2011-10-15 14:12:46 作者: 來(lái)源: 【大 中 小】 我要評(píng)論（0）
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【 第一幕墻網(wǎng) 】
建設(shè)部幕墻門窗標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)專家組長(zhǎng) 龍 文 志 摘要：探討了建筑信息模型(BIM)的概念、技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)的核心理念。簡(jiǎn)介了BIM案例，BIM為整個(gè)建筑幕墻行業(yè)帶來(lái)全新的啟示。是一次建筑業(yè)信息技術(shù)的革命，中國(guó)建筑幕墻行業(yè)應(yīng)盡快推行BIM 關(guān)鍵詞：BIM、BLM、多維工程信息模型、可視化、參數(shù)化設(shè)計(jì)、虛擬幕墻工程、信息革命。 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，建筑行業(yè)面臨著來(lái)自多方面的挑戰(zhàn)，其中有來(lái)自國(guó)外設(shè)計(jì)公司的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)快速發(fā)展的城市建設(shè)帶來(lái)了越來(lái)越緊迫的設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)時(shí)間，層出不窮的新材料、新技術(shù)，以及新的設(shè)計(jì)思想，這些都要求設(shè)計(jì)人員要不斷更新自我，進(jìn)行再學(xué)習(xí)。未來(lái)的設(shè)計(jì)行業(yè)將會(huì)蘊(yùn)含更高的科技含量和更豐富的設(shè)計(jì)思想，并達(dá)到更高的工藝水平。 2006年美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)曾經(jīng)發(fā)出過(guò)一個(gè)警告-不懂建筑信息模型（BIM – Building Information Modeling）的建筑師，不久的將來(lái)將失去獲得OFERR的機(jī)會(huì)。更確切的說(shuō)，在美國(guó)正在推行BIM，隨著B(niǎo)IM的推廣，所有的建筑業(yè)務(wù)，包括設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)審核，預(yù)算，工程管理等等，將會(huì)整合到一起。 在建上海中心主體建筑結(jié)構(gòu)高580米，總高度為632米，將通過(guò)整合三維數(shù)字化新技術(shù)打造“數(shù)字DNA”，在建筑的全生命周期實(shí)現(xiàn)信息化BIM。據(jù)說(shuō)上海中心采用BIM該技術(shù)后，電腦里的上海中心就如同一部3D電影，不僅能準(zhǔn)確反映建筑物的外觀結(jié)構(gòu)，而且內(nèi)部的每一根鋼筋、每一根管線的位置和走向都能清楚地立體再現(xiàn)，哪怕是小到一個(gè)閥門，安裝在哪一層哪一個(gè)房間，是什么牌子，都能在電腦中快速地搜尋到。在上海中心的招標(biāo)中，要求企業(yè)必須使用BIM軟件，BIM為何在建筑中如此重要？幕墻模塊必須由幕墻設(shè)計(jì)師配合完成，那么BIM是什么？它會(huì)給幕墻行業(yè)帶來(lái)什么影響？應(yīng)有怎樣的態(tài)度對(duì)待BIM的發(fā)展大潮？本文簡(jiǎn)要介紹和探討，供幕墻行業(yè)同仁參考。 （一）建筑信息模型(BIM)概述 建筑幕墻工程設(shè)計(jì)是建筑幕墻工程建設(shè)的龍頭。在過(guò)去的20年中，CAD（Computer Aided Design）技術(shù)的普及推廣使建筑師、工程師們從手工繪圖走向電子繪圖。甩掉圖板，將圖紙轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)中2D數(shù)據(jù)的創(chuàng)建，可以說(shuō)是建筑幕墻工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域第一次革命。CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻變化。這不僅把工程設(shè)計(jì)人員從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和手工繪圖中解放出來(lái)，可以把更多的時(shí)間和精力放在方案優(yōu)化、改進(jìn)和復(fù)核上，而且提高設(shè)計(jì)效率十幾倍到幾十倍，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。 但是二維圖紙應(yīng)用的局限性非常大，不能直觀體現(xiàn)建筑幕墻的各類信息，所以建筑幕墻設(shè)計(jì)中，制作實(shí)體模型也是經(jīng)常使用的建筑表現(xiàn)手段。為了在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中溝通設(shè)計(jì)意圖，建筑師和建筑幕墻工程師有時(shí)需要同時(shí)用實(shí)體模型和圖紙兩種方式，以彌補(bǔ)單一方式的不足。過(guò)去這兩種截然不同的溝通方式是分別實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用計(jì)算機(jī)后，設(shè)計(jì)人員一直在探索如何使用軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維建模。最早實(shí)現(xiàn)的是用三維線框圖去表現(xiàn)所設(shè)計(jì)的建筑物，但這種模型過(guò)于簡(jiǎn)化，僅僅是滿足了幾何形狀和尺寸相似的要求。后來(lái)出現(xiàn)了諸如3DStudio VIZ、FormZ這類專門用于建筑三維建模和渲染的軟件，可以給建筑幕墻表面賦予不同的顏色以代表不同的材質(zhì)，再配上光學(xué)效果，可以生成具有照片效果的建筑效果圖。但是這種建立在計(jì)算機(jī)環(huán)境中的建筑三維模型，只能用來(lái)推敲設(shè)計(jì)的體量、造型、立面和外部空間，并不能用于施工。對(duì)于一個(gè)可以應(yīng)用于建筑幕墻施工的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，附屬在建筑幕墻上的信息是非常多的，設(shè)計(jì)人員除了需要確定建筑幕墻的幾何尺寸、所用的材料，還需要確定建筑幕墻的抗風(fēng)壓強(qiáng)度、抗震、氣密、水密、變形、施工工藝、傳熱系數(shù)、……等很多信息。如果不確定這些信息，建筑概預(yù)算、建筑施工等很多后續(xù)的工作就無(wú)法進(jìn)行。而原有的建筑物三維表面模型，是無(wú)法做到在模型上附加這么多信息。 隨著建筑幕墻工程規(guī)模越來(lái)越大、建筑幕墻越來(lái)越高、建筑幕墻體形越來(lái)越復(fù)雜，附加在建筑幕墻工程項(xiàng)目上的信息量也越來(lái)越大。建筑幕墻工程信息會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程周期乃至整個(gè)建筑物生命周期都產(chǎn)生重要的影響。對(duì)這些信息利用得好、處理得好，就能夠節(jié)省工程開(kāi)支，縮短工期，也可以惠及使用后的維護(hù)工作。因此，十分需要在建筑幕墻工程中廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，快速處理與建筑工程有關(guān)的各種信息，合理安排工期，控制好生產(chǎn)成本，盡量消滅建筑幕墻由于設(shè)計(jì)不當(dāng)甚至是錯(cuò)誤所造成的工程損失以及工期延誤。鑒于此，就必須在整個(gè)建筑幕墻工程周期乃至整個(gè)建筑幕墻生命周期中，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的全面管理。建筑設(shè)計(jì)作為建筑工程的龍頭專業(yè)，也是整個(gè)建筑工程信息的源頭，在建筑幕墻信息化中肩負(fù)十分重要的責(zé)任。BIM—建筑信息模型，為建筑幕墻工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)了第二次革命，從二維圖紙到三維設(shè)計(jì)和建造的革命。同時(shí)，對(duì)于整個(gè)建筑幕墻行業(yè)來(lái)說(shuō)，建筑信息模型（BIM）也是一次真正的信息革命。 （二）建筑信息模型(BIM)的概念 建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是近兩年來(lái)出現(xiàn)在建筑界中的一個(gè)新名詞。BIM建筑信息模型的定義為：創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程。 它的全面應(yīng)用，將提高建筑工程的集成化程度，也為建筑業(yè)的發(fā)展帶來(lái)效益，使設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率提高，成本降低，是引領(lǐng)建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次的一種新技術(shù)。 建筑信息模型（BIM），通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑幕墻所具有的真實(shí)信息，不僅僅是幾何形狀描述的視覺(jué)信息，還包含大量的非幾何信息，如材料的強(qiáng)度、性能、傳熱系數(shù)，構(gòu)件的造價(jià)、采購(gòu)信息等。BIM是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)虛擬建筑幕墻，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫(kù)。 建筑信息模型（BIM）的技術(shù)核心是一個(gè)由計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅包含了建筑師和建筑幕墻工程師的設(shè)計(jì)信息，而且可以容納從設(shè)計(jì)到建成使用，甚至是使用周期終結(jié)的全過(guò)程信息，并且各種信息始終是建立在一個(gè)建筑幕墻三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。建筑信息模型（BIM）可以持續(xù)即時(shí)地提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍、進(jìn)度以及成本信息，這些信息完整可靠并且完全協(xié)調(diào)。 建筑信息模型（BIM）能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新并可提供訪問(wèn)，使建筑師、建筑幕墻工程師、建筑幕墻施工人員以及建筑幕墻業(yè)主可以清楚全面地了解項(xiàng)目。這些信息在建筑幕墻設(shè)計(jì)、施工和管理的過(guò)程中能促使加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而使項(xiàng)目質(zhì)量提高，收益增加。 建筑信息模型（BIM）的應(yīng)用不僅僅局限于設(shè)計(jì)階段，而是貫穿于整個(gè)建筑幕墻項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段：設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理。BIM電子文件，將可在參與項(xiàng)目的各建筑行業(yè)企業(yè)間共享。建筑設(shè)計(jì)專業(yè)可以直接生成三維實(shí)體模型；結(jié)構(gòu)專業(yè)則可依照進(jìn)行計(jì)算；其它專業(yè)可以據(jù)此進(jìn)行建筑能量分析、聲學(xué)分析、光學(xué)分析等；施工單位則可進(jìn)行備料及下料；發(fā)展商則可取其中的造價(jià)、門窗類型、工程量等信息進(jìn)行工程造價(jià)總預(yù)算、產(chǎn)品定貨等；而物業(yè)單位也可以用之進(jìn)行可視化物業(yè)管理。BIM在整個(gè)建筑幕墻行業(yè)從上游到下游的各個(gè)企業(yè)間不斷完善，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的信息化管理，建筑信息模型是數(shù)字技術(shù)在建筑幕墻工程中的直接應(yīng)用，以解決建筑幕墻工程在軟件中的描述問(wèn)題，使設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑幕墻信息做出正確的應(yīng)對(duì)，并為協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 建筑信息模型（BIM）同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑幕墻工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑幕墻工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。 建筑信息模型（BIM）支持建筑幕墻工程全生命周期的集成管理環(huán)境，因此建筑信息模型的結(jié)構(gòu)是一個(gè)包含有數(shù)據(jù)模型和行為模型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。它除了包含與幾何圖形及數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)模型外，還包含與管理有關(guān)的行為模型，兩相結(jié)合通過(guò)關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)賦予意義，因而可用于模擬真實(shí)世界的行為，例如模擬建筑幕墻的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀況、安全狀況、傳熱狀況等。 應(yīng)用建筑信息模型（BIM）可以支持建筑幕墻項(xiàng)目各種信息的連續(xù)應(yīng)用及實(shí)時(shí)應(yīng)用，這些信息質(zhì)量高、可靠性強(qiáng)、集成程度高而且完全協(xié)調(diào)，提高設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率，顯著降低成本。 應(yīng)用建筑信息模型（BIM）可以使建筑幕墻工程更快、更省、更精確，各工種配合得更好和減少了圖紙的出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，惠及將來(lái)的建筑幕墻的運(yùn)作、維護(hù)和設(shè)施管理，節(jié)省費(fèi)用。 （三）BIM多維工程信息模型 3.1二維（2D） 2D是對(duì)繪畫和手繪圖的模擬，是一種抽象的符號(hào)和字符表達(dá)方式，其基本的處理對(duì)象是幾何實(shí)體，包括點(diǎn)、線、圓、多邊形等，目前使用的各類方案圖、初步設(shè)計(jì)圖和施工圖都是2D的。對(duì)電子版本的2D圖紙有一個(gè)很形象的叫法“Electronic Paper - 電子紙”。還有一種混合使用2D和3D表達(dá)的技術(shù)，習(xí)慣上稱之為2.5D。 3.2三維（3D） 有兩種類型的3D，第一類是3D幾何模型，最典型的就是3DS MAX模型，其主要作用是對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行可視化表達(dá)；第二類是BIM 3D或BIM模型。此外還有一種稱之為3.5D的技術(shù)，在3D幾何模型基礎(chǔ)上增加有限的對(duì)象技術(shù)，例如風(fēng)吹樹(shù)動(dòng)或者人員移動(dòng)等，也不屬于BIM 3D范疇。 BIM 3D包含了工程項(xiàng)目所有的幾何、物理、功能和性能信息，這些信息一旦建立，不同的項(xiàng)目參與方在項(xiàng)目的不同階段都可以使用這些信息對(duì)建筑物進(jìn)行各種類型和專業(yè)的計(jì)算、分析、模擬工作。BIM文獻(xiàn)中討論的3D除非特別說(shuō)明，一般是指BIM 3D。這樣的3D也叫做虛擬建筑（Virtual Building）或數(shù)字建筑（Digital Building）。3D的價(jià)值可以簡(jiǎn)單歸納成兩句話： 做功能好的建筑幕墻：建筑師和幕墻工程師可以直接在3D上工作，設(shè)計(jì)過(guò)程中不再需要把3D建筑翻譯成2D進(jìn)行表達(dá)(2D圖紙變成了3D的輸出結(jié)果之一)并與業(yè)主進(jìn)行溝通交流，而業(yè)主也不再需要通過(guò)理解2D圖紙來(lái)審核建筑師的方案是否滿足自己的需要了。 - 做沒(méi)有錯(cuò)的建筑幕墻：綜合所有專業(yè)的3D模型，可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)互相之間的不協(xié)調(diào)，在實(shí)際施工開(kāi)始前解決掉所有的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 4.3四維（4D） 4D是3D加上項(xiàng)目發(fā)展的時(shí)間，用來(lái)研究建筑幕墻可建性（可施工性）、施工計(jì)劃安排以及優(yōu)化任務(wù)和工作順序。 4D的價(jià)值歸納為“做沒(méi)有意外的幕墻施工”。 如果我們能夠在每周的例會(huì)上直接向BIM模型提問(wèn)題，然后探討模擬各種改進(jìn)方案的可能性，在虛擬建筑中解決目前需要在現(xiàn)場(chǎng)才能解決的問(wèn)題，那會(huì)是一種什么樣的情況？ 4.4五維（5D） 5D是基于BIM 3D的造價(jià)控制，工程預(yù)算起始于巨量和繁瑣的工程量統(tǒng)計(jì)，有了BIM模型信息，工程預(yù)算將在整個(gè)設(shè)計(jì)施工的所有變化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和精確。隨著項(xiàng)目發(fā)展BIM模型精度的不斷提高，工程預(yù)算將逼近最后的那個(gè)數(shù)字。 5D的價(jià)值定義一句話是“做精細(xì)化的幕墻預(yù)算”。 4.5六維（6D） 6D定義為“做性能好的建筑幕墻”。 例如建筑幕墻性能分析的一些內(nèi)容： -抗風(fēng)壓性能分析及試驗(yàn)摸擬 -抗震性能分析及試驗(yàn)摸擬 -氣密分析及試驗(yàn)摸擬 -水密性能分析及試驗(yàn)摸擬 -熱工分析及節(jié)能。 -滿足規(guī)范要求 -滿足社會(huì)和業(yè)主對(duì)低能耗、高性能、可持續(xù)建筑的要求。 6D應(yīng)用使得性能分析可以配合建筑方案的細(xì)化過(guò)程逐步深入，做出真正性能好的建筑 （四）建筑信息模型(BIM)設(shè)計(jì)的核心理念 4.1.參數(shù)化設(shè)計(jì) 參數(shù)化設(shè)計(jì)從實(shí)質(zhì)上講是一個(gè)構(gòu)件組合設(shè)計(jì)，建筑信息模型是由無(wú)數(shù)個(gè)虛擬構(gòu)件拼裝而成，其構(gòu)件設(shè)計(jì)并不需要采用過(guò)多的傳統(tǒng)建模語(yǔ)言，如拉伸、旋轉(zhuǎn)等，而是對(duì)已經(jīng)建立好的構(gòu)件（稱為族）設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并使參數(shù)可以調(diào)節(jié)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)構(gòu)件形體發(fā)生改變，滿足設(shè)計(jì)的要求。而參數(shù)化設(shè)計(jì)更為重要的是將建筑幕墻構(gòu)件的各種真實(shí)屬性通過(guò)參數(shù)的形式進(jìn)行模擬，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。在建筑信息模型中，建筑幕墻構(gòu)件并不只是一個(gè)虛擬的視覺(jué)構(gòu)件，而是可以模擬除幾何形狀以外的一些非幾何屬性，如材料的強(qiáng)度、材料的傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)、采購(gòu)信息、重量、受力狀況等等。 對(duì)參數(shù)定義屬性的意義在于可以進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)和分析，例如我們常見(jiàn)的材料表統(tǒng)計(jì)，在建筑信息模型中是完全自動(dòng)化的，而參數(shù)化更為強(qiáng)大的功能是可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、疏散等方面的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，甚至可以進(jìn)行建造過(guò)程的模擬，最終實(shí)現(xiàn)虛擬建造。這與犀牛、3DMax 等軟件中的三維模型是完全不同的概念，用3D Max 建立的模型，墻與梁并沒(méi)有屬性的差別，它們只是建筑師在視覺(jué)上假設(shè)的墻與梁，這些構(gòu)件將無(wú)法參與到數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，也就不具備利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種信息處理的可能性。 4.2.構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì) 構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)是參數(shù)化設(shè)計(jì)的衍生。當(dāng)建筑幕墻模型中所有構(gòu)件都是由參數(shù)加以控制時(shí)，如果將這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，那么就實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。換言之，當(dāng)幕墻工程師修改某個(gè)構(gòu)件，建筑模型將進(jìn)行自動(dòng)更新，而且這種更新是相互關(guān)聯(lián)的。例如，遇到修改幕墻分格，在建筑信息模型中，只要修改分格的數(shù)值，所有的墻、柱、窗、門都會(huì)自動(dòng)發(fā)生改變，因?yàn)檫@些構(gòu)件的參數(shù)都與分格相關(guān)聯(lián)，而且這種改變是三維的，并且是準(zhǔn)確和同步的。我們不再需要去分別修改平立剖。關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)它不僅提高了工程師的工作效率，而且解決了長(zhǎng)期以來(lái)圖紙之間的錯(cuò)、漏、缺問(wèn)題。 4.3.參數(shù)驅(qū)動(dòng)建筑形體設(shè)計(jì) 參數(shù)驅(qū)動(dòng)建筑形體設(shè)計(jì)是指通過(guò)定義參數(shù)來(lái)生成建筑形體的方法，當(dāng)建筑師改變幕墻一個(gè)參數(shù)，形體可以進(jìn)行自動(dòng)更新，從而幫助建筑師進(jìn)行形體研究。參數(shù)驅(qū)動(dòng)建筑形體設(shè)計(jì)仍然可以采用定義構(gòu)件的方法實(shí)現(xiàn)。如果我們要設(shè)計(jì)一個(gè)形體復(fù)雜的高層建筑，我們可以將高層建筑的每一層作為一個(gè)構(gòu)件，然后用參數(shù)（包含一些簡(jiǎn)單的函數(shù)）對(duì)這一層的幾何形狀進(jìn)行定義和描述，最后將上下兩層之間再用參數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，例如設(shè)定上下兩層之間的扭轉(zhuǎn)角度，這樣就可以通過(guò)修改所定義的角度來(lái)驅(qū)動(dòng)模型，生成一系列建筑幕墻形體。這種模式對(duì)于生成一些有規(guī)律的，但卻很復(fù)雜的建筑形體是十分有用的。參數(shù)驅(qū)動(dòng)建筑形體設(shè)計(jì)并不是建筑信息模型所獨(dú)有的技術(shù)，犀牛等軟件具備同樣的功能。但是在建筑信息模型中，形體可以方便地轉(zhuǎn)化成具有真實(shí)屬性的建筑構(gòu)件，如給形態(tài)附著幕墻，當(dāng)我們改變參數(shù)，形體發(fā)生變化的同時(shí)，建筑構(gòu)件也相應(yīng)同步變化，這就使視覺(jué)形體研究與真實(shí)的建筑構(gòu)件關(guān)聯(lián)起來(lái)，視覺(jué)模型也就轉(zhuǎn)化為真正的“信息模型”。 參數(shù)化構(gòu)件亦稱“族”，是在Autodesk Revit Architecture中設(shè)計(jì)所有建筑構(gòu)件的基礎(chǔ)。它們提供了一個(gè)開(kāi)放的圖形式系統(tǒng)，能夠自由地構(gòu)思設(shè)計(jì)、創(chuàng)建外型。能以逐步細(xì)化的方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。可以使用參數(shù)化構(gòu)件創(chuàng)建最復(fù)雜的組件以及最基礎(chǔ)的建筑構(gòu)件（例如墻和柱），無(wú)需任何編程語(yǔ)言或代碼。 幕墻公司往往拿到一堆建筑圖，結(jié)構(gòu)圖，甚至同時(shí)拿到幾個(gè)版本的建筑圖。從平面，立面，剖面，節(jié)點(diǎn)開(kāi)始分析，就算有三維模型也不敢確定是否出自最新的建筑圖。費(fèi)了不少功夫才把建筑輪廓和結(jié)構(gòu)輪廓放在一起才開(kāi)始幕墻--這個(gè)夾在建筑和結(jié)構(gòu)之間部分的外圍護(hù)構(gòu)件。 現(xiàn)在用revit拿到的就是些模型，不用再分建筑和結(jié)構(gòu)，甚至可以直接鏈接建筑軸線到玻璃線。做投標(biāo)其實(shí)是’簡(jiǎn)單’的勾出幕墻輪廓，也可根據(jù)revit模型，直接繪制投標(biāo)圖。施工是在投標(biāo)的基礎(chǔ)上深化。加工只是再深化。也就是說(shuō)從投標(biāo)階段必須很清晰地認(rèn)識(shí)到工程的關(guān)鍵才能盈利。這也是BIM 提倡的節(jié)約。 4.4.協(xié)作設(shè)計(jì) 隨著建筑幕墻工程復(fù)雜性的增加，跨學(xué)科的合作成為建筑幕墻設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。在二維CAD 時(shí)代，協(xié)作設(shè)計(jì)缺少一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，但建筑信息模型為傳統(tǒng)建筑工種提供了一個(gè)良好的技術(shù)協(xié)作平臺(tái)，例如，結(jié)構(gòu)工程師改變其柱子的尺寸時(shí)，建筑模型中的柱子也會(huì)立即更新，而且建筑信息模型還為不同的生產(chǎn)部門，甚至管理部門提供了一個(gè)良好的協(xié)作平臺(tái)，例如施工企業(yè)可以在建筑信息模型基礎(chǔ)上添加時(shí)間參數(shù)進(jìn)行幕墻施工虛擬，控制施工進(jìn)度，政務(wù)部門可以進(jìn)行電子審圖等等。這不僅改變了建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、幕墻工程師傳統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)模式，而且業(yè)主、政府政務(wù)部門、制造商、施工企業(yè)都可以基于同一個(gè)帶有三維參數(shù)的建筑模型協(xié)同工作。 4.5 BLM = BIM + 互用 + 協(xié)同 建筑幕墻設(shè)計(jì)需要涉及到許多不同的專業(yè)，如建筑、結(jié)構(gòu)、材料等。由于BIM具有承載各種信息的能力，整個(gè)建筑相關(guān)的信息和一整套設(shè)計(jì)文檔存儲(chǔ)在集成數(shù)據(jù)庫(kù)中，所有信息都已數(shù)字化，完全相互關(guān)聯(lián)。這樣就可以在BIM上構(gòu)建各個(gè)專業(yè)協(xié)同工作的平臺(tái)。這不但消除了以前各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件互不兼容的現(xiàn)象，還實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)的信息共享。例如設(shè)計(jì)的修改或變更、施工計(jì)劃安排以及施工進(jìn)度的可視化模擬、各種文檔協(xié)同管理、施工變更管理等都可以在這個(gè)協(xié)同工作平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 正是BIM的應(yīng)用，一種新的建筑幕墻管理思想應(yīng)運(yùn)而生，這就是建筑幕墻生命全周期管理(Building Lifecycle Management, BLM)。BLM是一種以BIM為基礎(chǔ)，創(chuàng)建、管理、共享信息的數(shù)字化方法，能夠大大減少資產(chǎn)在建筑物整個(gè)生命周期（從構(gòu)思到拆除）中的無(wú)效行為和各種風(fēng)險(xiǎn)。BLM是建筑工程管理的最佳模式。 BIM技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中，吸納了學(xué)術(shù)界進(jìn)多年研究的一些成果，融匯入自身之中。例如，門和窗是開(kāi)在建筑幕墻上的，門、窗和建筑幕墻的關(guān)系是緊密相連的。有不少關(guān)于智能CAD的研究指出，在修改設(shè)計(jì)時(shí)，建筑幕墻上的門和窗應(yīng)當(dāng)自動(dòng)地跟著移動(dòng)或修改，這些功能在已經(jīng)在BIM軟件上實(shí)現(xiàn)。 BLM是“Building Lifecycle Management”的縮寫，中文名稱“建設(shè)工程生命周期管理”實(shí)際上，BLM應(yīng)該是BLIM - Building Lifecycle Information Management建設(shè)工程生命周期信息管理， 建筑幕墻工程建設(shè)項(xiàng)目的生命周期主要由兩個(gè)過(guò)程組成：第一是信息過(guò)程，第二是物質(zhì)過(guò)程。施工開(kāi)始以前的項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)的主要工作就是信息的生產(chǎn)、處理、傳遞和應(yīng)用；施工階段的工作重點(diǎn)雖然是物質(zhì)生產(chǎn)（把幕墻建造起來(lái)），但是其物質(zhì)生產(chǎn)的指導(dǎo)思想?yún)s是信息（施工階段以前產(chǎn)生的施工圖及相關(guān)資料），同時(shí)伴隨施工過(guò)程還在不斷生產(chǎn)新的信息（材料、設(shè)備的明細(xì)資料等）；使用階段實(shí)際上也是一個(gè)信息指導(dǎo)物質(zhì)使用（清洗維修保養(yǎng)等）過(guò)程。 BLM的服務(wù)對(duì)象就是上述建設(shè)項(xiàng)目的信息過(guò)程，可以從三個(gè)維度進(jìn)行描述： 第一維度 -項(xiàng)目發(fā)展階段：策劃、設(shè)計(jì)、施工、使用、維修、改造； 第二維度 - 項(xiàng)目參與方：投資方、開(kāi)發(fā)方、策劃方、估價(jià)師、銀行、律師、建筑師、工程師、造價(jià)師、專項(xiàng)咨詢師、施工總包、施工分包、預(yù)制加工商、供貨商、建設(shè)管理部門、物業(yè)經(jīng)理、維修保養(yǎng)、改建擴(kuò)建、觀測(cè)試驗(yàn)?zāi)M、環(huán)保、節(jié)能、空間和安全、用戶等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般高層幕墻建筑項(xiàng)目的合同數(shù)量在50個(gè)左右； 第三維度 - 信息操作行為：增加、提取、更新、修改、交換、共享、驗(yàn)證等。 用一個(gè)形象的例子來(lái)說(shuō)明幕墻工程建設(shè)行業(yè)對(duì)BLM功能的需求：在項(xiàng)目的任何階段（例如設(shè)計(jì)階段），任何一個(gè)參與方（例如結(jié)構(gòu)工程師），在完成他的專業(yè)工作時(shí)（例如結(jié)構(gòu)計(jì)算），需要和BLM系統(tǒng)進(jìn)行的交互可以描述如下： 從BLM系統(tǒng)中提取結(jié)構(gòu)計(jì)算所需要的信息（如面板分格及材料、梁柱的布置材料性能、荷載、節(jié)點(diǎn)形式、邊界條件等）； 利用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行分析計(jì)算，利用結(jié)構(gòu)工程師的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行比較決策，得到結(jié)構(gòu)專業(yè)的決策結(jié)果（例如需要調(diào)整梁柱截面尺寸）；把上述決策結(jié)果（以及決策依據(jù)如計(jì)算結(jié)果等）返回增加或修改到BLM系統(tǒng)中。而在這個(gè)過(guò)程中BLM需要自動(dòng)處理好這樣一些工作：首先每個(gè)參與方需要提取的信息和返回增加或修改的信息是不一樣的；其次系統(tǒng)需要保證每個(gè)參與方增加或修改的信息在項(xiàng)目所有相關(guān)的地方生效，即保持項(xiàng)目信息的始終協(xié)調(diào)一致。BLM對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的影響有多大呢？美國(guó)和英國(guó)的相應(yīng)研究都認(rèn)為這樣的系統(tǒng)的真正實(shí)施可以減少項(xiàng)目的建設(shè)成本。 BLM應(yīng)用示意表 4.6 BIM應(yīng)用的初始階段和高級(jí)階段 初級(jí)階段：即目前BIM應(yīng)用的初始階段，以傳統(tǒng)項(xiàng)目流程為主，BIM服務(wù)為輔，此階段的BIM應(yīng)用可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇其中任何一項(xiàng)或幾項(xiàng)來(lái)進(jìn)行，例如某個(gè)項(xiàng)目只采用BIM設(shè)計(jì)服務(wù)，或者采用BIM設(shè)計(jì)和招標(biāo)服務(wù)等，不管如何選擇，BIM服務(wù)的采用與否基本上不改變項(xiàng)目“設(shè)計(jì)-招標(biāo)-施工-運(yùn)營(yíng)”的傳統(tǒng)流程。此時(shí)BIM服務(wù)的主要工作是通過(guò)BIM的3D/4D/5D等應(yīng)用，對(duì)設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工和運(yùn)營(yíng)計(jì)劃和實(shí)施過(guò)程進(jìn)行可視化、分析、模擬、優(yōu)化、跟蹤、記錄等工作，并最終形成項(xiàng)目的BIM竣工模型和BIM運(yùn)營(yíng)模型。 BIM模型質(zhì)量保證分析：數(shù)據(jù)集元素校核，可視化校核，碰撞檢查，CAD一致性檢查等。 BIM模型可選的分析：結(jié)構(gòu)分析，成本估算，規(guī)范一致性檢查等。 高級(jí)階段：BIM完全融入項(xiàng)目流程，圖示如下： 進(jìn)入高級(jí)階段以后，BIM已經(jīng)成為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的日常工具，基于BIM的項(xiàng)目流程的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律問(wèn)題已經(jīng)具備相應(yīng)解決方案，此時(shí)BIM服務(wù)的主要工作將轉(zhuǎn)向?qū)?xiàng)目參與各方提供的BIM模型和數(shù)據(jù)的合理性、正確性、一致性、完整性等的審核和項(xiàng)目完整信息的集成。 目前中國(guó)幕墻行業(yè)處于BIM應(yīng)用初級(jí)階段的入口，如果不跨入并經(jīng)過(guò)初級(jí)階段，就永遠(yuǎn)沒(méi)有可能到達(dá)高級(jí)階段。 （五）案例 5.1上海世博會(huì)上海案例館BIM REVIT實(shí)踐運(yùn)用 上海案例館項(xiàng)目位于中國(guó)2010年上海世博會(huì)園區(qū)浦西片區(qū)城市最佳實(shí)踐區(qū)北部區(qū)塊內(nèi)，是最佳城市實(shí)踐區(qū)16個(gè)實(shí)物案例之一，也是該區(qū)塊唯一代表上海參展的案例。 設(shè)計(jì)目的 一，以住宅作為智能生態(tài)技術(shù)和集成體系的建筑載體，詮釋世博主題，落實(shí)課題成果，引領(lǐng)生態(tài)建筑發(fā)展。 二，世博會(huì)中，作為具有上海特色的技術(shù)集成展館，將成為展示和體驗(yàn)未來(lái)居住模式的重要場(chǎng)所。 三，世博會(huì)后，考慮可持續(xù)利用，作為創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)的辦公集聚地，充分發(fā)揮生態(tài)節(jié)能技術(shù)樓的推廣和展示作用。 建筑區(qū)位：世博浦西片區(qū)城市最佳實(shí)踐區(qū)北部區(qū)塊建筑規(guī)模：占地面積1300平方米，建筑面積3050平方米建筑高度：18M(地上4F地下1F)使用性質(zhì)：世博會(huì)中---住宅展示世博會(huì)后---辦公集群 其一，實(shí)時(shí)協(xié)同，實(shí)時(shí)更新。REVIT設(shè)計(jì)工作模式的最大優(yōu)勢(shì)就在于其實(shí)時(shí)性，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方式，由于受到技術(shù)方面的限制，只能保證各專業(yè)內(nèi)部以同一設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底圖進(jìn)行深化圖繪制，外部參照更改后，各自負(fù)責(zé)部分能做到及時(shí)修改，但相關(guān)專業(yè)的圖紙更新，只會(huì)在幾個(gè)重要的資料交換節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)階段成果統(tǒng)一具有延時(shí)性，延遲了工作進(jìn)度。而通過(guò)REVIT設(shè)計(jì)工作模式，所有專業(yè)在一張底圖上進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖工作，更形象點(diǎn)是在構(gòu)建一個(gè)BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)模型，每個(gè)專業(yè)的每個(gè)更新改動(dòng)都會(huì)在這個(gè)唯一性的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行反映，其他專業(yè)能很清晰的了解其它專業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)度和成果，便于及時(shí)調(diào)整，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的效率。 其二，三維直觀，增強(qiáng)圖紙可讀性。BIM信息模型為一個(gè)完整的三維模型，各種平、立、剖面圖只是各方向的二維剖切圖。所有的建筑表皮幕墻、結(jié)構(gòu)梁柱、設(shè)備管道都以三維方式分圖層置于一個(gè)BIM模型中，這樣非本專業(yè)人員相較于原二維圖紙能更容易讀圖，也更方便各專業(yè)人員的協(xié)調(diào)溝通。同時(shí)這一三維顯示模式對(duì)于各專業(yè)間出現(xiàn)的管道、梁柱、墻體、門窗的沖突問(wèn)題也更能直觀的顯示，方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)修改。而這一三維模型，在施工配合階段也能很好的對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示，方便設(shè)計(jì)方與施工方的溝通。 其三，出圖便利，降低工作量。BIM信息模型為一三維模型，其內(nèi)部所用數(shù)據(jù)信息都對(duì)應(yīng)到了三維形體的各坐標(biāo)點(diǎn)，這樣通過(guò)剖切工具我們可以很容易的得到不同標(biāo)高的平面圖以及不同軸線的剖面圖及立面圖，減少了平面圖及剖面圖獨(dú)立繪制的工作量，具有所看即所得的準(zhǔn)確性，避免了由于設(shè)計(jì)疏忽造成了各圖紙未完全對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，也減少了設(shè)計(jì)人員的工作量。 5.2用Revit設(shè)計(jì)土庫(kù)曼斯坦館網(wǎng)格狀幕墻。 首先新建族，用公制幕墻嵌板這個(gè)族樣板。 拉伸——設(shè)置參照平面——外部——繪制，這樣一個(gè)流程。 首先繪制出幕墻單元中的圓形部分，設(shè)置其參數(shù)。之后進(jìn)一步深入。 嵌板到這里就基本完畢了，之后再把玻璃補(bǔ)充上去。保存文件——載入到項(xiàng)目中。在項(xiàng)目中新建幕墻，設(shè)置其參數(shù)，如下圖。 這便是最后的效果了 結(jié)束語(yǔ) 在瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代，我們需要轉(zhuǎn)變固有的設(shè)計(jì)思維模式，從傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)走向三維信息化設(shè)計(jì)，讓計(jì)算機(jī)成為真正的設(shè)計(jì)工具，把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提升到新階段、新水平。這是提高設(shè)計(jì)師和建筑師素質(zhì)、轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)方式的實(shí)踐。BIM技術(shù)作為繼CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)后出現(xiàn)的建設(shè)領(lǐng)域的又一重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，美國(guó)60%建筑設(shè)計(jì)及施工企業(yè)應(yīng)用BIM。在我國(guó)，盡管與北京奧運(yùn)會(huì)時(shí)只有“水立方”一枝獨(dú)秀相比，世博文化中心、國(guó)家電力館、德國(guó)館等多個(gè)世博場(chǎng)館對(duì)BIM的應(yīng)用使其聲譽(yù)鵲起，得以揚(yáng)名立萬(wàn)，不過(guò)就BIM的應(yīng)用廣度和深度而言，BIM在中國(guó)的應(yīng)用只是剛剛開(kāi)始。全國(guó)建筑業(yè)有2000多個(gè)設(shè)計(jì)院，但能夠應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的100個(gè)都不到，建筑施工企以和幕墻企業(yè)目前應(yīng)用BIM更是微乎其微。 作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱的建筑行業(yè)，由于粗放式的管理模式和典型的勞動(dòng)密集型特征，屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的低利行業(yè)，很難有資本積累和積聚發(fā)展的能力。除了行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和設(shè)計(jì)技術(shù)原因之外，相對(duì)落后的管理模式很大程度上擠壓了建筑施工企業(yè)的利潤(rùn)率水平。作為施工企業(yè)的利潤(rùn)之源，項(xiàng)目是整個(gè)企業(yè)生存的根基，由于項(xiàng)目管理能力欠缺，絕大多數(shù)施工企業(yè)不能有效地對(duì)項(xiàng)目的利潤(rùn)進(jìn)行管理，很難從招投標(biāo)、采購(gòu)、人員管理等與利潤(rùn)直接相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一管控，究其原因，BIM應(yīng)用的與發(fā)達(dá)國(guó)家差距是重要原因。 為徹底改變建筑行業(yè)信息化水平不高的現(xiàn)狀，并引導(dǎo)一批擁有特級(jí)資質(zhì)的建筑企業(yè)成為科技含量高、融資能力強(qiáng)、管理水平高、信息化程度高的龍頭企業(yè)，不僅能與國(guó)際企業(yè)在本土競(jìng)爭(zhēng)，而且能走出去，建筑施工企業(yè)和中國(guó)建筑幕墻企業(yè)應(yīng)盡快推行BIM，全方位提升我國(guó)建筑幕墻行業(yè)管理水平和技術(shù)水平。 本文僅供參考，不妥之處，敬請(qǐng)指正。 參考文獻(xiàn)： （1）《Revit世博場(chǎng)館建模系列討論二 土庫(kù)曼斯坦館》 來(lái)源：Revit論壇; 作者：admin （2）《上海世博會(huì)上海案例館REVIT實(shí)踐運(yùn)用》 來(lái)源：北緯服務(wù)，設(shè)計(jì)師：楊明，劉海洋 （3）《BIM大講堂》 何關(guān)培 （4）《中國(guó)BIM發(fā)展的思考和建議》 |
