BIM技術(shù)如何與協(xié)同設(shè)計(jì)“協(xié)同”

盡管最能激發(fā)想象力的復(fù)雜曲面被認(rèn)為是一種“高技術(shù)”和“后現(xiàn)代”的設(shè)計(jì)手法，實(shí)際上甚至遠(yuǎn)在計(jì)算機(jī)沒有出現(xiàn)，數(shù)學(xué)也很初級(jí)的古代，人類就開始了對(duì)于曲面美的探索，并用于一些著名建筑之中。因此，擁有了現(xiàn)代技術(shù)的設(shè)計(jì)師們，自然更加渴望駕馭復(fù)雜多變，更富美感的自由曲面。然而，令2D設(shè)計(jì)技術(shù)汗顏的是，它甚至連這類建筑最基本的幾何形態(tài)也無(wú)法表達(dá)。在這種情況下，3D設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生了。3D設(shè)計(jì)能夠精確表達(dá)建筑的幾何特征，相對(duì)于2D繪圖，3D設(shè)計(jì)不存在幾何表達(dá)障礙，對(duì)任意復(fù)雜的建筑造型均能準(zhǔn)確表現(xiàn)。在評(píng)選出的“北京當(dāng)代十大建筑”中，首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓、國(guó)家大劇院、國(guó)家游泳中心等著名建筑名列前茅，這些建筑的共同特點(diǎn)是無(wú)法完全由2D圖形進(jìn)行表達(dá)，這也預(yù)示著3D將成為高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域的必由之路。盡管3D是BIM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但不是其全部。通過(guò)進(jìn)一步將非幾何信息集成到3D構(gòu)件中，如材料特征、物理特征、力學(xué)參數(shù)、設(shè)計(jì)屬性、價(jià)格參數(shù)、廠商信息等，使得建筑構(gòu)件成為智能實(shí)體，3D模型升級(jí)為BIM模型。BIM模型可以通過(guò)圖形運(yùn)算并考慮專業(yè)出圖規(guī)則自動(dòng)獲得2D圖紙，并可以提取出其它的文檔，如工程量統(tǒng)計(jì)表等，還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結(jié)構(gòu)分析、照明分析、聲學(xué)分析、客流物流分析等諸多方面。由美國(guó)Gensler設(shè)計(jì)的預(yù)計(jì)2014年完工的632m高的上海中心，采用了BIM技術(shù)，其特點(diǎn)是自方案初期就綜合各工種協(xié)同創(chuàng)作，特別是建筑造型與結(jié)構(gòu)方案選擇的協(xié)調(diào)統(tǒng)一成為了設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。由于該結(jié)構(gòu)高達(dá)632m，風(fēng)荷載的影響是結(jié)構(gòu)師要考慮的重要因素。因此在考慮建筑外部造型的同時(shí)，必須慎重優(yōu)化結(jié)構(gòu)體征，降低風(fēng)荷載的作用。據(jù)估算，風(fēng)荷載每降低5%，造價(jià)將降低1200萬(wàn)美元，Genslar利用BentleyGC參數(shù)化設(shè)計(jì)工具制作建筑表皮模型，保證功能及美觀的同時(shí)也將該模型用于結(jié)構(gòu)風(fēng)洞試驗(yàn)及計(jì)算分析，最終優(yōu)化的結(jié)果是將風(fēng)荷載降低了32%。這于2D設(shè)計(jì)模式來(lái)說(shuō)是不可想象的。純粹的3D設(shè)計(jì)，其效率要比2D設(shè)計(jì)低得多。地標(biāo)性建筑可以不計(jì)成本，不計(jì)效率，但大眾化的設(shè)計(jì)則不可取。可喜的是，為提高設(shè)計(jì)效率，主流BIM設(shè)計(jì)軟件如Au-todesk Revit系列、Bentley Building系列，以及Graphisoft的ArchiCAD均取得了不俗的效果。這些基于3D技術(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，用于普通設(shè)計(jì)的效率達(dá)到甚至超過(guò)了相同建筑的2D設(shè)計(jì)。

 

　　BIM普及的制約因素

 

　　制約BIM發(fā)展的因素有不少，主要是以下幾方面。

 

　　一是機(jī)制不協(xié)調(diào)。BIM應(yīng)用不僅帶來(lái)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，還影響到設(shè)計(jì)工作流程。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)用BIM軟件不可避免地會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)影響到個(gè)人及部門利益，并且一般情況下設(shè)計(jì)師無(wú)法獲得相關(guān)的利益補(bǔ)償。因此，在沒有切實(shí)的技術(shù)保障和配套管理機(jī)制的情況下，強(qiáng)制在單位或部門推廣BIM是不太現(xiàn)實(shí)的。另外，由于目前的設(shè)計(jì)成果仍是以2D圖紙表達(dá)的，BIM技術(shù)在2D圖紙成圖方面仍存在著一定程序的細(xì)節(jié)不到位、表達(dá)不規(guī)范的現(xiàn)象。因此，一方面應(yīng)完善BIM軟件的2D圖檔功能，另一方面國(guó)家相關(guān)部門也應(yīng)該結(jié)合技術(shù)進(jìn)步，適當(dāng)改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)交付方式及制圖規(guī)范，甚至能做到以3DBIM模型作為設(shè)計(jì)成果載體。

 

　　二是任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)普遍存在著項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期短、工期緊張的情況，BIM軟件在初期應(yīng)用過(guò)程中，不可避免地會(huì)存在技術(shù)障礙，這有可能導(dǎo)致無(wú)法按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)。