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BIM为什么能在中国火成这样?

摘要: 虽然设施管理(AEC/FM)行业刚刚开始使用BIM,但已有显著的改善(相较于传统的2D,CAD或以书面为主的做法),虽然以下所讨论的好处,不见得都已被实现,但将他们表列出来,可以显示出当BIM技术发展后,整个可预期改变 ...

虽然设施管理(AEC/FM)行业刚刚开始使用BIM,但已有显著的改善(相较于传统的2D,CAD或以书面为主的做法),虽然以下所讨论的好处,不见得都已被实现,但将他们表列出来,可以显示出当BIM技术发展后,整个可预期改变的范围,如图所示说明BIM技术及相关过程,对于建筑设计和施工过程如何回应日渐增加的压力,位居于关键地位。这些压力来自于更高复杂度、更快发展、改善永续性,但需减少建筑物以及后续使用的成本。



1在施工和加工制造方面的好处


01使用设计模型作为预制元件的基础


如果设计模型被转移到一个BIM制作的工具里,并且详细到制作物件的程度,它会精确呈现此建筑的物件,以便制作和施工。因为元件定义在3D中,可方便使用数值控制机器进行自动化制造,这样的自动化是现今钢铁制造及一些金属板制造的标准做法,它已经成功的被运用在预制元件、开窗和玻璃制造。BIM能让全球供应商在模型中增加细节,发展作为所需的详细咨询,并维持反应设计意图的连结,如此可使异地制作更方便,并降低成本和施工时间。BIM的准确性使它比2D绘图能在异地制作出所涉及的更大型的元件,这样的特性可因应工地现场可能的变更需求以及因应在其他项目于现场施工完后才能得到确切的尺寸的情况。


02快速反应设计更改


将提议的设计变更输入模型,则涉及中对其他物件的变动也会自动更新,某些更新亦会自动根据既定的参数化规则进行改变,其他跨系统的更新也会被检查,并在视觉上或透过冲突检测进行更正,变动的结果及所有后续试图会被精准的反应在模型上。此外,在BIM系统中,更改设计能够更迅速的被解决,因为修改可以被公用、视觉化、预估,并在不适用耗时的书面来往情况下被解决。


03施工前发现设计错误和遗漏


因为虚拟3D建筑模型是所有2D和3D画面的根源,所以可以消除2D不一致的画面导致设计错误的情形。此外,因为所有专业领域的模型可聚集在一起比较,多系统的界面很容易进行系统上(硬性和间隔空间的冲突)及视觉上(其它类型的错误)的检查,冲突和施工的问题在现场检测之前就会被发现,加强了参与设计者和承包商之间的协调,也会大幅减少遗漏错误,加快建设过程,降低成本,减少法律纠纷的可能性,并为整个专案团队提供更流畅的过程。


04同步化设计与施工规划


使用4D CAD进行建设规划,需要在设计中,将施工规划连结到3D物件,因此可以模拟施工过程,并在任何时间点显示建筑物和基地的样貌。这样的图形模拟对了解建筑物如何每天被建造,揭露潜在的问题和可能改进的机会(基地、人员和设备、空间冲突、安全问题等),提供了深入的洞察力,书面投标文件无法提供此种类的分析。但若模型包含临时建筑物件如防护墙、鹰架、起重机、和其他主要装备,它还可以提供附加价值的,因为这些物件可以连结到工期活动上,并反映在所期望的施工计划中。


05较好落实精益施工技术


精益施工技术需要总承包商和所有分包商仔细协调,以确保在现场取得合适的资源时,能执行工作,这样可减少精力的浪费,并降低现场物料库存的需求。因为BIM提供一个精确的设计模型,且每个工作环节所需的材料资源也很精准,所以它提供了改良计划和分包商调度的基础,并可确保人、设备、核材料准时到底,这样可以降低成本,因为工地现场有很好的合作模式。此外模型也可透过无线设备,追踪材料、安装进度,和工地的自动定位。


06设计和施工采购同步化


一个完整的建筑模型会提供设计内所有(或大部分,取决于3D建模级别)材料和物件准确的数量,这些数量、规格、和属性可作为向产品供应商和分包商(例如预制混凝土)采购的依据。目前许多产品制造物件定义尚未被制定,使得这项功能尚未完全落实,但是当次模型可使用时(钢铁结构、预制混凝土构建、一些机械元件、和一些门窗),结果是非常有帮助的。


2施工前阶段带给业主的好处


01概念、可行性、和设计的好处


业主聘用一名建筑师前,必须确定建筑物的指定大小、品质级别、期待的规范需求、及是否可在预定的预算和时间内被建造。亦即此建筑物可否满足业主的财务需求?如果可以相对肯定地回答这些问题,业主便可以期望他们的目标会被实现。若在付出大量时间和精力后,才发现一个特定的设计远远超出预算,是很浪费资源的。


02增加建筑的性能和品质


在建立建筑细部模型之前,先发展方案模型,能更仔细评估提议的方案,以确定它是否符合该建筑的功能和永续的需求。使用分析、建模工具进行初期设计方案的评估,能增加建筑物的整体品质。


03使用整合专案交付方式以改善协作


当业主使用整合专案交付法(IPD)进行专案采购时,专案团队可在设计初期使用BIM,改善他们对专案要求的理解,并且避免书面交流和相关的延误。


3设计方面的好处


01较早和更精确的设计视觉化


BIM软件生成的3D模型是直接用软件设计出来,而不是由多个2D视图产生的,所以在过程中的任何阶段,进行视觉化表现,并能期望它会每个视图的尺寸都一致。


02当设计有更改时,自动进行低阶更正


如果所设计的物件是由参数化规则所控制,以确保物件的对其是正确的,那么3D模型将不产生几何、对齐、和空间协调上的错误,这样可以减少使用者管理设计更改的需要。


03在设计的任何阶段生产准确和一致的2D绘图


任何物件或者专案的特定视图,都可以被提取出准确和一致的绘图,这样可以为所有的专业领域减少大量的时间,也可以减少在设计时,所有因生产绘图所造成的错误数量。


04多种专业领域的提早合作


BIM技术可以加速多个设计专业领域同时作业,虽然绘图协作也可以,但和一个或多个协调的3D模型比较,绘图协作先天上市比较困难和耗时的,因为BIM技术在更改的控制上,是被管理的很好的,因此能缩短设计时间,并大幅减少设计错误和遗漏。BIM技术能较早的察觉设计的问题,并且提供给设计不断改进的机会,这比等到设计已接近完成,做了重大设计决策后,再进行价值工程的分析,更符合成本效益。


05设计意图一致性的简单验证


BIM提供较早的3D视觉化,并且将空间面积及其他材料的数量化,允许更早及更精确的成本估计,对于技术性建筑(实验室、医院、以及类似建筑),设计意向将常被量化式地定义,BIM能让一个建筑模型用来检查是否满足这些需求。至终定性要求(例如此空间应靠近另一个),3D模型也可以提供自动评估。


06在设计阶段撷取成本估计


在设计的任何阶段,BIM技术可以撷取出用于预估成正确数量与空间清单,用于成本预估。在设计初期,费用的估计是根据输入专案重要数量的公式,例如停车位的数量、每类办公区的面积、或单位面积成本。随着设计的进展,可获得更详细的数量,是费用预估更准确、更详细。在设计进展到施工投标所需的详细程度,BIM技术可以让各方面知道与设计相关联的费用。在设计的最后阶段,以模型中所包含的所有的物件的数量为基础,能更精确估算最终的成本。因此使用BIM技术比以书面为主的系统,较可能做成更明智的设计决策。


07提高能源效率和永续发展


连结建筑模型至能源分析工具,能在设计初期就评估能源使用。因为准备相关的输入需要时间,所以使用传统的2D工具并不实际。如果最后能源分析还是在2D设计的最后阶段进行,最为视察或规定的要求,会使改善建筑物能源效率的机会相对减少。BIM具有连结建筑模型到各种分析工具的能力,可提供很多改善建筑品质的机会。


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本文作者
2018-2-8 17:33
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