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建筑信息模型(BuildingInformationModeling,bim),是指利用數(shù)字技術(shù)表達(dá)建筑項(xiàng)目(現(xiàn)在泛指工程項(xiàng)目)的幾何、物理和功能信息,以及支持項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)及管理全生命周期的技術(shù)、方法或過(guò)程。BIM具有可視化、協(xié)同性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。它使得工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行;不但能模擬設(shè)計(jì)出真實(shí)場(chǎng)景的建筑物模型,還可以模擬不能在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物。單體建筑的BIM技術(shù)及其應(yīng)用已趨于成熟,但鐵路工程BIM技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用整體上尚處于起步和探索階段,沒(méi)有成熟的軟件可以使用,沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。目前業(yè)主的需求越來(lái)越迫切和廣泛,有關(guān)部門(mén)已開(kāi)始大力推進(jìn)BIM技術(shù)在我國(guó)鐵路工程的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。今后工程設(shè)計(jì)單位除了提交設(shè)計(jì)圖紙外,還需要“傳模型”,沒(méi)有用BIM設(shè)計(jì)能力的單位將失去競(jìng)爭(zhēng)力,鐵路工程設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用已迫在眉睫。BIM時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨,這是設(shè)計(jì)手段上的一次革命。首先,是在設(shè)計(jì)觀念和習(xí)慣要改變。過(guò)去設(shè)計(jì)人員只能用繪圖這種二維的手段來(lái)反映現(xiàn)實(shí)的三維工程項(xiàng)目。隨著B(niǎo)IM技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展,今后設(shè)計(jì)人員將逐步過(guò)渡到直接用虛擬的三維模型來(lái)反映現(xiàn)實(shí)的三維工程項(xiàng)目,用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)代替繪圖。通過(guò)建立基于BIM技術(shù)帶狀的鐵路工程真實(shí)場(chǎng)景模型協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)在同一個(gè)全線(xiàn)真實(shí)三維場(chǎng)景模型下的協(xié)同設(shè)計(jì),使工程技術(shù)人員對(duì)各種工程信息作出正確的理解和高效的應(yīng)對(duì),從而提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期。根據(jù)目前鐵路工程BIM技術(shù)火熱的發(fā)展勢(shì)頭,在未來(lái)三五年內(nèi)該技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將會(huì)有一個(gè)跨越式發(fā)展。
2鐵路工程設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的差異化
鐵路工程項(xiàng)目是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程,具有點(diǎn)多、線(xiàn)長(zhǎng)、面廣、投資規(guī)模大、技術(shù)性強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)分工細(xì)、參加單位多、流程復(fù)雜等特點(diǎn),有的工程還涉及運(yùn)營(yíng)中的即有線(xiàn)改造。一條鐵路工程項(xiàng)目的建設(shè),從勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工到交付運(yùn)營(yíng)將構(gòu)成一個(gè)龐大的系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)既有嚴(yán)格的分工,又有密切的協(xié)作,同時(shí)又相互制約。鐵路工程與一般工民建筑的BIM技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的差異化,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2.1工程呈帶狀分布,沿途地理環(huán)境復(fù)雜
全線(xiàn)工程的作業(yè)面呈帶狀分布,每個(gè)建設(shè)項(xiàng)目長(zhǎng)度延綿從幾十公里到上千公里,沿途穿山、越嶺、跨河,工程地質(zhì)、地形和環(huán)境復(fù)雜多變;而一般的工民建筑只是相對(duì)集中布置在一個(gè)區(qū)域,大部分工點(diǎn)是建在已經(jīng)完成“三通一平”的簡(jiǎn)單地形上,地質(zhì)和周?chē)h(huán)境相對(duì)單純。
2.2工程數(shù)量巨大,數(shù)據(jù)海量
通常一條鐵路的建設(shè)投資都在幾億元以上,有的多達(dá)千億以上。項(xiàng)目常常被劃分成數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)標(biāo)段,工點(diǎn)數(shù)量更是巨大。無(wú)論是工程建筑信息還是工程地理信息數(shù)據(jù)都是海量的,這樣的海量數(shù)據(jù)將需要一個(gè)有效的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)和數(shù)據(jù)管理模式來(lái)管理。
2.3參加專(zhuān)業(yè)眾多,需要協(xié)同設(shè)計(jì)
在一個(gè)鐵路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中通常需要有眾多的專(zhuān)業(yè)協(xié)同工作,如:經(jīng)調(diào)、行車(chē)、測(cè)繪、地質(zhì)、線(xiàn)路、路基、軌道、橋梁、隧道、站場(chǎng)、機(jī)務(wù)、車(chē)輛、給排水、通信、信號(hào)、信息、電力、電化、房屋、暖通、環(huán)保、工程經(jīng)濟(jì)等專(zhuān)業(yè)。隨著技術(shù)進(jìn)步和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高,這些專(zhuān)業(yè)不但技術(shù)上要求高,而且需要多專(zhuān)業(yè)間的密切配合協(xié)同設(shè)計(jì),平行交叉作業(yè)繁多。
2.4工程屬性差異大,不易開(kāi)發(fā)通用軟件
由于各專(zhuān)業(yè)工程內(nèi)容的屬性不同,其設(shè)計(jì)的表達(dá)方式也有所不同。如:土建工程中設(shè)計(jì)的表達(dá)方式主要是幾何結(jié)構(gòu)、受力分析、強(qiáng)度計(jì)算;四電工程中除了視覺(jué)層面的外,在設(shè)計(jì)上更多的表達(dá)方式是邏輯關(guān)系、負(fù)荷計(jì)算、信息規(guī)則;而對(duì)于軌道、路基、隧道、接觸網(wǎng)等工程為沿線(xiàn)路走向連續(xù)延伸。因此,采用或開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的軟件來(lái)解決這些個(gè)性化的需求在現(xiàn)階段是不可能的。
2.5專(zhuān)業(yè)間存在“信息孤島”,現(xiàn)用軟件大部分沒(méi)有BIM接口
在鐵路勘察設(shè)計(jì)企業(yè)的信息化建設(shè)過(guò)程中,一開(kāi)始各專(zhuān)業(yè)都是本從本專(zhuān)業(yè)的需求出發(fā),對(duì)勘察設(shè)計(jì)的軟件和設(shè)備進(jìn)行引進(jìn)、開(kāi)發(fā)或升級(jí)換代,在此過(guò)程中逐步形成了本專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式。這些專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)雖然能滿(mǎn)足本專(zhuān)業(yè)鐵路勘察設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)需求,但是下游專(zhuān)業(yè)開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)常常需要先經(jīng)過(guò)二次轉(zhuǎn)換或重新錄入,才能使用上游專(zhuān)業(yè)提供的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)跨專(zhuān)業(yè)使用的效率較為低下。隨著信息化建設(shè)的深入,各設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)也在逐步完善自己的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù),加強(qiáng)了對(duì)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù),但沒(méi)有從一個(gè)全局性的高度來(lái)規(guī)劃和協(xié)調(diào),使得各專(zhuān)業(yè)信息化的程度越深,專(zhuān)業(yè)間“信息孤島”的現(xiàn)象越嚴(yán)重。另外,由于鐵路工程BIM技術(shù)的應(yīng)用起步比較晚,各專(zhuān)業(yè)正在使用的輔助設(shè)計(jì)軟件在開(kāi)發(fā)時(shí)大部分沒(méi)有考慮與BIM軟件的接口問(wèn)題。
2.6部分專(zhuān)業(yè)和設(shè)計(jì)不宜采用BIM的表達(dá)方式
雖然BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)同性、模擬性等特點(diǎn),但不是所有的設(shè)計(jì)階段、設(shè)計(jì)思想和解決問(wèn)題的方式都可以用BIM的方式來(lái)表達(dá),如:方案研究階段、預(yù)可研階段,以及經(jīng)調(diào)、行車(chē)的分析計(jì)算等,BIM并不是最佳的表達(dá)方式。
3解決方案
帶狀大范圍工程設(shè)計(jì)三維真實(shí)感場(chǎng)景技術(shù)的研究成功,開(kāi)辟了一個(gè)全新的鐵路工程設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM技術(shù)途徑。從真實(shí)場(chǎng)景模型上不但能量測(cè)對(duì)象的三維位置信息,而且還能反映對(duì)象的屬性信息,如房屋的層高和新舊、地表植被類(lèi)型、地土壤類(lèi)型等。對(duì)于地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的不良地質(zhì)、滑坡、斷層等信息,從航空的角度更容易判釋。真實(shí)感場(chǎng)景不但為設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)信息來(lái)源,同時(shí)也提供了一個(gè)空間平臺(tái),使得地理、地質(zhì)、水文、城市規(guī)劃、線(xiàn)路設(shè)計(jì)走向等各方面的空間數(shù)據(jù),可以在統(tǒng)一的地理空間上同時(shí)表現(xiàn)出來(lái)。線(xiàn)路、地質(zhì)、路基、橋梁、隧道、站場(chǎng)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)都可以在這個(gè)空間里進(jìn)行信息獲取、信息挖掘、輔助設(shè)計(jì)、方案對(duì)比等工作。同時(shí),各專(zhuān)業(yè)在設(shè)計(jì)過(guò)程中生成的BIM模型作為一種三維信息模型,也可以在真實(shí)場(chǎng)景模型中呈現(xiàn)。使用航空遙感影像數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)生成與現(xiàn)場(chǎng)一致的的三維真實(shí)場(chǎng)景模型,將各專(zhuān)業(yè)的分析與計(jì)算、圖形與信息交互、設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)等數(shù)據(jù),按照里程坐標(biāo)集成在一個(gè)帶狀連續(xù)的真實(shí)場(chǎng)景中,在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模式下,實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)在真實(shí)三維場(chǎng)景模型下的協(xié)同設(shè)計(jì),既建立一個(gè)各專(zhuān)業(yè)在三維真實(shí)場(chǎng)景下同時(shí)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的大平臺(tái),如圖1所示,具體解決方案如下。
3.1平臺(tái)組成及分工
大平臺(tái)由若干個(gè)專(zhuān)業(yè)BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)和一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)組成。由于各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程十分復(fù)雜,每個(gè)專(zhuān)業(yè)需要建立自己相對(duì)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)BIM設(shè)計(jì)平臺(tái),主要解決本專(zhuān)業(yè)作業(yè)中的分析與計(jì)算、模擬與仿真、族庫(kù)的建立與調(diào)用、中間成果及最終成果的生成、設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)等縱向問(wèn)題,針對(duì)每一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容還需要建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)子系統(tǒng);同時(shí)還要考慮施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等工程全生命周期BIM的條件。在真實(shí)場(chǎng)景協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上主要擺放各專(zhuān)業(yè)上下游互提資料及設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)等數(shù)據(jù),主要是解決數(shù)據(jù)共享、設(shè)計(jì)協(xié)同及視覺(jué)上設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)等橫向問(wèn)題。各專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)在本專(zhuān)業(yè)BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)上“重量化”,在真實(shí)場(chǎng)景協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上“輕量化”。
3.2各專(zhuān)業(yè)BIM模型在平臺(tái)上的呈現(xiàn)方法
鐵路全線(xiàn)工程設(shè)計(jì)是以線(xiàn)路里程為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)模式。建立BIM單體模型坐標(biāo)與里程坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換,將各專(zhuān)業(yè)的BIM模型以里程坐標(biāo)在真實(shí)場(chǎng)景協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)這個(gè)統(tǒng)一的地理空間中進(jìn)行套合,解決單體BIM模型孤立存在的問(wèn)題。采用地形重構(gòu)技術(shù),對(duì)各專(zhuān)業(yè)要放置的三維模型與地形進(jìn)行融合處理,保證模型按照給定的設(shè)計(jì)高程、地理坐標(biāo)及其他規(guī)則放置后表面與結(jié)合處地表一致,實(shí)現(xiàn)地形與三維模型之間的無(wú)縫套合。同時(shí),制定各專(zhuān)業(yè)放置在三維真實(shí)場(chǎng)景平臺(tái)上模型的比例尺、坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)及模型族庫(kù)建立規(guī)則,確保提交的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確融入系統(tǒng)和BIM的模型與模型之間無(wú)縫貼合。
3.3數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式
針對(duì)鐵路工程數(shù)據(jù)量大及專(zhuān)業(yè)相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn),采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)庫(kù)由全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)和若干個(gè)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)組成。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)項(xiàng)目、方案、坐標(biāo)系、專(zhuān)業(yè)、設(shè)計(jì)人員、規(guī)則等具有全局性的數(shù)據(jù),以數(shù)據(jù)索引統(tǒng)領(lǐng)各專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù),形成聯(lián)系。各專(zhuān)業(yè)建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù),存儲(chǔ)本專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)索引信息注冊(cè)到全局信息庫(kù)。各專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)按照接口標(biāo)準(zhǔn)放到數(shù)據(jù)庫(kù)中,以完成數(shù)據(jù),專(zhuān)業(yè)間通過(guò)接口標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)限來(lái)獲取各自所需的信息。
3.4現(xiàn)用專(zhuān)業(yè)軟件上傳數(shù)據(jù)庫(kù)的途徑
對(duì)于各專(zhuān)業(yè)目前使用的獨(dú)立軟件,無(wú)法直接連接到數(shù)據(jù)庫(kù)上,可按下列三種途徑來(lái)解決,如圖2所示。途徑一:通過(guò)編寫(xiě)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序和本地?cái)?shù)據(jù)管理程序,完成專(zhuān)業(yè)軟件與協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的連接。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序?qū)⒏鲗?zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù),并存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)緩沖位置;本地?cái)?shù)據(jù)管理程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)本地緩沖數(shù)據(jù)的。途徑二:修改現(xiàn)有軟件,增加標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出接口,通過(guò)數(shù)據(jù)管理程序數(shù)據(jù)。途徑三:重新編寫(xiě)專(zhuān)業(yè)軟件,軟件直接以標(biāo)準(zhǔn)接口輸出數(shù)據(jù),再由數(shù)據(jù)管理程序負(fù)責(zé)。甚至可以將程序直接寫(xiě)入專(zhuān)業(yè)軟件,直接由專(zhuān)業(yè)軟件。如果現(xiàn)用專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),則通過(guò)途徑二進(jìn)行軟件改造,增加新的接口是最理想的方式;否則就應(yīng)選擇途徑一編制新的轉(zhuǎn)換程序,將數(shù)據(jù)按接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換;而途徑三由于要對(duì)既有軟件進(jìn)行更新?lián)Q代,代價(jià)太大,不宜采用。
3.5中間互通軟件和接口的選定
由于各專(zhuān)業(yè)的工程內(nèi)容屬性不同,其設(shè)計(jì)的表達(dá)方式也就有所不同,適合采用的BIM軟件也就不一致。在專(zhuān)業(yè)互提資料中,每個(gè)專(zhuān)業(yè)的上下游專(zhuān)業(yè)通常也有好幾個(gè),如果沒(méi)有一個(gè)通用的中間互通接口和標(biāo)準(zhǔn),將導(dǎo)致接口過(guò)于復(fù)雜和接口設(shè)計(jì)困難。鑒于鐵路工程設(shè)計(jì)中一直采用的是AutoCAD系統(tǒng),各專(zhuān)業(yè)在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)和積累了大量的應(yīng)用軟件,設(shè)計(jì)人員對(duì)該系統(tǒng)也很熟悉;因此,為了使數(shù)據(jù)接口盡可能的減少和簡(jiǎn)化,各專(zhuān)業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和屬性采用個(gè)性化的BIM軟件,但在進(jìn)入三維真實(shí)場(chǎng)景平臺(tái)互提資料和設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)時(shí)規(guī)定統(tǒng)一采用AutodeskRevit格式。這樣,不論各專(zhuān)業(yè)采用哪種BIM軟件,只需開(kāi)發(fā)該軟件與Revit的接口即可。同時(shí)開(kāi)發(fā)Revit格式的三維模型數(shù)據(jù)與三維GIS模型數(shù)據(jù)的交換軟件和制訂數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn),使Revit格式的三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入之后能夠完整保留其原來(lái)的各項(xiàng)屬性,實(shí)現(xiàn)在三維真實(shí)場(chǎng)景平臺(tái)上對(duì)各專(zhuān)業(yè)的三維模型屬性進(jìn)行查詢(xún)、調(diào)用、編輯、增加、刪除等操作。
3.6平臺(tái)初期拉通的原則
鑒于鐵路工程BIM技術(shù)才處于起步階段,要求開(kāi)發(fā)人員不但要有軟件開(kāi)發(fā)技能,還要熟悉設(shè)計(jì)流程,同時(shí)還需要有專(zhuān)業(yè)人員的配合;而剛開(kāi)始對(duì)有些知識(shí)的認(rèn)識(shí)是模糊和不完整的,通常是在開(kāi)發(fā)過(guò)程中逐漸了解和掌握,并加深理解的;有的是隨著項(xiàng)目的推進(jìn),被細(xì)化或變更。因此,在現(xiàn)階段各專(zhuān)業(yè)僅適合在視覺(jué)和幾何形狀層面上進(jìn)行初步拉通。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)和認(rèn)識(shí)不斷深入,專(zhuān)業(yè)間的不斷磨合,以及規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)的逐步制訂和完善,再加載物理屬性信息和分析計(jì)算功能,即實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)這個(gè)階段在真實(shí)場(chǎng)景協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)上統(tǒng)一擺放的是Revit格式的三維模型。
4結(jié)論
【關(guān)鍵詞】環(huán)境藝術(shù);設(shè)計(jì);BIM技術(shù)
1引言
通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用不同的軟件實(shí)現(xiàn)三維建模、材料統(tǒng)計(jì)、三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)仿真和施工圖繪制等任務(wù)。然而,在實(shí)際當(dāng)中,如何能夠通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程的有效集成,以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與三維模型的有效結(jié)合,成為了一大難題?,F(xiàn)階段,建筑信息模型技術(shù)以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為基礎(chǔ),提出了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中BIM的一種新體系結(jié)構(gòu)。在BIM技術(shù)的幫助下,設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中使用一致的信息,準(zhǔn)確地模擬場(chǎng)景中的視圖框架結(jié)構(gòu)、材質(zhì)屬性和數(shù)據(jù)交換,也可以創(chuàng)建更精確的施工圖。依據(jù)BIM信息管理平臺(tái)來(lái)定制項(xiàng)目的部署和實(shí)施,信息的設(shè)計(jì)過(guò)程可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理,提高不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)之間缺乏集成性的特點(diǎn),維護(hù)和更新設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的各個(gè)方面。
2BIM技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)往往是依靠AutoCAD等一些設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成二維平面垂直以及剖面圖的設(shè)計(jì),然后結(jié)合3dsMax軟件制作3D效果圖,這種設(shè)計(jì)方法和三維模型設(shè)計(jì)沒(méi)有集成性,可視化的目的實(shí)現(xiàn)不了,造成它的價(jià)值不能被帶到后面的施工設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理當(dāng)中。目前,隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,BIM技術(shù)給環(huán)藝設(shè)計(jì)提供了解決這些問(wèn)題的一個(gè)可靠的方案。新的建筑信息模型具有很強(qiáng)大的組件庫(kù),大部分的場(chǎng)景、材料和設(shè)施都存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,隨時(shí)可以調(diào)用。BIM的數(shù)據(jù)庫(kù)包括了建筑材料以及室內(nèi)裝飾材料的詳細(xì)信息,為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展應(yīng)用創(chuàng)造了更多的附加功能。該模型易于生成各種綜合表格和材料表,從而使設(shè)計(jì)者可以方便地使用BIM進(jìn)行工程預(yù)算。也可以基于豐富可靠的建筑信息模型中的數(shù)據(jù),從一開(kāi)始的空間規(guī)劃以及進(jìn)度制定,到需要改動(dòng)詳細(xì)圖紙中設(shè)計(jì)階段中材料成本的預(yù)算,都能夠在跟其關(guān)聯(lián)的地方得以顯示。倘若設(shè)計(jì)者改動(dòng)了平面圖紙上構(gòu)件某處的尺寸或者位置后,每個(gè)視圖的三維雙向關(guān)聯(lián)以正確形式顯示出來(lái),并且其他相關(guān)圖紙的網(wǎng)站也會(huì)自動(dòng)更新。
3BIM技術(shù)
3.1BIM技術(shù)介紹
BIM技術(shù)是基于三維數(shù)字技術(shù)之上,集成與建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)的信息工程數(shù)據(jù)模型,以及在設(shè)計(jì)、施工、管理中的應(yīng)用數(shù)字技術(shù)。其中國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(huì)為BIM設(shè)立了準(zhǔn)確定義:BIM是一種運(yùn)算方法,它是在開(kāi)放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之下對(duì)設(shè)施的功能特性和物理以及相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息的計(jì)算,并為決策提供支持,能更好實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目?jī)r(jià)值。因此,既CAD的技術(shù)發(fā)展后,BIM技術(shù)又是一中新的技術(shù),它的應(yīng)用將給多個(gè)行業(yè)帶去革命性的變化。
3.2BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
自2002年Autodesk公司首次推出Revit軟件且在全世界內(nèi)廣泛的推行BIM的概念,使得BIM技術(shù)已逐漸的被大家接受,而且在實(shí)際的工程當(dāng)中得到了應(yīng)用。因此BIM技術(shù)已引起國(guó)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注,其關(guān)注度呈指數(shù)增長(zhǎng)。由于BIM技術(shù)最開(kāi)始起源于國(guó)外,造成國(guó)內(nèi)的研究相比于國(guó)外還不夠成熟。在國(guó)內(nèi),對(duì)大多數(shù)的人來(lái)說(shuō),BIM技術(shù)只是一種新鮮的技術(shù),還在不斷發(fā)展當(dāng)中,具體的內(nèi)涵還不能被大家詳細(xì)理解。就目前來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究人員主要對(duì)BIM技術(shù)的研究集中在了以下的三個(gè)方面上:(1)對(duì)BIM技術(shù)的基礎(chǔ)理論探究,主要表現(xiàn)形式是將BIM技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以學(xué)術(shù)發(fā)表的形式公開(kāi)其研究成果。(2)對(duì)BIM軟件解決方案的理論探究和開(kāi)發(fā)BIM軟件,在這些方面上的研究成果主要是BIM的軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。(3)BIM技術(shù)在實(shí)際工程中應(yīng)用前景的研究。主要研究是怎么將已開(kāi)發(fā)出的BIM軟件用于實(shí)際的工程當(dāng)中,解決在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中所遇到的一系列問(wèn)題。
3.3BIM技術(shù)的特點(diǎn)
3.3.1具有協(xié)調(diào)性特點(diǎn)
作為一個(gè)復(fù)雜性強(qiáng)的系統(tǒng)工程,項(xiàng)目協(xié)調(diào)在其過(guò)程、部門(mén)和各項(xiàng)目之間起著非常重要的作用。在項(xiàng)目的進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中,如果遇到問(wèn)題,管理部門(mén)應(yīng)及時(shí)的組織有關(guān)人員召開(kāi)緊急會(huì)議,集中的探討相關(guān)問(wèn)題,協(xié)商解決辦法。但是對(duì)于其中的有些問(wèn)題,協(xié)商也不能夠得到很好解決。其中,BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠合理的安排內(nèi)部部件的結(jié)構(gòu),還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)平面布置電梯井和其他成分的協(xié)調(diào),從而在很大程度上減少了不可協(xié)調(diào)問(wèn)題的出現(xiàn)。
3.3.2具有可視化特點(diǎn)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,同時(shí)也豐富了建筑形式的多樣性,傳統(tǒng)施工圖紙已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代工程建設(shè)的需要,施工人員靠自身想象的構(gòu)造結(jié)構(gòu)不但不利于整體建設(shè)項(xiàng)目的順利開(kāi)展,反而會(huì)使工期延長(zhǎng)的程度更加嚴(yán)重。為此,研究人員開(kāi)發(fā)了BIM技術(shù),此項(xiàng)技術(shù)能夠顯示出三維實(shí)體,直觀地顯示出建筑物內(nèi)部的構(gòu)件。也就是說(shuō),技術(shù)人員的施工可以通過(guò)BIM技術(shù)的可視化來(lái)實(shí)現(xiàn),值得稱(chēng)道的是,項(xiàng)目業(yè)主還可以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享,大大提高了項(xiàng)目管理的效率。
3.3.3具有模擬性特點(diǎn)
BIM技術(shù)具有模擬性,它的模擬特性不僅可以模擬建筑物的設(shè)計(jì),而且還能夠模擬現(xiàn)實(shí)中不可能運(yùn)行的事物。最后,對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。同時(shí),該技術(shù)的應(yīng)用還可以控制工程造價(jià),給施工項(xiàng)目和施工方帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中BIM的三維協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)
三維協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)主要是由于其具有傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此很快的占據(jù)了BIM技術(shù)的重要地位。其主要功能是參與各個(gè)專(zhuān)業(yè)的交流、溝通與協(xié)調(diào),最大限度地降低在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中因協(xié)調(diào)不順?biāo)a(chǎn)生問(wèn)題的概率。使用BIM信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),能夠有效的擴(kuò)展協(xié)同設(shè)計(jì)在建筑模型中的共享,使設(shè)計(jì)者能夠在三維模型中找到可能出現(xiàn)的問(wèn)題點(diǎn),進(jìn)而進(jìn)行協(xié)調(diào)和溝通,為設(shè)計(jì)的快速變化、改進(jìn)和有效應(yīng)用提供參考。借助BIM技術(shù),環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)可以將以往分散的、孤立的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息集成到一個(gè)平臺(tái)上,從而實(shí)現(xiàn)不同專(zhuān)業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享和信息順暢。我們通過(guò)比較傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)CAD技術(shù)和BIM技術(shù)在性能和效率方面的不同可以看出(表1),BIM技術(shù)已顯示出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu),它的描述更真實(shí),更準(zhǔn)確以及更全面,有效的克服了二維技術(shù)只可想象不可直觀看見(jiàn)的缺點(diǎn),這算是技術(shù)的又一個(gè)重大的飛躍。另外,在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)當(dāng)中,BIM技術(shù)與三維協(xié)同設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)到了直觀形象、易解決問(wèn)題、提高設(shè)計(jì)效率、空間布局問(wèn)題等方面。
5BIM技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
以沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心作為實(shí)例進(jìn)行探究:沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜,機(jī)電系統(tǒng)眾多,僅僅依靠設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)本身確來(lái)定設(shè)計(jì)空間的可行性顯然不能夠滿(mǎn)足項(xiàng)目的挑戰(zhàn)。通過(guò)BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)模式,各專(zhuān)業(yè)模式在建成后都會(huì)被組裝成一個(gè)整體,給各專(zhuān)業(yè)的交流提供了平臺(tái)。準(zhǔn)確、科學(xué)的可視化方式的將電氣設(shè)備,暖通,室內(nèi)布置通過(guò)實(shí)際的形式直觀呈現(xiàn)出來(lái),方便專(zhuān)業(yè)之間的修改和確認(rèn),能成功的避免傳統(tǒng)協(xié)同方式帶來(lái)的問(wèn)題,確認(rèn)專(zhuān)業(yè)修改傳統(tǒng)的協(xié)同方式之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題,解決困難,使工程得以順利進(jìn)行。以AutodeskEcotect分析工具為例,很好的分析論證了建筑性能,為室內(nèi)設(shè)計(jì)方案比選以及空間優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)。深化設(shè)計(jì)階段的施工圖紙中,AutodeskRevit系列軟件與傳統(tǒng)的AutoCAD平臺(tái)連接,從而設(shè)計(jì)出更深入的模型建立、施工圖的幫助以及BIM模型數(shù)據(jù)集成。在整個(gè)的過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)對(duì)AutodeskVault軟件的定制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)文檔管理和過(guò)程控制的全過(guò)程控制,突出了有效集成的結(jié)果,突出了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
6小結(jié)
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計(jì);課程研究
BIM英文全稱(chēng)Building Information Modeling,即建筑信息模型,是指通過(guò)數(shù)字信息平臺(tái),對(duì)建筑物全生命周期的所有真實(shí)信息進(jìn)行仿真模擬。而Revit三維軟件是BIM平臺(tái)下的最具代表性的設(shè)計(jì)軟件之一,參數(shù)化設(shè)計(jì)、構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)、參數(shù)驅(qū)動(dòng)形體設(shè)計(jì)和協(xié)作設(shè)計(jì)是該軟件的主要特征。Revit三維軟件的誕生及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單快捷的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程,它可以提高工程的質(zhì)量和效率,降低成本增加收益,不能不說(shuō)我們的建筑設(shè)計(jì)模式正經(jīng)歷著一場(chǎng)新技術(shù)的革命,而我們的教育也應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐,應(yīng)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的新變革。
一、BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
如果說(shuō)用一個(gè)字來(lái)形容BIM在建筑業(yè)的現(xiàn)狀,那就是“火”,這個(gè)“火”主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一是政策層面開(kāi)始重視BIM,從建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃明確提出推進(jìn)BIM協(xié)同工作等技術(shù)應(yīng)用到2015年3月31日《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型制圖標(biāo)準(zhǔn)》的編制組成立暨項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)院召開(kāi),都說(shuō)明BIM是未來(lái)的趨勢(shì)。
第二是業(yè)主開(kāi)始關(guān)注BIM,越來(lái)越多的業(yè)主開(kāi)始認(rèn)識(shí)到國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的支持,開(kāi)始認(rèn)識(shí)到BIM給項(xiàng)目帶來(lái)的價(jià)值,開(kāi)始要求設(shè)計(jì)院或建造方應(yīng)用BIM相關(guān)技術(shù),并愿意為BIM帶來(lái)的附加值付出更高的經(jīng)濟(jì)投入。
第三是設(shè)計(jì)院、企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用Revit,部分走在前列的設(shè)計(jì)院、企業(yè)或機(jī)構(gòu)開(kāi)始創(chuàng)建自己的BIM部門(mén)、培養(yǎng)人才、以小項(xiàng)目練習(xí)、應(yīng)用,開(kāi)始從設(shè)計(jì)方著手,應(yīng)用Revit給設(shè)計(jì)帶來(lái)的變化及價(jià)值。
第四是建造、施工企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用Revit,部分走在前列的承包商、施工方開(kāi)始著手建立自己的BIM技術(shù)人才,嘗試應(yīng)用Revit建模給項(xiàng)目施工帶來(lái)的幫助及參考價(jià)值。
二、將Revit三維軟件引入建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的可行性分析
近年來(lái),房地產(chǎn)行業(yè)的不景氣導(dǎo)致了整個(gè)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的低糜,對(duì)于我們建筑類(lèi)高職院校而言,直接受影響的就是建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題,很多畢業(yè)生被迫轉(zhuǎn)業(yè),或者從事著建筑相關(guān)的其他工作如裝飾行業(yè)等。在我們的企業(yè)調(diào)研中,很多建筑設(shè)計(jì)院、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)都在積極地想辦法求生存,而很多設(shè)計(jì)師都面臨著失業(yè)的處境。在這場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的優(yōu)勝劣汰中,只有更專(zhuān)業(yè)的企業(yè)和高技術(shù)的人員才能被留下來(lái)。高技術(shù)和信息化的建設(shè)成為企業(yè)變革的方向,也為我們的教學(xué)改革指明了方向。
BIM作為建筑界公認(rèn)的革命性技術(shù),大大提高了建筑信息化和建筑工程集成化的程度,引領(lǐng)著建筑數(shù)字技術(shù)走向更高的層次,將為建筑業(yè)界的科技進(jìn)步產(chǎn)生無(wú)可估量的影響。BIM的火熱帶動(dòng)了一些熱門(mén)的“職位”,比如現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院和建筑施工企業(yè)、物業(yè)管理企業(yè)都在組建自己的BIM項(xiàng)目組,他們?cè)谡惺沾罅康腞evit工程師,熟練、成熟的Revit應(yīng)用技術(shù)可以幫助我們的學(xué)生獲得一份待遇較好的工作,成為他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的工具。同時(shí)由于Revit的可操作性和軟件本身包含信息的專(zhuān)業(yè)性,可以使一些非建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的人員也能在一定時(shí)間的學(xué)習(xí)后能從事Revit工程師的職位。因此不僅建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)要引入這一軟件的教學(xué),這個(gè)軟件應(yīng)該成為每個(gè)建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須具備的技術(shù),它的普及程度應(yīng)該跟我們現(xiàn)在普遍使用的AUTOCAD一樣。
三、將Revit三維軟件引入建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的預(yù)期成效
1.利用Revit軟件,將會(huì)提高學(xué)生建筑方案設(shè)計(jì)的效率,Revit軟件對(duì)于不規(guī)則形體的建模有其特有的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中,我們會(huì)依賴(lài)sketchup、3Dmax或者犀牛等三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中體塊的推敲,這些三維設(shè)計(jì)軟件只能夠構(gòu)件出模型的體量和表皮,大多都是由單純的面片構(gòu)件而成,而Revit的概念設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大,能在建出復(fù)雜模型體塊之后,將其轉(zhuǎn)化為帶建筑信息的模型,大大提高了建筑方案設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確率。
2.利用Revit軟件,可以讓學(xué)生非常直觀地了解建筑的構(gòu)件及構(gòu)件間的相互聯(lián)系。在Revit中,墻、門(mén)、窗、柱子、樓梯這些構(gòu)件被定義為具有現(xiàn)實(shí)意義的圖元,這些圖元包含了構(gòu)件本身的構(gòu)造信息,如墻體、樓板這些圖元,你可以方便地指定它的保溫層、面層、結(jié)構(gòu)層、防水層等構(gòu)造的信息,使我們非常直觀地了解這些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)組成。
3.利用Revit軟件,可以讓學(xué)生了解建筑模型各構(gòu)件的材料組成,同時(shí)也可以查詢(xún)到材料性質(zhì)、廠家、價(jià)位等詳細(xì)信息。
4.利用Revit軟件,可以進(jìn)行日照分析。它可以獲取項(xiàng)目建筑物所在位置的經(jīng)緯度,設(shè)定相關(guān)的太陽(yáng)方位角和高度角之后就可以模擬現(xiàn)實(shí)的日照效果,并可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)的方式記錄下來(lái)。
5.輕松得到建筑施工圖紙,并通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì),使各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)師在同一平臺(tái)上完成同一個(gè)項(xiàng)目。
6.教師可以帶領(lǐng)學(xué)生組建BIM團(tuán)隊(duì),參與實(shí)際項(xiàng)目或項(xiàng)目研發(fā),提高實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)為學(xué)校帶來(lái)聲譽(yù)和利益。
四、困難分析
其實(shí)BIM的概念很早就提出來(lái)了,但是在很多設(shè)計(jì)院的推行過(guò)程中都受到了大大小小的阻礙,主要就是參與BIM項(xiàng)目的機(jī)會(huì)不多,沒(méi)有團(tuán)隊(duì),各專(zhuān)業(yè)間的配合問(wèn)題,實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)少等,而隨著B(niǎo)IM的普及這些問(wèn)題正在逐步被解決。但是,在高校,這種問(wèn)題似乎更加嚴(yán)重,教師必須在項(xiàng)目的配合下講解理論,理論知識(shí)會(huì)在項(xiàng)目實(shí)踐中直接被印證,需要教師具備全面的建筑專(zhuān)業(yè)知識(shí)和很好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
五、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);供水管網(wǎng);管網(wǎng)改造;應(yīng)用研究
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.121
金山區(qū)自2006年陸續(xù)對(duì)各鎮(zhèn)的陳舊供水管網(wǎng)進(jìn)行改造,但由于供水管網(wǎng)工程項(xiàng)目具有工期較短、綜合性強(qiáng)、設(shè)計(jì)難度大等特點(diǎn),會(huì)對(duì)施工進(jìn)度和質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,施工過(guò)程中經(jīng)常挖斷管線(xiàn),在這種情況下,選用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)節(jié)的動(dòng)態(tài)溝通,可以進(jìn)一步解決深層次的管線(xiàn)協(xié)調(diào)難題,有很重要的意義。這一技術(shù)手段能夠集成整個(gè)工程項(xiàng)目中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),令不可見(jiàn)的地下工程變?yōu)榭梢暬S立體模型,在其他地區(qū)已經(jīng)獲得了迅速的普及。
1 BIM技術(shù)的運(yùn)用現(xiàn)狀剖析
BIM思想的產(chǎn)生可以追溯到上世紀(jì)70年代,其作為嶄新的技術(shù)理念之一被推出,不久之后,美國(guó)總務(wù)管理局還推出了系列BIM指南,并且在全國(guó)范圍內(nèi)提倡三維信息平臺(tái)的運(yùn)用,目的是加強(qiáng)不同專(zhuān)業(yè)及領(lǐng)域間的協(xié)作?,F(xiàn)如今,中國(guó)的一些建筑設(shè)計(jì)部門(mén)也逐漸展開(kāi)了對(duì)BIM技g的研究應(yīng)用,成立了眾多BIM小組。然而,BIM技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)依舊處在初級(jí)探究階段,亟待推廣和完善。但即便如此,這一技術(shù)手段在我國(guó)部分工程項(xiàng)目中也已經(jīng)獲得了運(yùn)用,我們通過(guò)以下實(shí)例能夠看出BIM技術(shù)的運(yùn)用現(xiàn)狀:
案例一:長(zhǎng)江西路管線(xiàn)改造工程。在對(duì)該區(qū)塊管線(xiàn)改造的過(guò)程中,必須把現(xiàn)有的管線(xiàn)進(jìn)行移動(dòng),同時(shí)借助BIM技術(shù)把現(xiàn)狀地下管線(xiàn)以及有關(guān)的建筑、道路等進(jìn)行三維建模,并采取施工環(huán)節(jié)仿真模擬、施工結(jié)論舉證等??紤]到該工程項(xiàng)目的主要目的在于疏通道路、進(jìn)行道路翻交,所以管線(xiàn)部分的BIM模型的效用僅僅是弄清地下管線(xiàn)的基本走向。
案例二:天津塘沽新城供水管線(xiàn)工程項(xiàng)目。塘沽南部新城位于濱海新區(qū)以西。這一工程項(xiàng)目借助BIM技術(shù)建立起了管線(xiàn)綜合模型,并且依靠軟件的碰撞檢驗(yàn)功能,對(duì)管線(xiàn)的縱橫關(guān)系進(jìn)行了調(diào)整,有效化解了碰撞問(wèn)題,然而并未能將碰撞的原因、種類(lèi)等細(xì)化分類(lèi),難以為有關(guān)工程項(xiàng)目提供借鑒。
2 BIM技術(shù)在供水管網(wǎng)改造工程中的具體運(yùn)用研究
2.1 工程概述
本文以南充市供水管網(wǎng)改造工程為例進(jìn)行了詳細(xì)研究,具體的工程情況如下:南充市供水管網(wǎng)是近幾十年來(lái)先后進(jìn)行鋪設(shè)的,未制定科學(xué)的計(jì)劃,長(zhǎng)期規(guī)劃不足,并且在之前的多次改造過(guò)程中僅啟用了應(yīng)急措施,導(dǎo)致了管網(wǎng)改建的不規(guī)范性,最終嚴(yán)重影響了城市供水的安全性與可靠性。不久之后,南充市水廠擴(kuò)建投產(chǎn)后逐漸擴(kuò)大了供水范疇,在此前提下城市供水管網(wǎng)需要借助BIM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行較大調(diào)整才可以滿(mǎn)足新的供水需求。按照南充市供水管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),其漏水損失率過(guò)高,約20%,再加上城區(qū)管網(wǎng)不配套,使得管網(wǎng)布局紊亂,同時(shí)在很大程度上限制了水廠供水能力的發(fā)揮,所以保證充足的供水量成為了該城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。此外,伴隨著城市工業(yè)用水量、城市人口基數(shù)的迅速增加,使需水量持續(xù)上升;舊城區(qū)供水管網(wǎng)布局十分不科學(xué),管徑較小,再加上管網(wǎng)老化和管段結(jié)垢等現(xiàn)象較為嚴(yán)重,管網(wǎng)的暗漏問(wèn)題越來(lái)越凸顯出來(lái)。除此之外,在新城區(qū)管網(wǎng)的敷設(shè)面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于遠(yuǎn)期城市的發(fā)展范圍,與新興城市自來(lái)水供應(yīng)量不配套,因此,供水的安全性能不佳。在上述情況下,應(yīng)當(dāng)盡快對(duì)新老城區(qū)的配水管網(wǎng)實(shí)施擴(kuò)建及改造工程,加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)等供水管網(wǎng)改造工程當(dāng)中的應(yīng)用。為此,我們應(yīng)當(dāng)在符合基本用水需求的基礎(chǔ)上,確準(zhǔn)該城區(qū)水廠向周邊各城區(qū)的水量和改造之后整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作成本最少的經(jīng)濟(jì)管徑,對(duì)此,相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)依靠BIM技術(shù)等構(gòu)建起可視化的三維模型,然后通過(guò)專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)手段等進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的優(yōu)化計(jì)算。
2.2 結(jié)論剖析
我們按照碰撞出現(xiàn)的影響因素和重要性,可以把問(wèn)題分為原則性、技術(shù)性和細(xì)節(jié)性三大類(lèi)。當(dāng)中,最基本、最主要的為原則性問(wèn)題,它的成因?yàn)楣芫€(xiàn)標(biāo)高缺失或不正確而造成的某一特定區(qū)間內(nèi)管線(xiàn)成片碰撞,需要對(duì)部分管線(xiàn)作出重新調(diào)整。此類(lèi)碰撞現(xiàn)象具有復(fù)雜性、隱蔽性特點(diǎn),不容易被調(diào)整。其次,技術(shù)性問(wèn)題通常是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和實(shí)際操作的矛盾導(dǎo)致的,實(shí)際操作過(guò)程中可能難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖中的要求,像檢查井預(yù)留配置空間較小的問(wèn)題。對(duì)此,我們應(yīng)整改之前的設(shè)計(jì),增大預(yù)留空間。此外,還有因二維圖紙表達(dá)模糊而引起的細(xì)節(jié)性問(wèn)題。二維圖紙中通常沒(méi)辦法形象反映出管線(xiàn)的管徑,眾多管線(xiàn)距離過(guò)近容易引發(fā)碰撞。要想有效解決這一問(wèn)題,就應(yīng)當(dāng)增加局部詳圖,給出避讓規(guī)則或解決方案。
3 結(jié)束語(yǔ)
綜上,近來(lái)供水管網(wǎng)改造工程中出現(xiàn)了諸多問(wèn)題,例如新舊交互、管線(xiàn)現(xiàn)狀混亂等,給項(xiàng)目施工帶來(lái)了難度。盡管BIM技術(shù)的運(yùn)用可以檢查出管網(wǎng)系統(tǒng)中的相關(guān)問(wèn)題,然而后期分析能力不足,檢測(cè)結(jié)果仍需借助人工比對(duì)完成。因此,在今后的工作過(guò)程中,相關(guān)人員需要增強(qiáng)BIM軟件同另外一些軟件的兼容性,令此項(xiàng)技術(shù)可以展現(xiàn)出更大的效用,也能為該技術(shù)在將來(lái)金山區(qū)的供水管網(wǎng)改造工程項(xiàng)目的應(yīng)用提供理論支持。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);鐵路;通信工程;應(yīng)用
【中圖分類(lèi)號(hào)】U231.3【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733(2020)21-0221-01
引言:將BIM技術(shù)用于鐵路通信工程中,采用三維數(shù)字技術(shù)獲得工程信息,工程設(shè)計(jì)效果通過(guò)模擬的方式立體展示,工程人員據(jù)此從技術(shù)角度分析通信工程,對(duì)設(shè)計(jì)不斷完善,工程保質(zhì)保量完成,并提高了工程效率[1]??梢?jiàn),應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)于鐵路通信工程建設(shè)的順利展開(kāi)具有重要的意義。
1BIM技術(shù)在鐵路通信工程中所發(fā)揮的作用
1.1BIM技術(shù)的應(yīng)用提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量
鐵路通信工程中發(fā)揮BIM技術(shù)的作用,就是將三維模型建立起來(lái),所有的工程結(jié)構(gòu)以及相關(guān)功能信息都納入到模型中,構(gòu)建空間關(guān)系。在模型中對(duì)這些信息參數(shù)化,在修改設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)候,通過(guò)參數(shù)調(diào)整的方式就可以實(shí)現(xiàn)。在鐵路通信工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維模型完善設(shè)計(jì)圖紙,不需要重復(fù)繪制,在三維圖形上直接修改即可[2]。當(dāng)進(jìn)入到施工階段、運(yùn)行維護(hù)階段的時(shí)候,三維模型信息發(fā)揮指導(dǎo)作用,各個(gè)單位之間的合作也以三維模型信息展開(kāi),提高了合作效率。
1.2BIM技術(shù)將各項(xiàng)工程信息建立關(guān)聯(lián)性
鐵路通信工程中應(yīng)用BIM技術(shù),在項(xiàng)目的各個(gè)階段都可以應(yīng)用三維模型,隨之全新的工程建設(shè)理念樹(shù)立起來(lái),對(duì)于傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中所存在的不足之處能夠有效規(guī)避。處于施工階段,由于三維模型的直觀性和透視性特點(diǎn),可以讓施工人員對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容直觀了解,準(zhǔn)確掌握設(shè)計(jì)信息并展開(kāi)施工。由于應(yīng)用BIM技術(shù)所構(gòu)建的三維模型是建立項(xiàng)目信息的基礎(chǔ)上的,當(dāng)鐵路通信工程進(jìn)入到不同階段的時(shí)候,如果不同的單位提出的需求有所不同,在設(shè)計(jì)圖的修改中,只要將三維模型的參數(shù)予以調(diào)整即可,修改效率高,操作簡(jiǎn)單,避免產(chǎn)生信息不一致的問(wèn)題,可以保證質(zhì)量,避免發(fā)生安全事故。在應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)工程圖紙的時(shí)候,采用建立三維模型的方式,其中所涵蓋的信息包括與鐵路通信工程有關(guān)的結(jié)構(gòu)信息,其中還包括幾何尺寸方面的信息,保證工程項(xiàng)目信息完整性[3]。在三維模型中涵蓋與工程項(xiàng)目相關(guān)的各種信息,這些信息屬于不同的對(duì)象,雖然不同對(duì)象之間是存在獨(dú)立性的,但是處于三維模型中,相互之間建立了關(guān)聯(lián)性,可以互相識(shí)別,通過(guò)對(duì)某個(gè)組成部分的信息進(jìn)行修改,就可以對(duì)整個(gè)的工程結(jié)構(gòu)變化情況全面掌握。所有的三維信息都是模型空間的組成部分,相互之間都是密切關(guān)聯(lián)的。
2BIM技術(shù)在鐵路通信工程中的應(yīng)用
鐵路通信工程中應(yīng)用BIM技術(shù),主要體現(xiàn)為工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用和建立通信專(zhuān)業(yè)族庫(kù)兩個(gè)方面。具體如下。
2.1鐵路通信工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用
鐵路通信工程建設(shè)中會(huì)產(chǎn)生大量的信息,而且信息的種類(lèi)非常多,都有各自的特點(diǎn),涉及到地理學(xué)方面以及幾何學(xué)等等,這些信息都與BIM技術(shù)存在關(guān)聯(lián)性,所有,應(yīng)用BIM技術(shù)可以將其優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái),使得整個(gè)的工程設(shè)計(jì)效果直觀展示,立體化呈現(xiàn)。鐵路通信工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù),由于設(shè)計(jì)的程序多,內(nèi)容繁瑣,操作的時(shí)候需要嚴(yán)格按照流程進(jìn)行。
具體的工作中,需要選定族樣板;定義三維模型的參照平面,設(shè)定好原點(diǎn);創(chuàng)建幾何圖形之后,向前期設(shè)計(jì)的族文件中傳入項(xiàng)目文件,調(diào)整機(jī)房布置情況,保證其合理性,通信機(jī)柜要放在合適的位置,在幾何形體上標(biāo)注好,使用文字對(duì)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)描述;將圖紙創(chuàng)建出來(lái),對(duì)視圖合理公布值;最后制作設(shè)備明細(xì)表[4]。
2.2將通信專(zhuān)業(yè)族庫(kù)建立起來(lái)
【關(guān)鍵詞】建筑信息模型;造價(jià)管理;土木工程
1BIM含義及其在土木工程造價(jià)管理中的作用
BIM有三層含義,其中,M表示Building,I表示Information,而M有Model、Modeling和Management三種解釋?zhuān)馑挤謩e是建筑信息模型、建筑信息建模和建筑信息管理。BIM在土木工程造價(jià)管理中有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),可以大幅提升工程造價(jià)管理信息化程度,提升效率。具體而言,BIM在造價(jià)管理的的作用有以下方面:①提高工程量計(jì)算精度。工程預(yù)算首先需要計(jì)算工程量,利用BIM算量比傳統(tǒng)的計(jì)算方法更加準(zhǔn)確,尤其遇到大型的或復(fù)雜的工程,BIM自動(dòng)算量消除了人為因素影響,通過(guò)三維模型自動(dòng)扣減工程量,對(duì)規(guī)則和不規(guī)則構(gòu)建也一樣適用。②合理安排資源計(jì)劃,縮短項(xiàng)目工期。將時(shí)間信息賦予BIM模型中的工程量上,便能夠掌握任何時(shí)間段各項(xiàng)的工作量以及該時(shí)段的造價(jià),根據(jù)這些信息便可以制定人材機(jī)計(jì)劃,合理安排任務(wù)。③控制設(shè)計(jì)變更。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)變更方法是手工在圖紙上確定位置,再計(jì)算設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的工程量變化。這樣既耗時(shí),可靠性也差。而在BIM模型下,設(shè)計(jì)變更能夠關(guān)聯(lián)到模型中所有相關(guān)構(gòu)件,工程量也會(huì)同時(shí)變化,甚至帶來(lái)的造價(jià)變化也會(huì)得到反映。④對(duì)工程項(xiàng)目的多算對(duì)比進(jìn)行有效支撐。BIM模型能夠賦予構(gòu)件時(shí)間信息、材質(zhì)信息、施工班組信息等各種參數(shù)信息,而且利用這些信息將模型中的構(gòu)件進(jìn)行任意組合與匯總,就可以對(duì)工程的多算進(jìn)行對(duì)比,這比起手工計(jì)算要簡(jiǎn)便快速得多。
2BIM技術(shù)在決策階段的造價(jià)管理
決策階段是決定項(xiàng)目成敗的最重要的一環(huán)。這一階段的造價(jià)精細(xì)化管理也會(huì)影響后續(xù)階段的造價(jià)精細(xì)化管理。BIM技術(shù)具備的信息庫(kù)和數(shù)據(jù)模型,通過(guò)可視化和參數(shù)化的方式,能夠更加科學(xué)、精準(zhǔn)地為投資決策提供依據(jù),更加合理、快速地確定可行性最佳的施工方案,以做到控制投資估算的目的。在工程項(xiàng)目立項(xiàng)之前,需要設(shè)計(jì)多套不同投資方式下可供選擇的施工方案,建立BIM模型,利用算量軟件和計(jì)價(jià)軟件進(jìn)行投資估算和全方面對(duì)比,控制估算誤差在10%的范圍以?xún)?nèi),同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比,選擇出最經(jīng)濟(jì)可行的投資方案,減少投資方成本。下圖1是利用BIM的方案選擇的流程圖。方案確定之后,通過(guò)BIM的數(shù)據(jù)模型,可以方便地對(duì)造價(jià)信息進(jìn)行查詢(xún)與模擬。BIM技術(shù)不僅在投資決策方面能提升造價(jià)的預(yù)算水平,還能一定程度上節(jié)約建設(shè)投資。此外,BIM模型的可視化特點(diǎn),使建筑實(shí)體立體地展示出來(lái),有利于及早發(fā)現(xiàn)周?chē)h(huán)境對(duì)工程的潛在影響,預(yù)先制定措施,規(guī)避以后可能的成本浪費(fèi)。
3BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的造價(jià)管理
設(shè)計(jì)不僅關(guān)系項(xiàng)目的質(zhì)量與進(jìn)度,也基本決定了項(xiàng)目的造價(jià)。目前的設(shè)計(jì)還是通常使用二維設(shè)計(jì)方式,不同專(zhuān)業(yè)之間的相互協(xié)調(diào)就成了一個(gè)難點(diǎn),到了施工階段這一弊端就體現(xiàn)出來(lái)了。為了協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè),出現(xiàn)停工,工期延誤,成本也相應(yīng)增加。當(dāng)將BIM技術(shù)引入設(shè)計(jì)當(dāng)中時(shí),對(duì)投資決策階段的模型進(jìn)行修改與完善,再對(duì)創(chuàng)建的模型進(jìn)行碰撞檢測(cè),能夠提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)突出問(wèn)題,減少設(shè)計(jì)變更,各專(zhuān)業(yè)相互溝通,減少超預(yù)算的可能,為施工圖預(yù)算做鋪墊。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)預(yù)算和限額設(shè)計(jì)。BIM模型中包含了項(xiàng)目的造價(jià)信息,當(dāng)用于設(shè)計(jì)預(yù)算時(shí),算量過(guò)程可以大幅減少預(yù)算員的勞動(dòng)量,而且計(jì)算更加準(zhǔn)確高效。獲得工程量之后,進(jìn)行精細(xì)化造價(jià)管理,把模型信息導(dǎo)入項(xiàng)目信息文件,生成預(yù)算書(shū),這一過(guò)程由軟件自動(dòng)生成,不會(huì)有人為的套價(jià)錯(cuò)誤或漏項(xiàng),得到的分部分項(xiàng)工程費(fèi)、措施項(xiàng)目費(fèi)等更為快速和詳細(xì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目成本的準(zhǔn)確模擬與核算。CAD圖紙繪制完成后,將圖紙的項(xiàng)目信息與BIM模型的相關(guān)歷史數(shù)據(jù)和指標(biāo)信息按時(shí)間維度相關(guān)聯(lián),以分部分項(xiàng)工程為單位得到相應(yīng)的造價(jià)信息,這便有助于在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)限額設(shè)計(jì),同時(shí)設(shè)計(jì)人員也應(yīng)當(dāng)在限額目標(biāo)下進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)。
4BIM技術(shù)在招投標(biāo)階段的造價(jià)管理
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行施工招投標(biāo)工作。BIM技術(shù)在招投標(biāo)階段的造價(jià)管理應(yīng)用主要分為招標(biāo)方的應(yīng)用和投標(biāo)方的應(yīng)用兩部分。BIM技術(shù)出現(xiàn)之前,在招投標(biāo)階段,人們往往只能通過(guò)圖紙計(jì)算工程量,由于時(shí)間受限和設(shè)計(jì)變更,常常漏算錯(cuò)算。利用BIM技術(shù)建立的三維模型包含了許多工程信息,可以為招投標(biāo)造價(jià)管理提供服務(wù)。投標(biāo)方可利用招標(biāo)方提供的BIM三維模型和工程量清單編制投標(biāo)文件,短時(shí)間內(nèi)得到工程量和對(duì)應(yīng)清單,更容易發(fā)現(xiàn)清單中存在的問(wèn)題,及時(shí)修正,還可以進(jìn)行工料分析,以提出合理單價(jià),制作出項(xiàng)目費(fèi)用清單和投標(biāo)文件,報(bào)價(jià)更科學(xué),提高中標(biāo)率。由于每個(gè)投標(biāo)人得到的工程量清單和BIM模型是一樣的,所以BIM技術(shù)增加了工程量清單的透明程度,減少了算量過(guò)程中的錯(cuò)誤,提高了招投標(biāo)過(guò)程的效率。招標(biāo)單位可以運(yùn)用BIM技術(shù)確定標(biāo)底和編制招標(biāo)文件。BIM模型包含了項(xiàng)目全部工程量信息,可以幫助招標(biāo)單位快速計(jì)算工程工作量,編制的標(biāo)底更加接近市場(chǎng)價(jià)格,評(píng)標(biāo)環(huán)節(jié)還能迅速篩選出報(bào)價(jià)最合理、工藝最先進(jìn)的施工企業(yè)。依據(jù)BIM技術(shù)可以快速計(jì)算項(xiàng)目各部分的工程量,編制招標(biāo)文件更加科學(xué)和高效,即使需要調(diào)整招標(biāo)文件,也方便快速查找問(wèn)題予以修改。BIM技術(shù)為招標(biāo)方和投標(biāo)方都帶來(lái)了極大便利。
5BIM技術(shù)在施工階段的造價(jià)管理
施工階段的造價(jià)管理主要是及時(shí)發(fā)現(xiàn)核算工程量和實(shí)際工程量之間的差異,盡早作出調(diào)整。BIM技術(shù)能將建筑信息模型與時(shí)間維度結(jié)合起來(lái),建立5D模型及時(shí)追蹤和掌握工地材料、機(jī)械及人工消耗及儲(chǔ)備情況,在模型中錄入人材機(jī)和設(shè)計(jì)變更等與造價(jià)相關(guān)的數(shù)據(jù),同時(shí)對(duì)其做到實(shí)時(shí)維護(hù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工成本的全過(guò)程和全方位控制,還能夠在模擬情境下預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,這樣有利于提前調(diào)整方案,優(yōu)化模型,減少現(xiàn)場(chǎng)變更的發(fā)生。項(xiàng)目施工階段,原材料和人工費(fèi)等變化是經(jīng)常的,而使用BIM技術(shù)可以解決價(jià)格數(shù)據(jù)分散、工程量拆分和匯總麻煩的問(wèn)題。BIM模型可以同時(shí)顯示構(gòu)件與其造價(jià)信息,方便查詢(xún)。在處理施工當(dāng)中的變更與索賠時(shí),BIM技術(shù)可以十分清楚地表達(dá)各項(xiàng)工作任務(wù),減少了糾紛的出現(xiàn)。BIM技術(shù)還可以用于工程變更和索賠下的工程模擬,測(cè)算結(jié)算費(fèi)用。當(dāng)然,BIM技術(shù)可以進(jìn)行虛擬碰撞檢查,提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題,減少工程變更次數(shù)。BIM技術(shù)還可以通過(guò)將模型與實(shí)際情況的比較來(lái)分析簽證是否合理,用于簽證管理。撥付工程進(jìn)度款是一項(xiàng)較為復(fù)雜而麻煩的工作,需要多個(gè)部門(mén)和人員參與其中,傳統(tǒng)方式下做不到各部門(mén)造價(jià)數(shù)據(jù)信息的第一時(shí)間共通共享,這是不利于結(jié)算工作的開(kāi)展。利用BIM技術(shù)建立的5D模型包含了造價(jià)與時(shí)間等參數(shù)信息,能夠方便地獲得各階段的造價(jià)信息,這不僅提高了結(jié)算工作的效率和準(zhǔn)確性,而且優(yōu)化了造價(jià)管理和工作流程,減少了人力和時(shí)間的消耗。
6BIM技術(shù)在竣工階段的造價(jià)管理
BIM技術(shù)在竣工階段的造價(jià)管理應(yīng)用主要有三個(gè)方面。首先,BIM技術(shù)可以用于審核結(jié)算資料,BIM5D模型存儲(chǔ)了與工程有關(guān)的各類(lèi)信息,竣工結(jié)算階段各方可以直接調(diào)取合同、造價(jià)、變更等數(shù)據(jù)信息。其次,可用于審核結(jié)算工程量,設(shè)計(jì)變更可直接在BIM模型中修改,由此導(dǎo)致的工程量變化也會(huì)自動(dòng)調(diào)整。最后,可用于審核竣工結(jié)算費(fèi)用,BIM軟件可以從網(wǎng)絡(luò)獲取稅率及人工費(fèi)用調(diào)整系數(shù)等信息,還可提取費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn),保證結(jié)算的準(zhǔn)確度。
【關(guān)鍵詞】建筑信息模型;知識(shí)共享;建設(shè)項(xiàng)目
建設(shè)項(xiàng)目是為完成依法立項(xiàng)的新建、改建、擴(kuò)建的各類(lèi)工程(而進(jìn)行的、有起止日期的、達(dá)到規(guī)定要求的一組相互關(guān)聯(lián)的受控活動(dòng)組成的特定過(guò)程,包括策劃、勘察、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、試運(yùn)行、竣工驗(yàn)收和移交等。建設(shè)項(xiàng)目涉及眾多參與者的復(fù)雜工作,具有交付成果單件性、建設(shè)周期長(zhǎng)、過(guò)程量大、涉及面廣等特點(diǎn)。建設(shè)工程項(xiàng)目的復(fù)雜性決定了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)任何成員都不可能具備完成項(xiàng)目所需的全部知識(shí)組合,而且因?yàn)轫?xiàng)目的子任務(wù)之間具有或強(qiáng)或弱的相關(guān)性,每一項(xiàng)任務(wù)在完成的過(guò)程中,不可避免的要考慮其他任務(wù)的相關(guān)情況,所以每一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員在完成任務(wù)的過(guò)程中勢(shì)必會(huì)向其他團(tuán)隊(duì)成員尋求知識(shí)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上的幫助,同時(shí)向其他團(tuán)隊(duì)成員提供自己的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)來(lái)幫助其他團(tuán)隊(duì)成員解決其完成任務(wù)過(guò)程中所遇到的各種問(wèn)題。因此,如何協(xié)調(diào)眾多參與成員之間的關(guān)系,進(jìn)行有效的知識(shí)管理已經(jīng)成為建設(shè)項(xiàng)目項(xiàng)目管理的關(guān)鍵因素。
一、在建設(shè)項(xiàng)目中使用BIM的必要性
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法,這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境,可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn),消滅建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中的不確定性和不可預(yù)見(jiàn)性。
BIM作為一個(gè)三維的工程項(xiàng)目幾何、物理、性能、空間關(guān)系、專(zhuān)業(yè)規(guī)則等一系列信息的集成數(shù)據(jù)庫(kù),可以協(xié)助項(xiàng)目參與方從項(xiàng)目概念階段開(kāi)始就在BIM模型支持下進(jìn)行項(xiàng)目的各類(lèi)造型、分析、模擬工作,提高決策的科學(xué)性。首先,這樣的BIM模型必須在主要參與方(業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、供應(yīng)商等)一起參與的情況下才能建立起來(lái),而傳統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)施模式由于設(shè)計(jì)、施工等參與方的分階段介入很難實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),其結(jié)果就是設(shè)計(jì)階段的BIM模型僅僅包括了設(shè)計(jì)方的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),很多施工問(wèn)題還得留到工地現(xiàn)場(chǎng)才能解決;其次,各個(gè)參與方對(duì)BIM模型的使用廣度和深度必須有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)則才能避免錯(cuò)誤使用和重復(fù)勞動(dòng)等問(wèn)題。BIM的應(yīng)用,可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成,從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng),直至建筑生命周期的終結(jié),各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、建筑運(yùn)營(yíng)部門(mén)和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作,有效提高知識(shí)共享的效率,進(jìn)而增加建設(shè)項(xiàng)目各參與方的效益。
二、基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目知識(shí)共享平臺(tái)
BIM強(qiáng)調(diào)建設(shè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不同專(zhuān)業(yè)和不同參與方之間的信息共享和協(xié)同工作。傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目管理中各專(zhuān)業(yè)之間工作相互獨(dú)立、交叉少,各參與方之間的交流互動(dòng)不充分,不能適應(yīng)BIM技術(shù)下對(duì)項(xiàng)目組織和管理的要求?;贐IM技術(shù)的工程項(xiàng)目信息管理模式,將工程項(xiàng)目管理全生命周期的過(guò)程、專(zhuān)業(yè)、關(guān)鍵指標(biāo)、組織、項(xiàng)目等信息進(jìn)行整合和集成,并促使工程項(xiàng)目系統(tǒng)內(nèi)部的資源實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)一致,以形成項(xiàng)目知識(shí)共享平臺(tái),見(jiàn)圖1。
基于BIM的知識(shí)共享平臺(tái)不僅將傳統(tǒng)信息管理模式下存在圖紙化設(shè)計(jì)的“專(zhuān)業(yè)碰撞”導(dǎo)致施工難度增加的弊端破除,更為重要的是,將各個(gè)集成階段的資源和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效鏈接,通過(guò)智能化和參數(shù)化的手段將本來(lái)極為復(fù)雜的項(xiàng)目信息以數(shù)字化的方式表現(xiàn)出來(lái)。而在關(guān)鍵指標(biāo)集成中,也有效地解決了傳統(tǒng)信息管理模式中存在的工程量計(jì)算不得法導(dǎo)致工程造價(jià)“失準(zhǔn)”的問(wèn)題,通過(guò)三維或者四維的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)工程實(shí)體的模式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的精確性計(jì)算。此外,在項(xiàng)目信息管理全生命周期中,通過(guò)BIM知識(shí)共享平臺(tái),能實(shí)現(xiàn)對(duì)與項(xiàng)目有關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行共享、更新和管理,實(shí)現(xiàn)信息的一致性。
在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目知識(shí)管理過(guò)程中,由于缺少功能強(qiáng)大的知識(shí)共享交流平臺(tái),導(dǎo)致在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)各自為政的不良局面,為建設(shè)工程項(xiàng)目帶來(lái)諸多隱患。而基于BIM的上海中心大廈項(xiàng)目知識(shí)共享平臺(tái)能有效地將工程項(xiàng)目管理全生命周期的每一個(gè)過(guò)程、每一個(gè)專(zhuān)業(yè)、每一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)、每一個(gè)組織、每一個(gè)項(xiàng)目等知識(shí)和信息進(jìn)行整合和集成,使項(xiàng)目虛擬團(tuán)隊(duì)中的各個(gè)“成員”不再是彼此“隔絕”的關(guān)系,每一個(gè)成員都可以在基于BIM的知識(shí)共享平臺(tái)順利地實(shí)現(xiàn)知識(shí)交互性的共享,以滿(mǎn)足各成員對(duì)知識(shí)的需求。
三、BIM在項(xiàng)目建設(shè)各階段知識(shí)共享中的作用
BIM作為一個(gè)知識(shí)共享平臺(tái)能夠收集、整理、組織、傳遞知識(shí)和信息。在招投標(biāo)階段,主要是項(xiàng)目的策劃,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的組建;在設(shè)計(jì)階段,更多的在于復(fù)雜體系的設(shè)計(jì)、機(jī)電管線(xiàn)綜合、各專(zhuān)業(yè)碰撞檢測(cè)方面;在采購(gòu)階段,主要是材料統(tǒng)計(jì)、工程量計(jì)算,采購(gòu)的招投標(biāo)管理;在施工階段,主要是施工方案的探討、4D施工模擬、施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控;竣工驗(yàn)收階段主要是設(shè)備信息管理、維護(hù)保養(yǎng)管理、空間使用變更等。
(1)招投標(biāo)階段
在建設(shè)工程項(xiàng)目中,招投標(biāo)作為第一階段,也是最重要的一個(gè)階段。研究結(jié)果表明,科學(xué)、合理的項(xiàng)目招投標(biāo)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的成本管理、工期控制及質(zhì)量品質(zhì)有著決定性的影響,是項(xiàng)目建設(shè)成功的重要前提。
在招投標(biāo)階段,BIM可以動(dòng)態(tài)修改的特性對(duì)于招標(biāo)方隨時(shí)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)測(cè)算,提高工程量計(jì)算與項(xiàng)目成本估算的準(zhǔn)確性都是有很大幫助的,有利于招標(biāo)方控制造價(jià),順利進(jìn)行招標(biāo)工作,選擇合適的中標(biāo)單位。BIM有利于總承包商對(duì)不同分項(xiàng)工程提供的模型進(jìn)行相互之間的檢查,以確保模型的準(zhǔn)確性和模型與各自深化設(shè)計(jì)之間的一致性,從而在正式實(shí)施前把問(wèn)題減到最少。
(2)設(shè)計(jì)階段
在設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)師通過(guò)BIM知識(shí)共享平臺(tái),在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使用算法語(yǔ)言與變量參數(shù),通過(guò)對(duì)規(guī)則的設(shè)定與判斷來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。利用BIM模型及相關(guān)軟件的擴(kuò)展功能,對(duì)建筑物的冷熱負(fù)荷、日照效果、能源消耗、室內(nèi)采光等物理環(huán)境性能進(jìn)行分析與評(píng)估,方便快捷地得到直觀、準(zhǔn)確的建筑能量性能反饋信息。根據(jù)得到的分析結(jié)果,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步調(diào)整與完善,做出更加有利于建筑可持續(xù)性的選擇,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性設(shè)計(jì),進(jìn)而提高建筑物的整體性能。
另外在虛擬的三維環(huán)境下,項(xiàng)目各參與方可以直觀地了解設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)意圖,從而使項(xiàng)目各參與方對(duì)項(xiàng)目理解達(dá)成統(tǒng)一,提高溝通效率。并且通過(guò)軟件自動(dòng)檢測(cè)出各專(zhuān)業(yè)模型構(gòu)件之間存在的碰撞沖突點(diǎn)的方位和數(shù)量,對(duì)這些碰撞點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整與優(yōu)化,可及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中可能遇到的碰撞沖突,顯著減少由此產(chǎn)生的設(shè)計(jì)變更,大大提高綜合設(shè)計(jì)能力和工作效率,降低由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長(zhǎng)和工期延誤。
(3)采購(gòu)階段
借助BIM項(xiàng)目知識(shí)共享平臺(tái)和常用的項(xiàng)目管理工具,項(xiàng)目參與各方能夠根據(jù)自身的需求編制招標(biāo)采購(gòu)計(jì)劃和相關(guān)的合同,并進(jìn)行有效的成本控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。當(dāng)設(shè)計(jì)方案變更時(shí),BIM項(xiàng)目知識(shí)共享平臺(tái)能夠及時(shí)提供設(shè)計(jì)方案及變更信息,采購(gòu)方根據(jù)此制訂修改采購(gòu)計(jì)劃。
(4)施工階段
在施工階段,通過(guò)BIM對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)模擬、深化施工圖設(shè)計(jì)、4D施工模擬、大型機(jī)械運(yùn)行空間模擬等方面的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的有效監(jiān)控和管理。例如針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)空間相對(duì)緊張的情況,可通過(guò)BIM模型比對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng),從而快速尋找可以利用的空地,并且查詢(xún)可利用空地的幾何尺寸,方便場(chǎng)地的使用規(guī)劃,同時(shí)也可以直接通過(guò)實(shí)時(shí)更新的模型來(lái)了解工程實(shí)際的施工情況。另外基于與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相一致的BIM模型,結(jié)合預(yù)設(shè)的施工計(jì)劃進(jìn)行4D模擬,來(lái)依次表現(xiàn)混凝土施工、鋼結(jié)構(gòu)吊裝、鋼平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)行和大型塔吊爬升等多工種交叉作業(yè)的工況,從中可以直觀地看到各工序之間存在的沖突。針對(duì)這些問(wèn)題,及時(shí)找尋解決方案,從而避免在實(shí)際操作中不必要的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失。
(5)竣工驗(yàn)收階段
在竣工驗(yàn)收階段,BIM能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機(jī)整臺(tái)起來(lái),結(jié)合運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢(shì),臺(tái)理制訂維護(hù)計(jì)劃,分配專(zhuān)人專(zhuān)項(xiàng)維護(hù)工作.以降低建筑物在使用過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對(duì)一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護(hù)工作的歷史記錄,以便對(duì)設(shè)備的適用狀態(tài)提前做出判斷。
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關(guān)鍵詞:測(cè)繪技術(shù);數(shù)字化;城市規(guī)劃;建設(shè)過(guò)程中;重要意義
中圖分類(lèi)號(hào): TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,推動(dòng)對(duì)能源、城市規(guī)劃方面的需要。城市規(guī)劃與建設(shè)是一門(mén)非常高深的學(xué)問(wèn),這需要把握其前期的測(cè)繪工作,它已經(jīng)成為居民日常生活與工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一種助推力,對(duì)于其利用應(yīng)當(dāng)從細(xì)微做起,保證其安全運(yùn)行、穩(wěn)定持續(xù)的為城市居民生活與商業(yè)利用。測(cè)繪技術(shù)在城市規(guī)劃與建設(shè)中的利用,已經(jīng)成為我們?nèi)粘I钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。在城市?guī)劃與建設(shè)系統(tǒng)中,測(cè)繪占據(jù)著非常重要的作用,它在城市規(guī)劃與建設(shè)過(guò)程中,發(fā)揮著非常重大的作用。對(duì)此,在實(shí)際行動(dòng)中,應(yīng)當(dāng)充分掌握其測(cè)繪技術(shù),為城市規(guī)劃與建設(shè)貢獻(xiàn)出自己的一份力。
1.城市規(guī)劃與建設(shè)中測(cè)繪技術(shù)
隨著這幾年的科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,我國(guó)在城市規(guī)劃與建設(shè)中測(cè)繪技術(shù)也正在發(fā)生重大革命,尤其是GPS技術(shù)引進(jìn)測(cè)繪系統(tǒng)中,它逐漸成為城市規(guī)劃與建設(shè)的首選,目前,用GPS的靜態(tài)或者其快速的靜態(tài)方法,在相關(guān)控制系統(tǒng)下,是能夠依據(jù)相關(guān)參數(shù)逐漸涉及到或者處理總體性的物理測(cè)量,可以精確地測(cè)量平面、立體性的地形,這就為城市規(guī)劃與建設(shè)提供了一些比較精準(zhǔn)有效地?cái)?shù)據(jù),同時(shí)這也是一個(gè)非常成熟的技術(shù),可以為城市規(guī)劃與建設(shè)提供一個(gè)安全穩(wěn)定可持續(xù)的技術(shù)支持。特別在RTK定位技術(shù)應(yīng)用后,它就能夠利用其優(yōu)點(diǎn),將先前的測(cè)繪技術(shù)發(fā)展成更為成熟,只有這樣才能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃與建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)。
RTK定位技術(shù)優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn):一是攜帶方便,GPS技術(shù)是在衛(wèi)星系統(tǒng)全方位支持下,可以不受地形地貌、時(shí)間上的影響,就能夠好巫阻擋的測(cè)量各種物理水文環(huán)境,這對(duì)于城市復(fù)雜的地理環(huán)境而言,具有非常重要的意義,而且具有攜帶方便,操作簡(jiǎn)便,而且誤差小等方面的優(yōu)勢(shì),對(duì)此,這將是公路測(cè)量技術(shù)發(fā)展方向。二是工作效率非常高,在城市規(guī)劃中,應(yīng)用RTK定位技術(shù),一次就能夠比較準(zhǔn)確的測(cè)出4千米半徑的區(qū)域,這樣就能夠徹底地減少設(shè)置控制點(diǎn)和測(cè)量?jī)x器的次數(shù),并且只需一個(gè)人就能夠完美的完成,減少了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高作業(yè)的效率。三是定位更加精準(zhǔn),由于RTK定位技術(shù)對(duì)環(huán)境條件要求比較少,在一個(gè)4千米測(cè)量半徑的區(qū)域內(nèi),RTK定位技術(shù)就能夠得到非常高的平面與立體的精度,這是非常值得城市規(guī)劃與建設(shè)部門(mén)需要的。
2.測(cè)繪在城市規(guī)劃與建設(shè)中的作用
現(xiàn)今我國(guó)的城鎮(zhèn)化隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,正呈現(xiàn)一個(gè)高發(fā)上升增長(zhǎng)的趨勢(shì),城市建設(shè)正向著一個(gè)科學(xué)化、規(guī)范化、安全舒適化的方向發(fā)展,這也將是城市規(guī)劃發(fā)展的方向。城市規(guī)劃與建設(shè)中,涉及眾多方面的因素,例如道路建造、房屋建造,地下水道,交通設(shè)施等整體布局,都需要其結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,只要這樣才能夠比較好的把握這一城市規(guī)劃與建設(shè)的工程施工數(shù)量與質(zhì)量,同是測(cè)繪工作人員還需要時(shí)刻對(duì)其工程進(jìn)行監(jiān)控、檢測(cè)與修正等。對(duì)此,城市測(cè)繪在城市規(guī)劃與建設(shè)中起著非常重要的作用。
2.1城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)字城市
城市規(guī)劃與建設(shè)測(cè)繪的基礎(chǔ)就是城市空間的信息化,這是信息化發(fā)展的必然趨勢(shì),只有這樣才能夠?yàn)槌鞘幸?guī)劃與建設(shè)提供一個(gè)完全有意義的數(shù)字資料。在這一城市空間信息上,需要綜合考慮城市規(guī)劃與建設(shè)、電信通訊設(shè)施、消防預(yù)測(cè)、市政建設(shè)等方面的因素。如果沒(méi)有一個(gè)完善的城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,就不能夠?qū)嵤┯行У臄?shù)字城市化的建設(shè),只有加快這一步伐,才能夠徹底性為城市規(guī)劃與建設(shè)提供一個(gè)有效的途徑。由于城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施是城市各部門(mén)實(shí)施辦公的基礎(chǔ),只有在此基礎(chǔ)上之上,就能夠獲得有效的發(fā)展。
2.2城市測(cè)繪與城市規(guī)劃與建設(shè)
城市測(cè)繪需要諸多技術(shù)因素,城市規(guī)劃與建設(shè)需要考慮眾多因素,最主要的是對(duì)城市空間基本信息的掌握,最典型的一種表現(xiàn)形式就是我們常說(shuō)的地圖,而在一個(gè)城市測(cè)繪過(guò)程中,是需要充分考慮以上因素,并且合理運(yùn)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段,例如智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等方面的技術(shù),可以有效的對(duì)城市基本水文地理信息進(jìn)行獲取,并對(duì)這些信息實(shí)施加工、更新,進(jìn)而在城市規(guī)劃與建設(shè)部門(mén)的統(tǒng)籌規(guī)劃下,提取所需要的信息??梢灶A(yù)見(jiàn),在將來(lái)城市規(guī)劃與建設(shè)過(guò)程中,城市測(cè)繪必將是城市建設(shè)中一個(gè)不可缺少的一環(huán)。
現(xiàn)在城市建設(shè)中,變得越來(lái)越重視城市測(cè)繪技術(shù)的成熟性、穩(wěn)定性與高效性,這是由于一種成熟有效的測(cè)繪技術(shù)需要長(zhǎng)時(shí)間、高成本的投入,就如RTK定位技術(shù),不僅國(guó)家對(duì)其有著巨大的投入,而且發(fā)展到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也離不開(kāi)他們。只有切實(shí)的裝備現(xiàn)代的RTK定位技術(shù),加大對(duì)其設(shè)備利用,同時(shí)將其技術(shù)操作的具體步驟簡(jiǎn)化,這樣有助于操作人員的利用。這樣在城市測(cè)繪中,應(yīng)當(dāng)以最有效的測(cè)繪技術(shù),這對(duì)城市規(guī)劃與建設(shè)也悠著重要意義,只有這樣才能夠?qū)p失降到最低,提高經(jīng)濟(jì)效益。由于城市規(guī)劃與建設(shè)涉及眾多利益,對(duì)此在測(cè)繪過(guò)程中,各部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)合作,這樣才能夠切實(shí)促進(jìn)城市健康建設(shè),并且能夠挽救眾多的財(cái)產(chǎn)。
2.3測(cè)繪在城市規(guī)劃與建設(shè)中的發(fā)展方向
RTK定位測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用,極大地推動(dòng)了城市城市規(guī)劃與建設(shè)的進(jìn)程,拓展了城市測(cè)繪的應(yīng)用領(lǐng)域,加快了測(cè)繪科技創(chuàng)新的步伐,加速了城市測(cè)繪由傳統(tǒng)模式向城市地理信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化,為城市測(cè)繪發(fā)展提供了新的契機(jī)。面對(duì)新的契機(jī),城市測(cè)繪部門(mén)應(yīng)該緊緊把握現(xiàn)代測(cè)繪的發(fā)展方向,以城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)為重點(diǎn),促進(jìn)城市空間信息資源的高效開(kāi)發(fā),應(yīng)用與共享,將城市測(cè)繪發(fā)展到一個(gè)新的境界。明確發(fā)展方向,制定有效措施。
城市規(guī)劃與建設(shè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施是建設(shè)城市規(guī)劃與建設(shè)的基礎(chǔ),而作為城市空間地理信息的生產(chǎn)者,城市測(cè)繪部門(mén)有著至關(guān)重要的作用。面對(duì)著數(shù)字城市建設(shè)的加速發(fā)展,城市測(cè)繪行業(yè)必須把握歷史機(jī)遇,努力實(shí)現(xiàn)新的跨越。我們要以城市基礎(chǔ)測(cè)繪納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展計(jì)劃為契機(jī),積極發(fā)展勘測(cè)科技,加強(qiáng)勘測(cè)技術(shù)研究,全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字測(cè)繪,充分利用多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù),建設(shè)城市基礎(chǔ)空間信息系統(tǒng),更好地為城市規(guī)劃與國(guó)土資源管理服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì);數(shù)字化教學(xué);腦的延長(zhǎng)
1數(shù)字化教學(xué)課程體系
傳統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)全國(guó)大多數(shù)院?;旧鲜怯?jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的教學(xué),而且教學(xué)內(nèi)容也局限于繪圖命令的教學(xué),因而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)往往被認(rèn)為僅僅計(jì)算機(jī)輔助繪圖,只是一種可以提高工作效率的繪圖工具,也就是人們通常所說(shuō)的“手的延長(zhǎng)”。在教學(xué)改革上,我們的目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)幫助設(shè)計(jì)者提高設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性,真正地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAided Design, CAD),也就是所說(shuō)的“腦的延長(zhǎng)”。
根據(jù)全國(guó)高校建筑學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的《促進(jìn)建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)發(fā)展綱要》,建筑數(shù)字技術(shù)課程改革的思路從三個(gè)方面考慮:改革教學(xué)重點(diǎn),以講授設(shè)計(jì)構(gòu)思方面的軟件為主;增加教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)建筑數(shù)字技術(shù)發(fā)展概貌的介紹;改革教學(xué)方式,逐步將建筑數(shù)字技術(shù)課程與建筑設(shè)計(jì)教學(xué)結(jié)合起來(lái)[3]。結(jié)合專(zhuān)指委的精神和學(xué)院的教學(xué)改革情況,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程,以達(dá)到“腦的延長(zhǎng)”作為教學(xué)改革目標(biāo),制定出如下數(shù)字化課程體系。
2數(shù)字化課程教學(xué)大綱與內(nèi)容
傳統(tǒng)的數(shù)字教學(xué)主要是以講授命令為主,現(xiàn)在的教學(xué)主要是以講授建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思為主,基于此我們對(duì)各門(mén)課程的教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容的制定進(jìn)行了改革和調(diào)整??紤]在總學(xué)時(shí)總學(xué)分不變的前提下,如何盡可能詳盡地講授各個(gè)數(shù)字化軟件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也是一個(gè)難點(diǎn),為此我們主要集中講授每個(gè)軟件的基礎(chǔ)知識(shí)、建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)需要用到的常用命令及它們的綜合應(yīng)用。
(1)數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)概論
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:建筑學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的入門(mén)性指導(dǎo)課程;深入淺出地介紹建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)的有關(guān)概念和相關(guān)知識(shí)、相關(guān)軟件、相關(guān)技術(shù)和相關(guān)方法;
教學(xué)內(nèi)容:數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)軟件;建筑性能分析;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;建筑設(shè)計(jì)信息集成;協(xié)同設(shè)計(jì);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)智能化;建筑形式的數(shù)字化生成;計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介;
教學(xué)方法:以實(shí)例(動(dòng)畫(huà)、圖像、視頻等)的方式來(lái)講解數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的方方面面,并以專(zhuān)題的方式進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生深入了解數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
考核方法:期中作業(yè)論文+期末筆試。
表1數(shù)字化課程體系課程一覽表
注:某大學(xué)執(zhí)行三學(xué)期制(兩長(zhǎng)一短),第三學(xué)期為短學(xué)期,共5周。
(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 28學(xué)時(shí)(2學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹AutoCAD繪圖軟件,掌握基本的繪圖命令,能綜合使用各種命令,完成建筑設(shè)計(jì)的平面、立面、剖面圖的繪制及建筑的三維建模。
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)要求,把整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為四個(gè)階段:計(jì)算機(jī)輔助繪圖基本命令、建筑平面的繪制、建筑立面的繪制、建筑三維模型的繪制;同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中把必須掌握的命令在教學(xué)過(guò)程中分步介紹,具體如下:
表2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)安排
考核方法:在規(guī)定的時(shí)間(2小時(shí))內(nèi)完成一份平面圖的制作;
(3)建筑數(shù)字化表現(xiàn)
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹3Dmax/Photoshop兩款軟件在建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方面的基本應(yīng)用:三維建模、三維渲染及效果圖后期處理。
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的效果圖表現(xiàn)要求,結(jié)合AutoCAD的三維建模,教學(xué)內(nèi)容局限于建筑表現(xiàn)所需的命令與方法,具體內(nèi)容安排如下:
表3建筑數(shù)字化表現(xiàn)教學(xué)安排
考核方法:獨(dú)立完成兩份作業(yè):平面彩圖制作、建筑效果圖制作。
(4)草圖大師
學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)
教學(xué)大綱:了解SketchUp軟件的基本使用,能獨(dú)立地使用它完成建筑設(shè)計(jì)的方案構(gòu)思,并生成相應(yīng)的效果圖和漫游動(dòng)畫(huà)。
教學(xué)方法:學(xué)生自學(xué),老師提供各種學(xué)習(xí)資料和相關(guān)的案例,并結(jié)合建筑設(shè)計(jì)課進(jìn)行輔導(dǎo)
(5)建筑信息模型
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 32學(xué)時(shí)(2學(xué)分)
教學(xué)大綱:詳細(xì)介紹Revit的發(fā)展、特點(diǎn)、功能與使用,包括建筑設(shè)計(jì)信息技術(shù)發(fā)展概述、建筑信息模型與Revit概述、基于構(gòu)件的建筑設(shè)計(jì)、自定義簇類(lèi)型、視圖與渲染、明細(xì)表等應(yīng)用;基于BIM的建筑節(jié)能分析(IES);
教學(xué)內(nèi)容:結(jié)合當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽或建筑設(shè)計(jì)作業(yè),講授Revit軟件的使用,讓學(xué)生直接使用軟件來(lái)完成競(jìng)賽或作業(yè),同時(shí)介紹Revit信息模型在建筑性能分析軟件( IES/Ecotect)的應(yīng)用。分六部分來(lái)講述:基礎(chǔ)知識(shí);基于建筑構(gòu)件的各種建模命令的使用和技巧;基于視圖處理的各類(lèi)平、立、剖、三維、詳圖等應(yīng)用;基于建筑表現(xiàn)的的燈光、渲染、漫游等應(yīng)用;基于體量、組、局部設(shè)計(jì)、多方案探討、工程階段、大項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)等高級(jí)應(yīng)用;建筑信息模型的性能分析。
教學(xué)方法:以實(shí)例來(lái)教學(xué);
考核方法:獨(dú)立完成建筑設(shè)計(jì)作業(yè)或建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作業(yè)。
(6)建筑技術(shù)分析
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:以Ecotect或IES軟件為軟件平臺(tái),介紹計(jì)算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)在建筑性能分析中的應(yīng)用,主要包括建筑聲環(huán)境分析、建筑光環(huán)境分析、建筑熱環(huán)境與能耗分析、建筑日照分析、建筑風(fēng)環(huán)境分析等。
教學(xué)方法:以實(shí)例(建筑學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè))為例進(jìn)行教學(xué);
考核方法:能獨(dú)立完成一幢公建的各項(xiàng)建筑性能分析,并以此依據(jù)改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案。
(7)虛擬建筑
學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)
教學(xué)大綱:介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本原理與應(yīng)用;以Quest3D軟件為平臺(tái),介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;
教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:介紹Quest3D軟件的基礎(chǔ)知識(shí)和基本命令;結(jié)合建筑設(shè)計(jì)方案,建立三維模型,通過(guò)烘焙導(dǎo)入Quest3D;通過(guò)通道組為虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景編輯環(huán)境、導(dǎo)游線(xiàn)路、菜單制作等,最后完成虛擬展示系統(tǒng)的。
考核方法:獨(dú)立完成一份虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)的制作。
(8)多媒體制作
學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)
教學(xué)大綱:講授常用的多媒體制作軟件,如Flash、Authorware、Dreamweaver等設(shè)計(jì)軟件,對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行多媒體展示,圖、文、聲并茂,完美地表達(dá)建筑設(shè)計(jì)思想和建筑設(shè)計(jì)作品。
教學(xué)方法:選修全校公共課程;舉行專(zhuān)題講座,以實(shí)例介紹軟件的使用。
3數(shù)字化課程教學(xué)方法探討
數(shù)字化教學(xué)課程體系的建設(shè)目的明確,一方面是以建筑設(shè)計(jì)教學(xué)為主線(xiàn),另一方面是以實(shí)現(xiàn)“腦的延長(zhǎng)”為目標(biāo),因而在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中要始終圍繞這兩個(gè)方面展開(kāi),教學(xué)過(guò)程中采用“四結(jié)合”:命令講解與實(shí)例演示相結(jié)合、課堂作業(yè)與設(shè)計(jì)作業(yè)相結(jié)合、數(shù)字化課堂與專(zhuān)業(yè)課堂相結(jié)合、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合,通過(guò)實(shí)踐和總結(jié),有如下的教學(xué)指導(dǎo)思想。
(1)理論與實(shí)踐相結(jié)合
建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,建筑數(shù)字化技術(shù)課程也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,對(duì)數(shù)字化技術(shù)軟件的掌握程度關(guān)鍵看實(shí)踐,即在設(shè)計(jì)課中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的實(shí)踐。建筑數(shù)字化技術(shù)課程的教學(xué)效果最終通過(guò)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)課中體現(xiàn)出來(lái),否則,也就失去本課程存在的意義,其中最主要的實(shí)踐就是學(xué)生對(duì)建筑方案的構(gòu)思如何通過(guò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行表現(xiàn),并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)方案進(jìn)行推敲、評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),即“腦的延長(zhǎng)”。
(2)走近設(shè)計(jì)
在教學(xué)過(guò)程中“走近設(shè)計(jì)”,結(jié)合建筑學(xué)課程的教學(xué)實(shí)例及不同風(fēng)格、不同特點(diǎn)的建筑設(shè)計(jì)方案來(lái)講解軟件的具體綜合應(yīng)用。在CAD軟件教學(xué)時(shí),我們的教學(xué)實(shí)例盡可能就來(lái)自于學(xué)生學(xué)習(xí)或設(shè)計(jì)中的的建筑平面、立面、剖面,并結(jié)合學(xué)生手工繪制建筑平面的過(guò)程來(lái)講授相關(guān)的CAD命令,這樣學(xué)生能快速地掌握計(jì)算機(jī)輔助繪圖。在教學(xué)SketchUp時(shí),直接讓學(xué)生對(duì)他們?cè)诮ㄖn程作業(yè)的建筑設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行繪制學(xué)習(xí),同時(shí)把最后的成果在建筑數(shù)字化表現(xiàn)課程中作為案例來(lái)練習(xí),也可以作為建筑設(shè)計(jì)的課程作業(yè)來(lái)上交,達(dá)到雙贏的效果。
(3)課程之間即交叉又延續(xù)
我們的改革是基于建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程來(lái)展開(kāi)的,因此在教學(xué)上可以通過(guò)把某個(gè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的不同發(fā)展階段作為主線(xiàn),把所有的課程教學(xué)形成一個(gè)體系,課程之間既有交叉又有延續(xù)。建筑方案草圖階段通過(guò)SketchUp來(lái)繪制,成果可以在3Dmax中渲染使用,同時(shí)3Dmax成品既可以由PS加工成建筑效果圖,又可以導(dǎo)出為VRML文件作為虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)例。建筑方案構(gòu)思完后,根據(jù)草圖模型通過(guò)CAD軟件來(lái)繪制平立剖等圖形,并作為輔助線(xiàn)導(dǎo)入RevitBuilding信息模型軟件中建成BIM模型,最后可以通過(guò)BIM模型生成各類(lèi)施工圖,并進(jìn)行各種建筑性能分析。
4總結(jié)
建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)富有藝術(shù)創(chuàng)造性的綜合性應(yīng)用學(xué)科,建筑設(shè)計(jì)的作品豐富多彩,從而決定了建筑數(shù)字化技術(shù)教學(xué)也必須是靈活多變的.當(dāng)然目前的課程體系還有許多不足之處,如在建筑技術(shù)性能軟件方面,涉及不多,除目前軟件的選擇不多外,作為數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)老師,在建筑技術(shù)方面的知識(shí)掌握也有一定的欠缺,有待提高。本文通過(guò)結(jié)合學(xué)院的教學(xué)條件、師資情況,我們提出的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)課程體系只是一個(gè)嘗試,希望在未來(lái)實(shí)踐中不斷地完善和提高。
參考文獻(xiàn)
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