BIM這個(gè)詞大家一般習(xí)慣理解為「建筑信息模型」,網(wǎng)上還會(huì)找到各種吹上天的東西。但你真的理解BIM嗎?
BIM這個(gè)詞語是英文單詞Building Information Modeling的縮寫,這三個(gè)詞國內(nèi)一般的翻譯方法為「建筑信息模型」。
如果我們上網(wǎng)一查,一般還會(huì)看到,BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性幾大特點(diǎn)。
然而,我們知道這些后,還是對(duì)BIM是什么,該怎么用,該怎么學(xué)習(xí),沒有一個(gè)明確的概念。那么今天,我們就嘗試剝開BIM神秘的外衣,為大家講個(gè)清楚,這BIM到底是什么。
前面我們說到,國內(nèi)一般對(duì)于Building Information Modeling這三個(gè)英文單詞的翻譯呢,是「建筑信息模型」,其實(shí)這個(gè)翻譯是不太合適的。
在這個(gè)解釋下,我們會(huì)覺得BIM的重點(diǎn)就是「模型」,這也是為什么現(xiàn)在很多工程項(xiàng)目應(yīng)用BIM這種技術(shù)后,收效不明顯的原因——用戶花了不少錢,投入了大量的人力,最后就得到一個(gè)電腦中的模型,感覺看起來很直觀很炫,然而并沒有什么用。這肯定很不劃算的。
那么對(duì)更好的解釋應(yīng)該是什么呢?
對(duì)BIM技術(shù)更好的解釋應(yīng)該是:由完全充足的信息構(gòu)成的、用以支持生命周期管理的,并可由電腦程序直接解釋的,工程信息模型。換句話說,BIM就是由數(shù)字技術(shù)支撐的對(duì)建筑環(huán)境的生命周期管理。
這么說大家可能還是有點(diǎn)暈,我們來進(jìn)一步拆解BIM這三個(gè)字母。
B
首先,這第一個(gè)字母B,building,不應(yīng)該理解為狹義的「一棟建筑」,而應(yīng)該是整個(gè)建設(shè)領(lǐng)域。
這個(gè)領(lǐng)域包括一些常規(guī)建筑,以及城市規(guī)劃,交通工程,環(huán)境工程,節(jié)能工程,地下空間工程,歷史建筑保護(hù)工程,景觀工程,水務(wù)工程,農(nóng)業(yè)工程,給排水與工程,建筑智能化工程,風(fēng)景園林工程,道路橋梁與渡河工程等等。
所以BIM的B所涵蓋的,可以是建筑的某一具體部分,比如水暖電啊、土方工程啊等等,也可以是單體建筑,還可以是社區(qū),更可以是一個(gè)城市,甚至可以大到人與自然的關(guān)系。
通過這一點(diǎn)我們可以了解到,不僅是搞「建筑」會(huì)用到BIM技術(shù),搞設(shè)備的、搞材料的、搞園林的,只要你在工程領(lǐng)域中從事一份工作,BIM技術(shù)就會(huì)和你發(fā)生不同層面的關(guān)系。
M
BIM中間的字母「I」我們放到最后來說,我們先來看看第三個(gè)字母M,modeling?,F(xiàn)在國內(nèi)對(duì)這個(gè)詞的翻譯是「模型」,我們說這種理解是很不對(duì)的,因?yàn)閙odel這個(gè)詞才是模型,它是一個(gè)名詞,一個(gè)結(jié)果。
而modeling作為一個(gè)動(dòng)名詞,所表現(xiàn)的是一個(gè)過程,而不是一個(gè)結(jié)果。那么我們應(yīng)該把這個(gè)詞理解為「建?!梗蛘吒玫乩斫鉃椤改M」。
如果我們把M理解為「模型」,我們就把BIM技術(shù)與實(shí)際施工建設(shè)拆分開了,而實(shí)際上國內(nèi)有很多的工程項(xiàng)目恰恰就是這樣做的。
比如有的企業(yè)會(huì)單獨(dú)設(shè)立一個(gè)BIM小組,把所有關(guān)于BIM的工作安排給這個(gè)小組來做。
這樣的BIM小組主要工作有兩個(gè)。第一個(gè)工作是在建設(shè)開始的時(shí)候,根據(jù)二維平面圖紙「翻」出來一個(gè)三維的模型,其實(shí)不過是換了一種更炫的表達(dá)方式罷了。工程開工后,所有的建造工作還是會(huì)按照傳統(tǒng)的方式來實(shí)施,并不跟BIM產(chǎn)生關(guān)系。
等到工程項(xiàng)目結(jié)束了,BIM小組再根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,修改模型,交出一份竣工版的模型,交差完事。
在這種工作模式下,BIM就是我們剛才說到的「模型」,它僅僅是一個(gè)模型,把圖紙或者竣工的工程搬到電腦中,用三維的方式給人看。這樣的BIM,自然產(chǎn)生不了什么價(jià)值。這也是目前國內(nèi)第一批從事了BIM工作的人們經(jīng)常吐槽的地方,錢沒少花,夜也沒少熬,沒創(chuàng)造什么價(jià)值,覺得BIM沒有用。
而如果我們按照「模擬」來理解BIM中的M,那就不是這樣的工作方式了。我們知道一個(gè)工程項(xiàng)目是多方參與的動(dòng)態(tài)結(jié)果。
目前市場上用BIM技術(shù)應(yīng)用最多是在設(shè)計(jì)階段,用三維的模型來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平面圖紙,只有設(shè)計(jì)階段會(huì)應(yīng)用到BIM,參與方只有設(shè)計(jì),而一個(gè)工程作為一個(gè)產(chǎn)品,設(shè)計(jì)階段只是剛剛開始。
我們講BIM要參與工程的全生命周期。就是在開始動(dòng)工前,業(yè)主就召集設(shè)計(jì)方、施工方、材料供應(yīng)商、監(jiān)理方等各方面一起做出一個(gè)BIM模型,注意這里的參與者不僅僅是設(shè)計(jì)方。比如使用BIM技術(shù)的各方,就經(jīng)常忽略材料和設(shè)備供應(yīng)商在前期流程中起到的作用。
在這個(gè)階段,我們實(shí)際上是在工程真正開始之前,在電腦中把整個(gè)項(xiàng)目模擬建設(shè)一次。這時(shí)候這個(gè)模型其實(shí)是“擬完成作品的模型”,在計(jì)算機(jī)中,它已經(jīng)完成了。
在實(shí)際建造的過程中,參與人員會(huì)盡量根據(jù)這個(gè)模型去進(jìn)行建設(shè),而要想大家根據(jù)模型去建設(shè),最好的辦法就是在一開始的「模擬建設(shè)」中,各方就都能夠參與到「數(shù)字模型」的建立中來,共同發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。如果說在建模的時(shí)候有一方?jīng)]有參與,比如施工方,那這個(gè)數(shù)字化模型在實(shí)施的時(shí)候就會(huì)遇到和傳統(tǒng)方法中同樣的問題。
舉個(gè)大家都能聽懂的例子,比如我們蓋一個(gè)房子,門是0.9米寬,屋子里放著一個(gè)3米見方的大魚缸。如果僅僅是設(shè)計(jì)方把魚缸的模型花在這個(gè)房間里,那是沒有問題的,這個(gè)模型很容易就能在電腦中被畫出來。
但如果沒有施工方的參加,沒有過程的模擬,那到了實(shí)際施工的時(shí)候,就會(huì)發(fā)現(xiàn)門開好了,魚缸抬不進(jìn)來。那么就得把門重新拆掉,搬進(jìn)魚缸后再把門裝上,這一拆一裝,就是傳統(tǒng)施工中的浪費(fèi)。
大家看,即便是用了BIM技術(shù),我們只是把平面上建筑的完成狀況變成了三維的,但魚缸搬不進(jìn)來這個(gè)情況依然沒有得到好轉(zhuǎn)。只有當(dāng)數(shù)字模型進(jìn)行建設(shè)的過程中,實(shí)際進(jìn)行建造的各方參與進(jìn)來了,并且在建設(shè)的過程中,這個(gè)模型是動(dòng)態(tài)的、變化的,不斷地再問題出現(xiàn)之前預(yù)先解決的,這個(gè)模型才有了存在的價(jià)值。
再回到我們房子中的魚缸的例子,這里涉及到的是設(shè)計(jì)方、施工方還有設(shè)備生產(chǎn)商。這個(gè)問題可以這么來解決:要么就是在工序上,我們考慮到先把墻留上一個(gè)三米的孔洞,然后搬魚缸進(jìn)屋,再把孔洞封上做門,這個(gè)是可以的。
或者我們需要魚缸的生產(chǎn)商設(shè)計(jì)一個(gè)可以拆裝的魚缸,每一個(gè)部件的尺寸都能夠搬進(jìn)門,這也是可以的。
到了實(shí)際的項(xiàng)目中,我們面對(duì)的可不僅僅是一個(gè)門,和一個(gè)魚缸。我們遇到的會(huì)是各種千奇百怪的問題,有的是空間尺寸的問題,有的是施工工序的問題,有的是意外出現(xiàn)的物體擋住了一扇窗造成的采光不足的問題,有的是物料進(jìn)場時(shí)間安排不合理互相等待耽誤工期的問題,有的是裝好的東西必須拆下來重裝引起浪費(fèi)的問題,等等等等。
BIM,就是要在這些問題在現(xiàn)實(shí)中發(fā)生之前,大家在電腦模擬的模型中發(fā)現(xiàn)他們,提出方案,解決后再次模擬,持續(xù)的預(yù)先解決問題的過程。
所以這個(gè)M翻譯為模擬,它不僅僅是設(shè)計(jì)的階段和最終竣工階段的一個(gè)交差的工作,它應(yīng)該是貫穿在整個(gè)建造過程中的。
剛才我們也說到,一個(gè)工程項(xiàng)目可能遇到的問題,不僅僅是門和魚缸碰撞的問題,還會(huì)遇到形形色色其他的問題,那么我們就知道,光是把尺寸這個(gè)事兒解決了還是不夠的,這就要回到我們BIM中間這個(gè)字母I上來了,它才是BIM技術(shù)的靈魂。
I
最后我們看看這個(gè)字母I。I是information,也就是信息。這個(gè)信息分為幾何信息和非幾何信息兩種。我們先說說幾何信息。
剛才我們舉的例子中,門的尺寸和魚缸的尺寸,就是幾何信息。BIM模型的一大用處,就是用幾何信息來解決碰撞的問題。它可以檢查魚缸是不是和旁邊的桌子碰撞了?也就是說,模型中如果這兩個(gè)東西碰撞了,那再實(shí)際建造過程中,我們要么把魚缸挪開,要么把桌子挪開,一挪開可能又會(huì)碰撞到其他的東西,碰撞檢查就是用電腦自動(dòng)地計(jì)算各個(gè)物體在空間中是不是互相打著架了,來預(yù)先解決這樣的問題。
除了這個(gè)模型的尺寸大小信息之外,所有的信息都叫做非幾何信息。還是回到我們的例子,剛才說了兩種解決方案,第一種是先搬魚缸,在補(bǔ)孔洞開門,那這個(gè)先搬魚缸,再開門的順序,就是一個(gè)信息。第二種方案,是要求生產(chǎn)商生產(chǎn)出可以拆卸安裝的魚缸,那么這個(gè)魚缸該拆裝成幾份,按照怎樣的順序安裝?是購買方自己裝還是有人上門給安裝?上門安裝的時(shí)間、地點(diǎn)、聯(lián)系電話,也同樣是一個(gè)信息。
再比如預(yù)先開洞的這個(gè)墻,史什么樣的材質(zhì)?是不是能夠承受足夠的內(nèi)力,使建筑不至于倒塌?這是一個(gè)信息。安裝后的魚缸是不是需要螺栓來固定,螺栓的尺寸型號(hào)是什么?這還是信息。
這些信息,都是用幾何信息無法表達(dá)的,都是要被各方參與者為了提前發(fā)現(xiàn)問題和方便管理,放到BIM模型中去的。
當(dāng)然,我們這個(gè)例子只是為了讓大家都能理解的一個(gè)簡單例子,而一個(gè)項(xiàng)目中被成功運(yùn)用的非幾何信息的多少,往往決定了這個(gè)項(xiàng)目BIM技術(shù)運(yùn)用的深度。
我們來看看項(xiàng)目中都有哪些信息要被運(yùn)用。
項(xiàng)目概念階段:項(xiàng)目選址模擬分析、可視化展示等等。
勘察測繪階段:地形測繪與可視化模擬、地質(zhì)參數(shù)化分析與法案設(shè)計(jì)等等;
項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段:參數(shù)化設(shè)計(jì)、日照能耗分析、交通線規(guī)劃、管線優(yōu)化、結(jié)構(gòu)分析、風(fēng)向分析、環(huán)境分析等等;
招標(biāo)投標(biāo)階段:造價(jià)分析、綠色節(jié)能、方案展示、漫游模擬等等;
施工建設(shè)階段:施工模擬、方案優(yōu)化、施工安全、進(jìn)度控制、實(shí)時(shí)反饋、工程自動(dòng)化、供應(yīng)鏈管理、場地布局規(guī)劃、建筑垃圾處理等等;
項(xiàng)目運(yùn)營階段:智能建筑設(shè)施、大數(shù)據(jù)分析、物流管理、智慧城市、云平臺(tái)存儲(chǔ)等等;
項(xiàng)目維護(hù)階段:3D點(diǎn)云、維修檢測、清理修整、火災(zāi)逃生模擬等等;
項(xiàng)目更新階段:方案優(yōu)化、結(jié)構(gòu)分析、成品展示等等;
項(xiàng)目拆除階段:爆破模擬、廢棄物處理、環(huán)境綠化、廢棄運(yùn)輸處理等等。
這些信息,在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工方式中,也一直存在,它們一般是用文字或者表格的方式記錄在工程項(xiàng)目中的,很難整理,用的時(shí)候也很難對(duì)應(yīng)。
我們的BIM技術(shù),就是要把這些information,放到我們實(shí)時(shí)變化的模擬中去。
BIM技術(shù)在一種近年來流行的建筑項(xiàng)目交付模式-集成項(xiàng)目交付(IPD)中得到廣泛應(yīng)用。BIM把項(xiàng)目交付的所有環(huán)節(jié)即建筑設(shè)計(jì)、土木工程設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、建造、價(jià)格預(yù)估、日程安排及工程生命周期管理等所有的信息加以聯(lián)合和互相合作。簡單來說,就是BIM使得建筑業(yè)能夠像一般的工業(yè)產(chǎn)品那樣,實(shí)現(xiàn)信息化,高效率的進(jìn)行生產(chǎn)。
信息是死的,信息化是活的,只有信息化,才能真正體現(xiàn)BIM的價(jià)值。信息化,也就是利用計(jì)算機(jī)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等信息化技術(shù)及手段,來實(shí)現(xiàn)建設(shè)領(lǐng)域的智能化,這些手段所應(yīng)用的信息,是需要被整理和安排好的,才能夠被二次利用。
那么說到這兒,我們?cè)賮砘仡櫼幌翨IM的正確理解,B應(yīng)該被理解為廣義的建筑工程領(lǐng)域而不是單個(gè)的建筑,I應(yīng)該被理解為信息化,而不是簡單的信息,M應(yīng)該被理解為模擬,而不是模型。
所以對(duì)BIM這個(gè)詞更準(zhǔn)確的理解應(yīng)該是:建筑業(yè)信息化模擬。
那么市面上經(jīng)常宣傳的BIM就是建模,就是學(xué)習(xí)一款軟件,這種說法也就不攻自破了。
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