BIM機電設(shè)計、出圖、交付新模式研究

  摘要：BIM涉及整個建筑工程全生命周期各環(huán)節(jié)的完整實踐過程，但它不局限于整個實踐過程貫穿后才能實現(xiàn)其價值，在設(shè)計階段，BIM可視化、參數(shù)化等技術(shù)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計模式，提高了設(shè)計質(zhì)量和效率。解決BIM出圖問題，將實現(xiàn)BIM技術(shù)這一美好概念在設(shè)計企業(yè)的落地！

        關(guān)鍵詞：BIM；可視化；參數(shù)化；BIM出圖

1. 引言

        BIM(Building Information Modeling)從20世紀90年代提出至今，已經(jīng)從概念普及進入到應(yīng)用普及階段，目前我國工程建設(shè)行業(yè)設(shè)計單位有相當(dāng)部分的企業(yè)已經(jīng)開展了BIM應(yīng)用實踐，BIM已經(jīng)成為推動設(shè)計行業(yè)變革和發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)的升級的核心技術(shù)。

        對設(shè)計企業(yè)而言，隨著BIM技術(shù)的普及應(yīng)用，以二維圖紙為主要信息載體的設(shè)計交付體系，將逐步過渡到以BIM模型為主并關(guān)聯(lián)生成二維視圖的交付體系，這是BIM模式下圖紙交付的總體趨勢和方向。但是，現(xiàn)階段建設(shè)行業(yè)現(xiàn)行法律、法規(guī)、標準、規(guī)范對BIM的支持和適應(yīng)剛剛被提到議事日程，各類BIM軟件本地化程度也有限，因此，目前很多設(shè)計單位對于BIM模式的理解不盡相同。有的企業(yè)放棄BIM模型直接生成可交付二維視圖的功能，只用BIM做可視化。有的企業(yè)則花費大量精力在BIM環(huán)境下進行二維視圖的后期合規(guī)處理。

        對于現(xiàn)階段的BIM設(shè)計、出圖新模式，既不能一味要求BIM模型生成的二維圖紙完全符合現(xiàn)有二維制圖標準，也不能否認BIM模型可直接生成二維視圖的價值。應(yīng)該根據(jù)BIM技術(shù)的優(yōu)勢與特點，積極探索切實有效的BIM出圖實施方案，實現(xiàn)BIM的階段性價值。

2. BIM設(shè)計優(yōu)點分析

2.1 BIM之可視化

        可視化是創(chuàng)造圖像、圖表或動畫來進行信息溝通的各種技巧，自人類產(chǎn)生以來，無論是溝通抽象的還是具體的想法，利用圖畫的可視化方法都已經(jīng)成為一種有效的手段。工程建設(shè)行業(yè)傳統(tǒng)的二維施工圖是一系列抽象符號的集合，是一種專業(yè)人士的“專業(yè)語言”，而不是一種“圖畫”，很難把一件事情講得通俗易懂。

        BIM技術(shù)的出現(xiàn)，極大提高了工程建設(shè)行業(yè)的可視化程度。

        首先，BIM是一種可視化程度比較高的工具，符合“用圖畫溝通思想”的定義。

        其次，由于BIM包含了項目的幾何、物理和功能等完整信息，可視化可以直接從BIM模型中獲取需要的幾何、材料、光源、視角等信息，可視化的工作資源可以集中到提高可視化效果上來，而且可視化模型可以隨著BIM設(shè)計模型的改變而動態(tài)更新，保證可視化與設(shè)計的一致性。

        第三，由于BIM信息的完整性以及與各類分析計算模擬軟件的集成，拓展了可視化的表現(xiàn)范圍，例如4D模擬、CFD分析模擬等。

2.2 BIM之參數(shù)化

        傳統(tǒng)二維設(shè)計的設(shè)計方式中，由于其平、立、剖面圖及材料表、詳圖等之間是相對獨立的，這就導(dǎo)致設(shè)計信息處于割裂狀態(tài)，因此會經(jīng)常出現(xiàn)圖紙設(shè)計錯誤，材料表統(tǒng)計錯誤，平、立、剖面圖無法對應(yīng)等問題。

        BIM的參數(shù)化的核心是模型構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)性，即模型構(gòu)件之間建立特定的關(guān)系,當(dāng)這種關(guān)系的某個基本元素發(fā)生變化,其他的元素也隨之變化。例如建筑設(shè)計中，兩墻相交，一墻移動時，另一墻體需自動縮短或增長以保持與之相交；機電設(shè)計中，管徑及標高等標注由管道自身的屬性自動生成，并可根據(jù)管道的變化自動更新。

        BIM的參數(shù)化功能顯著增強了工程建設(shè)設(shè)計階段數(shù)據(jù)信息的可控性和準確性。

2.3 BIM之協(xié)調(diào)性

        BIM將專業(yè)內(nèi)多成員間、多專業(yè)、多系統(tǒng)間原本各自獨立的設(shè)計成果（包括中間結(jié)果與過程），置于統(tǒng)一、直觀的三維協(xié)同設(shè)計環(huán)境中，避免因誤解或溝通不及時造成不必要的設(shè)計錯誤，提高設(shè)計質(zhì)量和效率。

3. BIM出圖優(yōu)點分析

        在我國現(xiàn)階段，施工階段所依據(jù)的圖紙還是傳統(tǒng)的2D施工圖，施工單位常稱之為“藍圖”。這份圖紙的用途主要有三項，核算成本、提交主管部門審查和指導(dǎo)施工。BIM模式下的出圖交付模式是以模型為主并關(guān)聯(lián)生成二維視圖的交付體系，它可以更有效地發(fā)揮作用。

        第一，核算成本。核算成本的基礎(chǔ)是對構(gòu)件或設(shè)備的精確描述以及數(shù)量的正確統(tǒng)計。BIM模型中的所有構(gòu)件都是經(jīng)過精確的參數(shù)化定義的，可通過軟件自動統(tǒng)計生成設(shè)備材料表，實現(xiàn)全面準確的工程量統(tǒng)計。

        第二，指導(dǎo)施工。指導(dǎo)施工的要求是圖紙中構(gòu)件的定位和標注要準確明了，位置無沖突、圖面表達清晰等。BIM三維可視化對解決位置無沖突是利器。BIM模型可以自動生成平、立、剖面及三維視圖，豐富圖紙內(nèi)容，提升圖紙的形象化表達效果。

4. BIM出圖難點分析

        設(shè)計階段始終難以大規(guī)模推進BIM設(shè)計出圖。原因有很多方面，其中最為明顯的有以下幾個問題：

4.1 BIM軟件本地化程度不足

        （1） 維度的跨越：CAD是通過二維幾何線條及符號表達設(shè)計成果，形式可以隨意修改，具有高度靈活性。BIM設(shè)計的主體是三維模型，由模型直接投影可將三維構(gòu)件轉(zhuǎn)化為二維視圖表達，但是這種直接投影不符合現(xiàn)行的制圖標準和約定俗稱的傳統(tǒng)表達方式。

        （2） 多管標注：當(dāng)管道集中存在，一個集中的引注把多根管線一起標注，非常簡明、美觀。目前Revit軟件無法做出這樣的標注，一個標注只能對應(yīng)一個主體，一旦管線移位，標注就會錯位。

        （3） 導(dǎo)出dwg：Revit中設(shè)置保存的圖紙視圖導(dǎo)出dwg格式的圖紙時，由于兩種軟件本身線型、字體等的差異，導(dǎo)致部分內(nèi)容偏差，需進行二次手動調(diào)整。

        （4） 線型：設(shè)備專業(yè)以單線表達管線，以線型區(qū)分不同管線類型，例如帶字母的線型的效果，但目前常用的BIM 軟件Revit尚且無法定義復(fù)雜線型（只能定義由點、劃、空格組成的線型）。

4.2 BIM模式下標準框架缺失

        BIM作為新理念和新技術(shù)，在中國普及應(yīng)用處于初級階段，缺少可借鑒的經(jīng)驗和成果。當(dāng)一個企業(yè)或項目在實施BIM時，最需要也是最難確定的就是BIM的應(yīng)用標準，主要包括三維制圖標準、模型深度標準、族庫標準三大主要標準。如何促進BIM在企業(yè)內(nèi)順利的實施，在行內(nèi)業(yè)更深入的發(fā)展，建立并完善BIM標準框架尤為重要。

        目前現(xiàn)階段建設(shè)行業(yè)現(xiàn)行法律、法規(guī)、標準、規(guī)范對BIM的支持和適應(yīng)只有一部分剛剛被提到議事日程，大部分還處于靜默狀態(tài)。BIM標準框架的建設(shè)，對于政府與企業(yè)都是一件任重道遠的事情。

5. BIM出圖解決方案

        雖然BIM在實際應(yīng)用中還存在很多困難，但是在不斷的項目實踐中，不斷嘗試不斷調(diào)整，將問題總結(jié)歸納，分類解決，積極探索BIM實施方案，依然可以走出一條符合企業(yè)自身發(fā)展需求的BIM之路。

5.1 定制本地化的族庫

        設(shè)備專業(yè)的BIM設(shè)計中，純粹的圖紙表達問題其實不多，用戶可以通過軟件的開放平臺制定大部分符合“國標制圖規(guī)范”的標記符號，或符合企業(yè)內(nèi)部圖例的標記符號。

        （1） 符合二維制圖標準的三維構(gòu)件族

   （2） 符合二維制圖標準的二維構(gòu)件族

5.2 定制本地化的設(shè)計樣板

        在軟件中內(nèi)置符合中國標準規(guī)范的本地化設(shè)計樣板，解決BIM設(shè)計效率低、出圖繁雜的問題。

5.3 制定企業(yè)BIM標準

        結(jié)合BIM項目實施實際情況，建立符合企業(yè)或項目實際操作的技術(shù)規(guī)范，規(guī)范企業(yè)的BIM實施內(nèi)容和過程，使BIM的實施過程有據(jù)可依，以減少目前各自摸索，以及各種非標準化BIM實施所造成的大量財力、人力和時間等資源的浪費，降低企業(yè)BIM實施的成本和風(fēng)險。

6. 小結(jié)

        BIM發(fā)展普及至今，大量的實踐證明， BIM技術(shù)正在為工程設(shè)計行業(yè)帶來深刻的變革，然而實際應(yīng)用過程中仍然困難重重。要實現(xiàn)BIM的落地開花，首先需要解決BIM出圖問題，解決這一問題需要企業(yè)、軟件開發(fā)商、政府的共同努力。企業(yè)要勇于探索，提高BIM設(shè)計效率，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，不斷推進鞏固以BIM技術(shù)為核心的設(shè)計行業(yè)信息化的變革。軟件開發(fā)商需要不斷完善軟件，以滿足不斷提高的使用需求。政府需要與時俱進，在滿足既有標準的深度、準確度、簡潔度等各方面的要求的同時，適應(yīng)BIM技術(shù)新特點，制定出新的制圖標準及其他BIM實施標準。

參考文獻

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