BIM现状

BIM将影响幕墙行业

1、建筑信息模型(BIM)概述

建筑幕墙工程设计是建筑幕墙工程建设的龙头。在过去的20年中,CAD技术的普及推广,使建筑师、工程师们从手工绘图走向电子绘图。甩掉图板,将图纸转变成计算机中2D数据的创建,可以说是建筑幕墙工程设计领域第一次革命。CAD技术的发展和应用,使传统的设计方法和生产模式发生了深刻变化,设计效率提高了十几倍到几十倍,大大缩短了设计周期,提高了设计质量。但二维图纸不能直观体现建筑幕墙的各类信息,所以在设计中,制作实体模型也是经常使用的建筑表现手段。为了在整个设计过程中沟通设计意图,建筑师和建筑幕墙工程师有时需要同时用实体模型和图纸两种方式,以弥补单一方式的不足。应用计算机后,设计人员一直在探索如何使用软件在计算机上进行三维建模。随着建筑幕墙工程规模越来越大、建筑幕墙越来越高、建筑幕墙体形越来越复杂,附加在建筑幕墙工程项目上的信息量也越来越大。建筑幕墙工程信息会对整个建筑工程周期乃至整个建筑物生命周期都产生重要的影响。对这些信息利用得好、处理得好,就能够节省工程开支,缩短工期,也可以惠及使用后的维护工作。因此,十分需要在建筑幕墙工程中广泛应用信息技术,快速处理与建筑工程有关的各种信息,合理安排工期,控制好生产成本,尽量消灭建筑幕墙由于设计不当甚至是错误所造成的工程损失以及工期延误。鉴于此,就必须在整个建筑幕墙工程周期乃至整个建筑幕墙生命周期中,实现对信息的全面管理。建筑设计作为建筑工程的龙头专业,也是整个建筑工程信息的源头,在建筑幕墙信息化中肩负十分重要的责任。 BIM——建筑信息模型,为建筑幕墙工程设计领域带来了第二次革命,从二维图纸到三维设计的革命,是一次真正的信息革命。

2、建筑信息模型(BIM)的概念

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是近两年来出现在建筑界中的一个新名词,其定义为:创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。它的全面应用将提高建筑工程的集成化程度,也为建筑业的发展带来效益,使设计乃至整个工程的质量和效率提高,成本降低,是引领建筑业信息技术走向更高层次的一种新技术。BIM通过数字信息仿真模拟建筑幕墙所具有的真实信息,不仅仅是几何形状描述的视觉信息,还包含大量的非几何信息,如材料的强度、性能、传热系数,构件的造价、采购信息等。BIM是通过数字化技术,在计算机中建立一个虚拟建筑幕墙,提供了一个单一的、完整一致的、有逻辑的建筑信息库。BIM同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法,这种方法支持建筑幕墙工程的集成管理环境,可以使建筑幕墙工程在其整个进程中显著提高效率和减少风险。BIM支持建筑幕墙工程全生命周期的集成管理环境,因此建筑信息模型的结构是一个包含有数据模型和行为模型的复合结构。它除了包含与几何图形及数据有关的数据模型外,还包含与管理有关的行为模型,两相结合通过关联为数据赋予意义,因而可用于模拟真实世界的行为,例如模拟建筑幕墙的结构应力状况、安全状况、传热状况等。

3、建筑信息模型(BIM)设计的核心理念

参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计,建筑信息模型是由无数个虚拟构件拼装而成,其构件设计并不需要采用过多的传统建模语言,如拉伸、旋转等,而是对已经建立好的构件(称为族)设置相应的参数,并使参数可以调节,进而驱动构件形体发生改变,满足设计的要求。而参数化设计更为重要的是将建筑幕墙构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟,并进行相关数据统计和计算。在建筑信息模型中,建筑幕墙构件并不只是一个虚拟的视觉构件,而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性,如材料的强度、材料的传热系数、构件的造价、采购信息、重量、受力状况等。构件关联性设计是参数化设计的衍生。当建筑幕墙模型中所有构件都是由参数加以控制时,如果将这些参数相互关联起来,那么就实现了关联性设计。换言之,当幕墙工程师修改某个构件,建筑模型将进行自动更新,而且这种更新是相互关联的。例如,遇到修改幕墙分格,在建筑信息模型中,只要修改分格的数值,所有的墙、柱、窗、门都会自动发生改变,因为这些构件的参数都与分格相关联,而且这种改变是三维的,并且是准确和同步的。我们不再需要去分别修改平、立、剖。关联性设计不仅提高了工程师的工作效率,而且解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。

参数驱动建筑形体设计是指通过定义参数来生成建筑形体的方法,当建筑师改变幕墙的一个参数,形体可以进行自动更新,从而帮助建筑师进行形体研究。参数驱动建筑形体设计仍然可以采用定义构件的方法实现。如果我们要设计一个形体复杂的高层建筑,我们可以将高层建筑的每一层作为一个构件,然后用参数(包含一些简单的函数)对这一层的几何形状进行定义和描述,最后将上下两层之间再用参数关联起来,例如设定上下两层之间的扭转角度,这样就可以通过修改所定义的角度来驱动模型,生成一系列建筑幕墙形体。这种模式对于生成一些有规律但却很复杂的建筑形体是十分有用的。

参数驱动建筑形体设计并不是建筑信息模型所独有的技术,犀牛等软件具备同样的功能。但是在建筑信息模型中,形体可以方便地转化成具有真实属性的建筑构件,如给形态附着幕墙,当我们改变参数,形体发生变化的同时,建筑构件也相应同步变化,这就使视觉形体研究与真实的建筑构件关联起来,视觉模型也就转化为真正的 “信息模型”。参数化构件亦称“族”,是在 Autodesk Revit Architecture中设计所有建筑构件的基础。它们提供了一个开放的图形式系统,能够自由地构思设计、创建外形。以往幕墙公司常拿到一堆建筑图、结构图,甚至同时拿到几个版本的建筑图。从平面、立面、剖面、节点开始分析,就算有三维模型也不敢确定是否出自最新的建筑图。现在用Revit拿到的就是些模型,不用再分建筑和结构,甚至可以直接链接建筑轴线到玻璃线。做投标其实是“简单”地勾出幕墙轮廓,也可根据Revit模型,直接绘制投标图。施工是在投标的基础上深化,加工只是再深化。