BIM是什么?5大BIM優(yōu)點、應用完整分析!
BIM是什么?BIM建筑信息模型(Building Information Modeling),定義是由完整信息構成,易于統(tǒng)整各方信息方便建筑生命周期的規(guī)劃、設計、施工及營運維護等工程與管理的系統(tǒng)技術。
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BIM不僅可以支持新建案(或產品)的開發(fā)管理,還可以藉由電腦技術直接模擬建筑工程信息模型,是營建產業(yè)的新工具,也是趨勢。
可惜的是很多公司只將BIM(Building Information Modeling)理解成模型,所以就算導入BIM技術也覺得成效普普,用戶投入了大量的資金、人力、物力,最終只得到一個看起來很炫的立體模型,無法解決根本的問題。那么BIM最正確的解釋應該是什么呢?應是「由完整訊息構成、用以支持生命周期管理、可經由計算機程序直接解釋的工程訊息模型」。
BIM解釋
BIM最直白的解釋就是「由信息技術支撐的,對建筑環(huán)境的生命周期管理」。是不是很饒舌?沒關系,我們將BIM這3個字母分開來解釋!
1、B(Building):建筑領域
所謂Building并不是單指一棟建筑,而是整個建設領域,建設領域包含城市規(guī)劃、交通建筑、環(huán)境工程、節(jié)能工程、地下空間工程等,這個有機會我們以后會整理給大家。
因此BIM中的B(Building)所涵蓋的范圍,可以是建筑中的一部分例如水電、土方工程等,也可以是單體建筑,也可以是社區(qū),甚至是一座城市。
2、I(Information):訊息
Information指的是訊息,包含幾何訊息與非幾何訊息。
I代表的就是訊息,而訊息又可以往下細分出「幾何訊息」、「非幾何訊息」這兩種。
#1.幾何訊息:尺寸、長寬等能用數字表示的信息
比如「展示柜的尺寸」、「門的尺寸」、「嵌入式冷氣的長寬重量」等可以用數字表示的都叫幾何訊息,BIM系統(tǒng)的一大用處就是可以根據這些幾何訊息預先模擬并解決可能出現的碰撞問題。
比如可以預先模擬展示柜在房子中會不會與其他辦公桌碰撞、管線是否不會互相干涉、會議室大門打開會不會干擾座位等。
以展示柜的例子聯想,如果模擬時發(fā)現展示柜確實會跟辦公桌發(fā)生碰撞的話,實際施作時可以選擇將展示柜放在別的地方,或是干脆把辦公桌移位。
而選擇移動展示柜這個選擇又可能引發(fā)后續(xù)的連鎖問題,而BIM系統(tǒng)就可以讓你預先了解這些問題并提前思考解決方法。
#2.非幾何訊息:設備資料、廠商資訊、工程備注等信息
非幾何訊息就是無法以數字表達與模擬的信息,比如展示柜的尺寸、提供展示柜廠商的聯絡數據、展示柜安裝的方法等,這些都是所有參與者為了方便管理與模擬而放到BIM模型中的非幾何訊息。
3、M(Modeling):模擬
很多人會把M解釋成「模型」,其實這只對了一半,BIM中的M(Modeling)代表的其實是「模擬」,代表的是建筑的過程而不是結果。
如果對于M(Modeling)的理解不正確的話,講好聽一點叫「無法發(fā)揮BIM技術真正的價值」,講難聽一點就叫「浪費錢」。
有那么嚴重嗎?我們接著看:如果將M理解成「模型」
現在有不少企業(yè)會因為誤解而將BIM技術與實際工程拆開,像一些公司會在建案開始前設立專門的BIM小組,在開工前會根據平面圖繪制3D模型,只是開工后公司仍然是照傳統(tǒng)方式執(zhí)行,等完工之后,BIM小組會根據現場情況再繪制一份竣工的模型交差。
發(fā)現問題了嗎?雖然有特別請技術人員繪制3D模型,但“模型”與“執(zhí)行”這兩件事是完全沒有關聯的!
這種只是把從平面圖到竣工的流程搬到電腦操作的BIM系統(tǒng),自然沒辦法帶來多大效益,更別說解決問題了。因此類似錯誤的導入案例也默默在業(yè)主心中埋下了「BIM昂貴又沒成效」的刻板印象。
如果將M理解為「模擬」,目前運用BIM技術最多的是設計階段,用3D模型來取代傳統(tǒng)的圖紙,但如果只有設計方使用BIM,參與也只有設計方的話那么成效也是有限的。
因為一項建案工程就如像開發(fā)產品,設計方只是一開始的階段,想要讓BIM發(fā)揮最大效益,需要所有相關角色一同參與項目的所有過程(全生命周期)。
所以業(yè)主在開始之前要先召集施工、設計、材料供應、監(jiān)造等角色一同參與BIM模型,在項目實際執(zhí)行之前先用BIM中的模型「模擬」一遍,確認沒問題之后再動工,實際執(zhí)行時也應該要盡可能依照BIM中的模型去施作。
BIM的模型數據是會根據時間不斷變化的,如果項目中每個角色在一開始就參予BIM中的模擬,就可以提早發(fā)現問題并解決,將實際施作中產生的錯誤降到最低,這樣模擬才有價值。
如果有任何一方沒有參與,都有可能遇到和傳統(tǒng)同樣的問題!
再舉個例子讓大家感受一下
比如說現在要蓋一間房子,房子里面預計放一個大型展示柜。
房子與展示柜都可以輕易畫出平面圖與模型,但假設今天施工方不參與BIM系統(tǒng),可能會出現房子已經蓋好,但展示柜卻因為太大過不了門的問題,為了解決這個問題又會產生了許多不必要的成本。
從以上案例可以看出是設計、施工與展示柜廠商之間的溝通問題。
解決這個問題的方法其實不難,比如先將房子開個適當大小的口,讓展示柜可以方便進出,等內部裝修與展示柜都定好再把口封起來;也可以一開始就請廠商訂做可以組裝的展示柜,這兩種方式都能解決這個問題。
但換個角度思考,如果一開始就能發(fā)現這個問題并解決,那這個問題根本就不會發(fā)生。
而且實際施作會遇到的問題可是遠比這個例子復雜得多,所以BIM系統(tǒng)需要所有角色一同參與協(xié)作才能發(fā)揮最大效益!
真正的BIM應該符合以下五個特點
1、視覺性
可視化最直白的解釋就是「所見即所得」,對于建筑行業(yè)來說,可視化的作用是非常大的,例如傳統(tǒng)營造最常使用的構通方式就是透過施工圖紙,各個構件的信息均使用線條繪制表達,但是實際的構造與施作只能靠建筑人員自行腦補。
如果建案相對簡單,那么自行想象確實是可行的,但是近年的建筑形式變化相當大,復雜的結構造型不斷推陳出新,那么只靠腦補就想完成建案似乎就有點不現實。
所以BIM提供了可視化的呈現方式,讓將以往平面的對象改成以立體實物的方式展示在人們面前,可視化的結果可以讓項目在設計、建造、運營的溝通過程更加清晰。
2、協(xié)調性
協(xié)調性是建筑業(yè)中的重點內容,一旦項目的實施過程中遇到問題,就要將各有關人士組織起來開會,找各施工問題發(fā)生的原因,然后做相應補救措施等進行問題的解決。
那么真的就只能等問題出現后才進行協(xié)調嗎?像設計時由于各專業(yè)設計師之間的溝通不到位,而出現各種專業(yè)之間的碰撞問題等,難道不能在一開始就先發(fā)現并解嗎?
BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業(yè)的碰撞問題進行協(xié)調并生成協(xié)調數據分享給所有相關角色。
除了碰撞問題之外,BIM還可以解決管線、地下排水布置等協(xié)調問題。
3、模擬性
模擬性不只能夠預覽建筑模型,還可以模擬不能在真實世界中進行操作的事物。
比如在設計階段BIM可以針對施工規(guī)劃預先模擬實際情況,確定合理沒問題才開始施工,也可以根據模擬的結果進行造價管控,進而實現成本控制。
等建案完成之后,也可以使用這項功能模擬日常緊急情況的處理方式,例如火災、地震的逃生路線或疏散模擬等。
4、優(yōu)化性
設計、施工、運營是一個不斷優(yōu)化的過程,雖說優(yōu)化要做好未必一定要使用BIM,但如果借由BIM可以做更好的優(yōu)化,那何樂而不為?
主要制約優(yōu)化的因素是信息、復雜程度、時間這三樣東西。信息如果不夠準確、充分,就無法得到最合理的優(yōu)化結果,BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息等。
而且由于現代建筑物的復雜程度已經不是少少幾個人就能負擔,BIM則為此提供了對復雜項目優(yōu)化的一條捷徑。
BIM優(yōu)化主要可以針對項目、特殊項目進行優(yōu)化,那么項目與特殊項目優(yōu)化的具體內容是什么呢?我們接著看。
#4-1.項目方案優(yōu)化
比如可以把項目設計與業(yè)主的預算結合(即5D),可以立即計算出設計變化與預算的關系,讓業(yè)主對設計方案更有概念,而不是只專注于建筑的外型,也可以讓業(yè)主知道哪種方案更適合自己。
#4-2.特殊項目的設計優(yōu)化
比如屋頂、裙樓這類在大空間??吹降脑O計,雖然占整體建筑比例不多,但是占投資和工作量的比例可能相當多,通常也會是施工難度與問題最多的地方,如過能對這類的施工方案進行優(yōu)化,將能帶來明顯的效率提升與節(jié)省成本!
5、可出圖性
這邊指的出圖并不是只產出一張建筑設計圖紙,而是藉由BIM將建筑進行數字化、可視化后展示,并經過展示、模擬、協(xié)調之后為業(yè)主提供以下3樣資訊:
綜合管線圖:經過碰撞檢查與修改,消除錯誤后的管線圖。
綜合結構留洞圖:結構留洞圖是配合管線圖的重要參考資料。
碰撞檢查的報告與改進方案:經分析后向業(yè)主提出碰撞問題與修改方案。
BIM軟件有哪些
常見BIM軟件
最早的BIM模型是在大約1970年代末和1980年代左右出現,只是早期軟件運行所需的硬件非常昂貴,因此無法被廣泛采用。而1984年發(fā)布的ArchiCAD的Radar CH則是第一個可在個人電腦上運行的BIM軟件。
在執(zhí)行建案時使用BIM建筑信息模型可以集合所有相關信息,讓工程更加順利,這些軟件套件如:Autodesk Revit、ArchiCAD、Synchro PRO、VectorWorks等。
不同以往如AutoCAD等建筑繪圖工具,BIM軟件可以在建筑模型中紀錄更多完整的信息,比如成本、制造商信息、維護信息和施作工法等。
目前常用的BIM軟件主要有以下幾種
Revit
Navisworks
Civil 3D
ArchiCAD
AECOsim
Tekla Structures
ArchiCAD
MagiCAD
BIM軟件價格
bim軟件價格大致上落在幾萬到幾十萬,每年還需要支付維護費與升級費,具體的方案每家公司不一樣。
但是切記,并不是越便宜就越好!如果便宜沒有效反而賠了夫人又折兵。
為什么要用BIM
目前大部分營造產業(yè)在建筑生命周期各階段的信息交換上仍使用傳統(tǒng)的平面、立體圖來呈現,因此導致信息不完整,不僅不能提升效能,還浪費不少人力物力資源。
BIM就是為了解決這個問題而開發(fā)的系統(tǒng)技術,利用可訪問的標準化信息模型,改善完整項目的工作流程(建筑規(guī)劃、設計、建造、維護管理)。
透過BIM系統(tǒng),參與工程項目的各個角色將重要數據記錄于建筑生命周期中,以便更好保存與交換信息。
這種共同協(xié)作的模式與觀念可以減少不必要的成本支出與資源浪費,也能更有效的提升管理效率與建筑質量。
BIM可帶來的效益
BIM具有降低錯誤、減少成本的實質效益
BIM模型能協(xié)助決策者做出準確的判斷,利用電腦系統(tǒng)檢測各類構件在空間中彼此是否沖突或干涉,在設計初期能有效減少團隊產生的疏漏,與后續(xù)承造廠商犯錯的可能性,對工程的各個參與方來說,減少錯誤就能降低成本。
由于電腦和軟件具有比傳統(tǒng)作法有更強大的信息處理能力,會對工程項目帶來相當正面的影響和助益,目前也有不少大公司使用BIM系統(tǒng)成功的案例。
比如德國慕尼黑的寶馬世界(BMW Welt)、梅賽德斯-奔馳博物館(Mercedes-Benz Museum),以及位于斯圖加特的保時捷博物館等許多世界知名案例,都是使用BIM技術來完成的建案。
使用BIM系統(tǒng)的效益總結如下
業(yè)主方面:可準確進行工期、成本、質量的管控,也較好掌握營建工程項目的進度與預期效果。
設計方面:藉由3D可視化分析、提早在設計階段進行跨領域協(xié)同作業(yè),使設計方案可以隨時檢討修訂。
施工方面:可在施工前進行碰撞檢查。
使用方面:可整合建筑設備營運與管理系統(tǒng),協(xié)助檢視設備系統(tǒng)運作,提供節(jié)能舒適的空間。
BIM價值分析
如果能導入BIM技術將項目管理信息化,不僅可以提升項目執(zhí)行效率與提高建筑質量,更可以縮短工期、降低建造成本,那么導入BIM之后究竟可以產生怎樣的價值呢?主要體現在以下6點:
立體渲染
快速測量
準確規(guī)劃
多重對比
虛擬施工
碰撞檢查
接下來就為大家一一講解這6大價值的重點吧!
1.立體渲染:更直覺、美觀的宣傳展示讓中標機率大增
三維的渲染動畫可以帶給業(yè)主最美好的視覺體驗。建好的BIM模型也可以作為二次渲染開發(fā)的模型基礎,大大提生了渲染的精度與效率,給業(yè)主更直觀的宣傳介紹,以提升中標幾率。
2.快速測量:精準計算信息,提升施工效率
BIM數據庫可以準確、快速地計算工程量,提升施工的精度與效率。由于BIM數據庫的資料相當細致與精確,可以快速提供項目管理所需的資料信息,有效提升施工管理效率。
3.準確規(guī)劃:減少物流、倉儲等資源浪費
營建施工很難做到精細化管理的根本原因在于工程資料太過龐大,無法及時、準確地獲取信息,導致只能依靠過去經驗執(zhí)行計劃。
而BIM的出現可以讓管理工作變得快速又準確,可以為施工企業(yè)制定更合理的人材計劃,大大減少了資源、物流和倉儲環(huán)節(jié)的浪費。
4.多重對比:隨時管控項目信息與對比分析
支撐管理的核心就是數據,項目管理的基礎就是工程基礎數據的管理,及時、準確地獲取工程數據就是項目管理的核心競爭力。
BIM中的數據庫可以快速獲取任一時點上工程的基礎信息,通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等資料的多算對比,可以了解項目運營的盈虧、進貨分包單價有無失控等,實現對項目成本風險的有效管控。
5.虛擬施工:讓項目所有角色協(xié)同執(zhí)行,減少返工與降低成本
BIM最厲害的特色在于它有三維可視化功能(3D),并能加上時間維度進行虛擬施工(4D)。隨時都能快速地將施工計劃與實際情況作對比。
并可以同時讓施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主都能了解工程項目的現況與各種問題,大大減少建筑質量問題、安全問題與返工的發(fā)生。
6.碰撞檢查:及早發(fā)現并解決問題,減少返工善后成本
利用BIM的三維技術可以在設計初期進行碰撞檢查并優(yōu)化工程設計,減少在建筑施工階段可能發(fā)生的錯誤與返工的狀況。
最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案,進行施工交底、施工模擬,提高施工質量,同時也提高了與業(yè)主溝通的能力。
BIM如何運作
BIM主要運用電腦技術將建筑與設備繪制虛擬物件,并添加相關資料
BIM主要是利用電腦信息的對象導向觀念,依照施工流程與設備組成,將建筑物及設備有系統(tǒng)地拆分為數個虛擬組件,例如柱、梁、門窗、衛(wèi)浴設備等。各類的虛擬元件除了具有3D外觀,同時也包含與組件的相關資料,例如材質、性能、施作工法等。
BIM建模人員可以利用這些組件在電腦中建造想要的建筑物與模擬現況,也就是BIM中的Modeling。
因為這些組件已經具備了詳細的尺寸、施作工法等資料,設計單位可以利用BIM進行如:采光、設備家具擺放等模擬,以便與用戶溝通,調整優(yōu)化設計等。
不同角色的專業(yè)人員可以在實際施工之前,整合空間、結構、機電等不同的BIM Models,檢查是否有設計不足與沖突,例如,樓梯凈高、管線重疊等,以免在施作時才發(fā)現錯誤造成浪費的情況。
如何應用BIM?
首先,業(yè)主應先提出符合自身需求、成本的信息內容,再由營建團隊在過程中逐步建置模型與進行模擬,確認沒問題之后再交給業(yè)主檢核。
這樣一來在建筑完工后,就能同時得到一個信息充足、精確且與完工實體建筑相對應的BIM模型。
所以,應用BIM并不只是采買電腦軟硬件就可馬上看到效果,還要將建置BIM Model的工作整合,參與人員也都要有將營建作業(yè)流程結合BIM的觀念,才能有效率地同時完成虛實相輔的BIM Model與實體建筑物。
再次提醒,BIM系統(tǒng)需要建案中的所有角色一同參與,才能達到最大的效益!
BIM是一種觀念,也是務實的應用技術,更是營建產業(yè)未來的趨勢,將會帶來一次巨大變革!
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