BIM 技术在建筑领域的发展现状及前景

2022-11-23 20:33门丽君
佛山陶瓷 2022年8期
关键词:建筑设计设计师软件

门丽君

(山西工程技术学院,阳泉045000)

1 前言

21 世纪是一个网络信息技术高速发展的时代,未来的社会必将是一个高度信息化的社会,各个行业也会随着网络信息技术的发展而发生巨大的变化,以适应时代的进步,BIM 技术也是如此。随着信息化时代的来临,BIM 技术对建筑行业的发展起着越来越大的作用,而BIM技术的引入,为建筑行业的发展提供了新的思路。

2BIM 的发展

四次工业革命由手工、机械、电器、计算机到互联网,对于生产力的发展产生了巨大的影响和促进作用。建筑领域的发展也是如此,在最开始的建筑设计中,设计师们往往需要作图工具和纸来表达自己的设计思路,绘图的过程耗时又耗力。而建筑行业的特点又是需要反复推敲反复修改的,因此,整个设计阶段会花费过多的时间,而建筑师们大部分的精力都花费在了画图上,设计的时间被压缩到极少部分,不利于设计的发展。

20 世纪60 年代,CAD 开始进入人们的视野,CAD最初的意思是计算机辅助设计,而在后来的发展中,CAD一词渐渐被人们所接受的则是AUTODESK 公司出品的CAD 软件,这是由于该软件开发出来之后,其实用性、可操作性及可优化性的优势迅速占领了大部分的市场,现在CAD 所被人们熟知的就是AUTODESK 公司的这款软件。CAD 的产生,将设计师们从图板中解放出来,大大提升了画图的速率,这也是建筑领域的第一次革命。对于现代社会而言,更高、更快、更新逐渐成为人类对于现代建筑的要求,这对于设计师们的要求也就更高。迪拜塔、广州大剧院、上海喜马拉雅中心等等这些建筑,都是现代科学技术发展下的新作,而这些建筑无一例外都是异型建筑。异型的建筑往往没有一个固定的平面图,而CAD 二维的绘图方式也已经远远无法满足这些建筑的需求,同时,更复杂的结构、更复杂的技术、更宏大的图纸量以及更多人的参与,这些都使得CAD 这种单一形式的思维方式远远无法满足现状的需求,因此,BIM技术就变得尤为重要。

BIM 一词是“Building Information Modeling”的缩写,翻译过来就是建筑信息模型。对于BIM 的阐述有很多种,但是总结起来,BIM所代表的基本含义就是:共享、过程(工具)、信息化、全生命周期这四个词。简单来讲,BIM就是在建筑的全生命周期中共享建筑所有信息的工具。BIM技术作为一种新兴的技术,由于它的可视化、模拟性、协调性、可优化性等特点,在引入到国内之后就引起了巨大的关注。BIM技术的应用与其本身的特点有着密切的关系,其多元化的表现形式,为建筑整个生命周期中各个阶段信息的共享提供了保障,也有效地提高了每个阶段的工作效率。

BIM技术的最初发展是由各大高校开始的,各大高校从最初的选修课到必修课,逐渐提升了BIM技术在高校土建类专业的重要性。与此同时,部分高校甚至成立了BIM教研室,为BIM 技术的发展提供了更好、更优质的教育平台;同时,各大高校的师生也积极参与到BIM相关软件的研发中,为开发更为专业、针对性更强的软件提供了很大助力。

而各大设计院也都纷纷将BIM技术引入设计中,从最初的BIM技术设计小组,到BIM研究所,不断地引进多元化的BIM技术,为建筑设计的各个阶段都提供相应的BIM技术支持,而施工单位也在为纷纷成立BIM技术中心,为建筑施工提供方便。一个技术的推广与发展最开始都是自下而上的发展趋势,而当其发展到一定程度之后,就会逐渐转变为自上而下的形式。从国家层面而言,我国住房与城乡规划建设部于2011 年发布了《2011-2015 建筑业信息化发展纲要》,而这一国家层面的行为,也引发了BIM技术的井喷式发展,这一年也被称为中国的BIM元年。2012 年1 月,我国又出台了“关于印发2012 年工程建设标准规范定制修订计划的通知”,BIM技术自此有了更深远的发展。就目前而言,BIM的发展呈现出多元化、多专业、多领域的趋势,BIM技术也逐步成为一种常态化的软件。

3BIM 技术在建筑设计领域的主要应用

BIM技术在建筑领域的应用目前较为有限,一般只在大型项目中有可能用到;同时,在项目比较复杂的构件中也会用到BIM技术;其次就是一些造型比较复杂、无法用二维图纸表达的建筑设计中才会用到。BIM技术的应用与否,不仅与建设项目的复杂与否有关,与承接建筑设计业务单位的BIM 水平也有关,同时,甲方的BIM 水平对建设项目是否使用BIM 技术也有着很大的影响。就目前BIM技术应用的深度而言,仍是处于“翻模”的状态中,很少能够让BIM 真正参与到建筑设计的过程中。所谓的“翻模”就是将完成度较高的建筑设计图纸进行模型的重建。该方式是用以检验建筑设计过程中在二维图纸上不易被发现的错误,这也是三维直观性的应用。由此可见,未来BIM技术的发展与普及仍有很长的路要走。

就BIM的软件类型而言,BIM可以分为两种类型的软件,即:核心软件和其延伸的相关软件。BIM的核心软件主要包括:Autodesk Revit,Bentley,ArchiCAD 等,这些核心类型的软件主要由四大公司开发,应用领域略有不同。例如:Revit 系列软件主要应用于建筑设计领域,而Bentley 系列软件主要应用在建筑和道桥方面的建设。就目前而言,Revit 在建筑设计领域的应用相对而言较为广泛,该软件同样是Autodesk 公司所设计的软件,与CAD属于同一间公司,因此,操作与CAD 极其相似,在设计领域应用较广。

而该软件同时也是基础的软件平台,可以用来搭载很多不同用途的插件,例如:该软件搭载的Dynamo 插件,就是用来进行建筑参数化设计的插件。BIM系列不光只有四类核心软件,从某种角度来说BIM所包含的类型有多种,例如模型软件:Sketch up,Rhino;算量软件:广联达、鲁班;结构软件:PKPM,STAAD;节能软件:Ecotact,IES 等。这些各类型的软件基本都是用来满足各个领域、各个功能而设计出来的,同时,也是为了建筑设计各阶段的需求而产生的。

4BIM 技术发展前景

随着BIM技术的日渐发展,BIM技术这一新兴名词逐渐成为一种常态化,这一发展也符合现状。就CAD 的发展历程而言,CAD 在最初引入国内之后,引起了一定的关注和质疑,且随着时间的推移,CAD 现在已成为设计师们出图的必备工具之一。同样,BIM进入国内市场之后,最初只是在高校使用,之后才被应用到实际项目中,而应用范围也都停留在大型复杂的项目中。业界对于BIM的认知被分为两个方向,一个方向视BIM为一种“炫技”的方式,甚至有些人认为BIM会是昙花一现的流行,无法得到推广,这与任何新兴技术的推广都有着相似的过程。作为一个新兴名词,BIM确实引起了巨大的关注,但是随着BIM的普及,BIM的发展是趋向于常态化的趋势,也逐渐会淡出热点话题的视野。而BIM技术的工具意识也会被强化、被大众熟知,成为如同CAD 之类的日常工具,被大众使用。

目前的BIM 技术应用范围很有限,究其原因,有以下几点:目前的BIM 软件仍处于发展阶段,软件的不成熟,导致在部分设计中应用遇到阻碍;同时,在多元化的时代背景下,BIM软件的类型也是呈现百花齐放的状态,不同的公司、不同的设计阶段必然会用到不同的BIM软件,而软件之间的交互仍然存在大大小小的问题。比如:同样对于建模软件而言,在旧版本的sketch up 与Rhino这两款软件之间,模型信息的交互就会出现问题,很多模型的面会在转化过程中出现破面的情况,而对于新版的两款软件而言,该方面就进行了很大的改善。

与此同时,很多BIM技术人员对于软件的熟练程度不够,多专业人员掌握的BIM 技术也大相径庭,这也导致了工作效率低下、人员配合度较差等问题。另外,信息网络技术发展也对BIM技术的桎梏较为严重,很多国内的网络速度及服务器水平基本达不到“实时更新”的要求,这使得“云配合”的可能性几乎为零,BIM技术的优势无法发挥。

随着BIM技术的发展、5G 技术的普及,BIM 的应用一定会越来越普及。从BIM技术本身应用的层面来说,BIM技术不仅仅是少数重量级项目的优势,反而是一种常态化的应用助手。未来,BIM技术不仅仅能够进行“翻模”,更多的是会真正参与到建筑的勘察设计及施工过程中,成为设计的有力助手。在设计过程中对各类建筑信息进行有序化处理,方便建筑设计方案的调整与优化,从而大大提高工作效率,减少返工率。

在5G 技术的加持下,线上合作也变得更加便捷畅通,方便各专业设计师的配合。未来,各专业设计师的沟通交流会以线上云平台的方式进行,各专业可同时在平台同一项目图纸中进行绘图、交流、讨论,也能够及时将各专业图纸的进行更新,防止返工。除此之外,BIM技术的应用也将至助力装配式建筑的发展,装配式建筑将大量构建的施工放到工厂中进行,现场进行拼装而成的建筑,具有标准化生产、高效、节能、环保的优点,发展前景较大。

BIM技术的应用能够将其与工业化建筑的设计及施工相互结合,利用软件进行模拟,形成标准化的构建,从而形成组块化的单元。这些单元在工厂流水线中生产出来之后,在现场快速组装成型,从而减少现场的湿作业,使得现场对于环境的要求不高;与此同时极大地缩短施工周期,提高施工效率。由此延伸,BIM技术也可以与3D打印技术相结合。BIM与3D 技术打印结合起来,可以将定制建筑变为可能。BIM技术所见即所得的特点能够使得建筑更具有造型感,也能够让建筑变得更加直观,让普通人也能够看懂建筑,并通过一定技术手段直接将建筑打印出来,绿化环保、经济节能,这在未来的发展中,也是有着十分巨大的潜力的。

未来BIM 技术不仅将应用到建筑勘察设计及施工过程中,在建筑的日常运营维护中也具有一定的发展潜力。尤其是在房地产企业,对于BIM技术与运营管理方向的结合,与建筑前期BIM信息的收集有着较大关系。在建筑的设计阶段对建筑各种信息的收集,在建筑竣工之后,运营维护阶段不仅能够呈现建筑的三维空间模型展示,也可以对建筑内部的各类设施、隐蔽工程、应急管理及节能减排方向进行监控。

BIM技术发展到后期,其研究方向会发生较大的改变,而设计师也会从BIM的主要研究者身份转为为辅助研究的状态,或者设计师也会转为研发程序员。BIM技术会成为如同CAD 一般的常用工具,而研究方向会转向为“查缺补漏”的方向。具体而言,就是各专业设计师将自己的使用需求诉诸于软件开发工程师,与软件开发工程师共同研究软件,从而开发出更适合设计师们使用的软件,而不仅仅是在认知范畴内进行研究。

5 结论

随着现代科技的进步与发展,世界必然会发生翻天覆地的变化,而这一变化也将对建筑界产生巨大的影响。BIM技术的发展与进步也会在一定程度上成为行业发展与进步的助力,为行业的快速发展添砖加瓦。

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