摘要:探讨了建筑信息模型 (BIM)的概念、技术特点、设计的核心理念。简要介绍了 BIM案例, BIM为整个建筑幕墙行业带来全新的启示,是一次建筑业信息技术的革命,中国建筑幕墙行业应尽快推行 BIM。
关键词:建筑信息模型;建设工程生命周期管理;多维工程信息模型;可视化;参数化设计;虚拟幕墙工程;信息革命
引言
进入 21世纪以来,建筑行业面临着来自多方面的挑战,特别是来自国外设计公司的强大竞争。快速发展的城市建设带来了越来越紧迫的设计任务,层出不穷的新材料、新技术,以及新的设计思想,这些都要求设计人员不断更新自我,进行再学习。
2006年,美国建筑师协会曾经发出过一个警告:不懂建筑信息模型 (BIM,Building Information Modeling)的建筑师,不久的将来将失去获得 OFERR的机会。在美国,随着 BIM的推广,所有的建筑业务,包括设计、设计审核、预算、工程管理等,将会整合到一起。
在建的上海中心,主体建筑结构高 580 m,总高度为 632 m,将通过整合三维数字化新技术打造“数字 DNA”,在建筑的全生命周期实现信息化 BIM。据说上海中心采用 BIM技术后,电脑里的上海中心就如同一部 3D电影,不仅能准确反映建筑物的外观结构,而且内部的每一根钢筋、每一根管线的位置和走向都能清楚地立体再现,哪怕是小到一个阀门,安装在哪一层、哪一个房间、什么牌子,都能在电脑中快速地搜寻到。在上海中心的招标中,要求企业必须使用 BIM软件。BIM在建筑中为何如此重要?BIM是什么?它会给幕墙行业带来什么影响?
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(Computer Aided Design)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。最早实现的是用三维线框图去表现所设计的建筑物,但这种模型过于简化,仅仅满足了几何形状和尺寸相似的要求。后来出现了诸如 3DStudio VIZ、FormZ这类专门用于建筑三维建模和渲染的软件,可以给建筑幕墙表面赋予不同的颜色以代表不同的材质,再配上光学效果,可以生成具有照片效果的建筑效果图。但是这种建立在计算机环境中的建筑三维模型,只能用来推敲设计的体量、造型、立面和外部空间,并不能用于施工。对于一个可以应用于建筑幕墙施工的设计来说,附属在建筑幕墙设计上的信息是非常多的,设计人员除了需要确定建筑幕墙的几何尺寸、所用的材料,还需要确定建筑幕墙的抗风压强度、抗震、气密、水密、变形、施工工艺、传热系数等很多信息。如果不确定这些信息,建筑概预算、建筑施工等很多后续的工作就无法进行。而原有的建筑物三维表面模型,无法做到在模型上附加这么多信息。
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