完全讀取模型的圖形和信息,區(qū)分墻體、屋頂、門窗、洞口等,從而快速地分析建筑整體日照,以及房間日照情況。根據(jù)分析情況進行修改,修改后,可快速用于后續(xù)多次的分析。



        還包括疏散、電氣配電等。另有雙向交互的軟件,例如結(jié)構(gòu)分析,模型創(chuàng)建可直接用于結(jié)構(gòu)計算軟件的分析,無需在分析軟件中二次建模,而在分析軟件中的結(jié)構(gòu)截面調(diào)整,可直接回饋給模型,實現(xiàn)雙向交互。再有直接回饋信息,例如水力,冷熱負荷和電氣配電,BIM軟件在建模環(huán)境中包含此類功能,在模型中增加或修改設備、末端、潔具等,其性能計算將實時反映到系統(tǒng)信息中。而在傳統(tǒng)設計中,二維圖紙設計,聯(lián)動效果差的分析軟件,甚至要獨立二次建模的分析軟件,設計方或者付出較大精力用以對修改后的設計做分析更新,或者選擇性的放棄部分性能分析更新工作,分析結(jié)果與現(xiàn)有設計并不相符。



        專業(yè)內(nèi)的協(xié)同與專業(yè)間的協(xié)同。在正向BIM協(xié)同設計過程中,需要約定專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的協(xié)同工作方式,以及專業(yè)間工作流程,通過協(xié)同設計的并行工作優(yōu)勢,可以保證專業(yè)間的信息傳遞及時有效。在傳統(tǒng)設計中,即時采用二維協(xié)同設計,也仍舊有部分內(nèi)容協(xié)調(diào)壓力較大,首先二維協(xié)同設計受文件管理局限,同一文件無法兩人同時編輯,從而影響專業(yè)內(nèi)的協(xié)作,其次,專業(yè)間表達的相同內(nèi)容,受圖形表達的影響,需要設置比較復雜的工作流程,例如房間名稱,因為機電專業(yè)無法直接參照建筑房間名稱,致使機電專業(yè)需要手動復核。



        而正向BIM協(xié)同設計,可以允許同專業(yè)人員在同一個文件上同時操作,專業(yè)間不僅傳遞圖形,同時傳遞屬性,重復內(nèi)容即時專業(yè)間各自創(chuàng)建重復表達,重復表達的內(nèi)容也是聯(lián)系并聯(lián)動的,例如建筑可以基于結(jié)構(gòu)樓板在同標高位置,創(chuàng)建有面層的樓板,符合各自的表達需求,而在結(jié)構(gòu)或建筑任一專業(yè)調(diào)整樓板高度時,另一專業(yè)都會獲得消息提醒,并允許另一專業(yè)選擇跟隨或要求其改回。



        即時的專業(yè)協(xié)調(diào)。在正向BIM協(xié)同設計中,專業(yè)協(xié)調(diào)是即時的,與設計同步的,設計的完成即是專業(yè)協(xié)調(diào)的完成。在逆向BIM設計中,因為本質(zhì)上是還原圖紙,所以設計和協(xié)調(diào)兩件事情被割裂開來,模型發(fā)現(xiàn)的問題要基于圖紙的翻模,而圖紙修改后的確認要基于二次的修改后圖紙翻模。



        但在正向BIM協(xié)同設計中,因為設計的載體是模型,模型可以直接進行專業(yè)協(xié)調(diào),對于發(fā)現(xiàn)的問題可以直接在模型中修改,修改后的模型,即是修改后的設計。圖紙對于正向BIM協(xié)同設計,僅僅是模型的一種導出格式,且所見即所得。



        三維的設計和三維的成果。用三維的思維做設計,是正向BIM協(xié)同設計最大的隱性收益。在傳統(tǒng)的二維設計和逆向BIM設計中,設計的演化和推敲,是在二維圖形上實現(xiàn)和完成的,設計師局限于二維的思維,和腦海中的二維轉(zhuǎn)化三維,設計人員和讀圖人員,為了表達設計和理解設計,都要反復經(jīng)歷轉(zhuǎn)換的過程。


        三維的思維做設計優(yōu)于二維的思維,不再將設計局限在二維的圖形表達中,而是在三維空間中反復推敲,所見即所得,不需要思維轉(zhuǎn)換,在設計人和讀圖人之間的傳遞也是充分而全面的。正向BIM協(xié)同設計的三維成果也將與更多的技術(shù)與應用場景結(jié)合,傳統(tǒng)設計交付的二維圖紙無法實現(xiàn)擴展應用,逆向BIM設計的成果雖然是三維,但信息有限,且無法保證與圖紙的完全一致性而很難擴展。



        正向BIM協(xié)同設計可以提升設計的附加值。在正向BIM協(xié)同設計中,通過對應用目標的設定,可以對模型設定更多的規(guī)則,從而使模型具有更多的應用功能,例如前文所述的性能化分析,和基于模型量化后的經(jīng)濟性評估,因為正向BIM協(xié)同設計的多用途交互性特點,可以大量地減少性能化分析的成本,將可能分包給專業(yè)顧問公司的工作,重新歸攏會設計院內(nèi)。同時設計院可以拓展一些后續(xù)階段的應用,例如算量與套定額,因為模型中包含足夠的算量信息,通過工具可以快速地得出算量與定額。



        正向BIM協(xié)同設計,基于服務平臺和云端的協(xié)同文件,創(chuàng)建了直觀的全連動的BIM模型與信息,其圖形和屬性都直接反應設計本意,使得模型可以被充分信任地用于各種BIM應用,避免了逆向翻模中,逆向成果與設計本意不一致而造成的諸多風險與重復建模工作。同時,正向BIM協(xié)同設計,優(yōu)于傳統(tǒng)協(xié)同設計的根本原因,在于它更高層級的協(xié)同,不僅協(xié)同了人、專業(yè),也協(xié)同了設計過程中的諸多應用與任務節(jié)點,再者,將設計充分引入到三維體系和可視化建造過程,較傳統(tǒng)設計將更多信息提前、工作前置、內(nèi)容整合,以充分發(fā)揮設計的價值。



        設計就是設計,無關(guān)表達方式與工具的使用。推廣時很喜歡強調(diào),前期多花時間,后期少花時間,其實甚少人關(guān)心。那得哪個后期才能節(jié)約時間?設計?施工圖?土建?安裝?驗收資料整理?大家都說省不了時間,推給了運維。這里面要強調(diào)的一方面就是;如果設計模型信息能夠流轉(zhuǎn)給施工或者運維;施工和運維支付設計部分費用,那么設計院應用BIM正向設計的動力也就被激發(fā)出來了。



        因為目前大多數(shù)設計院做BIM沒有額外的費用,而且還占用人力。這樣一種現(xiàn)狀,大家持觀望姿態(tài)還是能理解的。設計的核心,是一個不斷溝通的過程。團隊除建筑結(jié)構(gòu)設備,外包出去還有幕墻、泛光、智能化、景觀、市政、裝修、酒店、機器人停車、電影院深化…圖紙是溝通、表達的工具。如何來往?郵件?模型截圖?立剖截圖?視頻會議?準確性如何?正向設計你早晚都會的,我們的想法不是通過正向設計掙錢,而是想加速淘汰那些還在固步自封,堅守二維不肯進步的畫圖匠和翻模狗。



        BIM并不只是一個單單軟件工具,更重要的是一種設計的思維與全局的信息工作管理觀念,BIM對于新一代的建筑師更容易接受、學習和推廣。每項新技術(shù)的發(fā)展都伴隨陣痛,就像革命伴隨著流血一樣,只有足夠先進實用的技術(shù),且該技術(shù)能夠真真切切的打動既得利益者的時候才容易被推廣。而對于大多數(shù)行業(yè)的從業(yè)人員習慣依賴了傳統(tǒng)的二維操作習慣,BIM的三維操作會帶來不適應帶來阻力,還有花費時間與精力去學習的痛苦過程;目前BIM工具操作需要不斷簡化,逐漸適應設計人員的習慣;對接第三方設計軟件結(jié)構(gòu)不完善;標準體系還沒有完全建立來統(tǒng)一的BIM設計標準市場,相關(guān)法律政策跟進不及時;行業(yè)相關(guān)人才培養(yǎng)匱乏,目前處于不斷完善、擴張、深化的過程,不同方面在行業(yè)角色受到質(zhì)疑與抵制的情況不少;再還有目前建筑行業(yè)混雜無序的現(xiàn)狀,某種程度上限制了BIM的進化發(fā)展!正向BIM設計中,你所關(guān)心的是什么?




【注】圖文來源:中國BIM網(wǎng)/侵刪

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