摘要:建筑信息模型(BIM-Building Information Modeling)日前已经成为建筑学、工程学及土木工程的新工具。本文对应用BIM的发展历史及相关技术方法进行了阐述,分析了BIM在建筑学、工程学及土木工程领域的实施现状及广阔的应用前景。
关键词:BIM、建筑信息模型、三维、3D
0. 引言
自20世纪80年代的个人电脑革命和90年代的互联网革命及其普及作用,计算机网络使得信息化所包含的信息收集、传递与共享具备了实现的技术条件。信息技术近十几年来的飞速发展和广泛应用,其重要意义和对人类的深远影响举世公认。在工程建设领域,计算机应用和数字化技术已展示了其特有的潜力,成为工程技术在新世纪发展的命脉。
1. BIM的发展
BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。美国国家BIM标准对BIM的含义:
a. 一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;
b.一个共享的知识资源;
c.一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念开始的全生命周期的所有决策提供可靠依据的过程;
d.在项目不同阶段不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息以支持和反应其各自职责的协同作业。
建筑信息模型或建筑资讯模型一词由Autodesk所创。 BIM的衍生经历了:个人电脑和互联网普及的革命信息的第一次革命,建筑景观对于CAD二维引用的第二次革命;3DMAX等建筑三维软件引用的第三次革命,BIM建筑信息全模型系统引用的第四次革命。
BIM的相关技术与方法
BIM的相关技术包括:
?BIM(建筑信息模型)、参数化建模(Parametric Modeling)
?CAD(计算机辅助设计)、可视化(Visualization)、CAE(计算机辅助工程)、VR(虚拟现实)和游戏(Game)、RFID(无线射频、电子标签)、互联网(Internet)、工程量统计和造价、项目计划管理
?GIS(地理信息系统)、协同(Collaboration)、互用(Interoperability)、BLM(建设项目生命周期管理)、IPD(一体化项目实施)、VDC(虚拟设计施工)、精益施工(Lean Construction)、流程(Workflow/Process)
? 工程项目、住宅产业化
BIM实施
BIM的实施包括确定BIM应用类型、制定BIM规划及BIM团队规划三步。
(1)确定BIM应用类型
从建设项目生命周期整体的角度去分析,一个BIM项目的实施需要涉及到不同的项目阶段、不同的项目参与方和不同的应用层次等三个维度的多个方面。整体是由部分在一定的规律(流程)下构成的。其中的每一个“部分”(即一个任务Task或活动Activity)的典型形态可以用下图表示:
当同一个建设项目中的若干BIM任务互相之间没有任何信息交换,每一个BIM任务需要的信息完全由本任务的责任方输入时,我们把这样的BIM应用称之为孤立的BIM应用;反之,只要某个任务使用了由前置任务传递过来的信息,我们就可以称其为集成的BIM应用。
(2)制定BIM规划
为保障一个BIM项目的高效和成功实施,相应的实施规划需要包括BIM项目的目标、流程、信息交换要求和基础设施系统等四个部分,下图是典型的BIM项目实施规划制定程序:
BIM规划制定可以用“四步曲”定义BIM目标->设计BIM流程->确定信息交换->落实基础设施”来概括,即第一步定义BIM目标和应用,第二步设计BIM实施流程,第三步制定信息交换要求,第四步确定实施上述BIM规划所需要的基础设施。
4. BIM应用现状及前景
由于查询建筑信息模型能提供各类适切的资讯,协助决策者做出准确的判断,同时相比于传统绘图方式,在设计初期能大量地减少设计团队成员所产生的各类错误,以至于后续承造厂商所犯的错误。电脑系统能用碰撞检测的功能,用图形表达的方式知会查询的人员关于各类的构件在空间中彼此碰撞或干涉情形的详细资讯。由于电脑和软体具有更强大的建筑资讯处理能力,相比目前的设计和施工建造的流程,这样的方法在一些已知的应用中,已经给工程项目带来正面的影响和助益。
对工程的各个参与方来说,减少错误对降低成本都有很重要的影响。而因此减少建造所需要的时间,同时也有助于降低工程的成本。
建筑信息模型目前正被愈来愈多的专家,应用在各式各样的建筑上。从简单的仓库到型式最为复杂的新建筑。这种设计方法正在发展中。 建筑信息模型提供虚拟建筑模型,供设计团队(如建筑师、测量师、土木工程师、结构工程师、机电工程师)传递到承建的营造方到业主,可以在各个阶段添加各自专业的资讯、更新、追踪变更和维护此共同、单一的模型。结果是期望能很大程度地减少当工程在参与方之间提供与接收时,所发生的资讯漏失。而其提交的资讯内容远超过现行工程实务上的量。