BIM技术及其在我国的应用问题

2017-05-05

  我国正在进行着世界上最大规模的建设,BIM技术的应用能够加速我国建筑工程技术的更新换代,但是应用BIM技术不仅需要经历一个过程,而且需要解决一些关键问题。


  BIM代表建筑信息模型(Building Information Modeling),BIM技术是继CAD(计算机辅助设计)技术后出现的建设领域的又一重要的计算机应用技术。


  BIM技术上世纪90年代起源于国外,其基本思想是在计算机上进行建筑设计,不再是对线段、弧线等基本图元进行操作,而是对带有属性信息的建筑构件进行操作。BIM技术的核心是基于该技术的建筑工程应用软件,典型的基于BIM技术的建筑工程应用软件例如美国Autodesk公司的Revit系列软件,匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。这些软件使得用户可以更高效地开展相关业务工作。它们具有如下共同特点:首先,在软件中,用户以面向对象的方式进行设计,就如上述其基本思想所表明的一样;其次,用户直接使用三维模型来进行设计;再次,软件支持开放数据标准,用户可以导入导出标准格式的数据,便于在不同的软件之间进行数据交换。


  我国关于BIM技术的应用与研究


  基于BIM技术的应用软件大约在2004年就已进入我国。有的国际软件开发商为此专门组织编写了教材,还实行捆绑销售,但应用的道路并不平坦。迄今为止,虽然已经在一些工程中得到应用,但应用的主要是建筑专业设计软件,即使如此,距离普及还有很长的路要走。根本原因有二:一是设计人员接受三维模型设计并不容易,需要花更长的时间;另外国外软件厂商的产品对我国规范的支持程度差,例如,尚不能从三维模型自动生成符合我国规范要求的二维设计图纸。


  鉴于BIM技术的重要性,我国“十五”科技攻关计划中开始了对BIM技术相关研究的支持,研究课题的名称为“基于IFC国际标准的建筑工程应用软件研究”,重点放在对BIM数据标准IFC和应用软件的研究上。通过该研究,将IFC标准的平台部分等同采用为行业标准和国家标准,开发了基于IFC的结构设计和施工管理软件,从而积累了对BIM技术的认识,为进一步开展研究奠定了基础。在国家“十一五”科技支撑计划中,对BIM技术研究给予了进一步的支持,研究课题“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”即是专门为此设置的,其中包含了基于BIM技术的建筑设计、成本预测、施工优化、施工安全分析等下一代建筑工程软件的研究子课题。


  BIM技术在国外的应用


  在一些发达国家,由于对BIM技术的研究和开发起步很早,应用开展也早,验证了BIM技术的应用潜力。从应用领域上看,国外已经将BIM技术应用在建筑工程的设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段,相应的应用软件也已经逐步成熟。经归纳,BIM技术已获得的应用如下:


  在设计阶段,使用相应的软件直接进行建筑、结构、设备等各专业设计,设计中均建立了三维设计模型,各专业设计之间可以共享三维设计模型数据,避免数据重复录入;二维设计图纸可以从三维设计模型自动生成。使用专门的软件,可以对设计是否符合规范进行自动校核。另外,可以自动地将三维设计模型的数据导入到各种分析软件中,例如能耗分析、绿色建筑分析、日照分析、风环境分析等软件,快速地进行各种分析和模拟,还可以快速计算工程量并进一步进行工程成本的预测。


  在施工阶段,通过使用相应的软件,利用三维设计模型数据,进行虚拟建造。虚拟建造最重要的目的是对建造过程进行预演,发现实际过程中将会出现的问题,及时改进,防范于未然。例如,可以综合建筑、结构、设备等各专业设计,进行碰撞检查。一旦发现构件之间的碰撞,可以及时调整设计,而不用等到施工时发现问题才进行设计变更。


  BIM技术在国外的应用特征可归纳为三点:一是由于BIM系统已经成为设计和施工企业承接项目的必要能力,BIM技术已受到广泛重视,大企业一般均已具备了应用BIM技术的能力;同时,BIM技术的专业咨询公司已经出现,并且十分活跃,为中小企业应用BIM技术提供了有力的支持。二是在BIM技术应用过程中,不仅直接将BIM技术应用到建筑工程的局部环节中,例如,设计单位进行各种分析和模拟,而且形成了新的工作模式,例如实施IPD(Integrated Project Delivery,集成项目交付)模式,即业主、设计、总包、分包等参与方在设计阶段就参与到项目中,通过应用BIM技术进行虚拟建造,共同对设计进行改进,并共同分享收益或风险,对此在行业中已经建立了标准的合同条款。三是应用软件已经比较成熟,特别是像Autodesk这样的大型软件开发商,提供了包括多个不同专业、跨不同阶段的软件,形成了全面的解决方案,从而有力地支持了BIM技术的应用。


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