BIM技術如何與協(xié)同設計“協(xié)同”

盡管最能激發(fā)想象力的復雜曲面被認為是一種“高技術”和“后現(xiàn)代”的設計手法，實際上甚至遠在計算機沒有出現(xiàn)，數(shù)學也很初級的古代，人類就開始了對于曲面美的探索，并用于一些著名建筑之中。因此，擁有了現(xiàn)代技術的設計師們，自然更加渴望駕馭復雜多變，更富美感的自由曲面。然而，令2D設計技術汗顏的是，它甚至連這類建筑最基本的幾何形態(tài)也無法表達。在這種情況下，3D設計應運而生了。3D設計能夠精確表達建筑的幾何特征，相對于2D繪圖，3D設計不存在幾何表達障礙，對任意復雜的建筑造型均能準確表現(xiàn)。在評選出的“北京當代十大建筑”中，首都機場3號航站樓、國家大劇院、國家游泳中心等著名建筑名列前茅，這些建筑的共同特點是無法完全由2D圖形進行表達，這也預示著3D將成為高端設計領域的必由之路。盡管3D是BIM設計的基礎，但不是其全部。通過進一步將非幾何信息集成到3D構件中，如材料特征、物理特征、力學參數(shù)、設計屬性、價格參數(shù)、廠商信息等，使得建筑構件成為智能實體，3D模型升級為BIM模型。BIM模型可以通過圖形運算并考慮專業(yè)出圖規(guī)則自動獲得2D圖紙，并可以提取出其它的文檔，如工程量統(tǒng)計表等，還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結構分析、照明分析、聲學分析、客流物流分析等諸多方面。由美國Gensler設計的預計2014年完工的632m高的上海中心，采用了BIM技術，其特點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構方案選擇的協(xié)調(diào)統(tǒng)一成為了設計的一大亮點。由于該結構高達632m，風荷載的影響是結構師要考慮的重要因素。因此在考慮建筑外部造型的同時，必須慎重優(yōu)化結構體征，降低風荷載的作用。據(jù)估算，風荷載每降低5%，造價將降低1200萬美元，Genslar利用BentleyGC參數(shù)化設計工具制作建筑表皮模型，保證功能及美觀的同時也將該模型用于結構風洞試驗及計算分析，最終優(yōu)化的結果是將風荷載降低了32%。這于2D設計模式來說是不可想象的。純粹的3D設計，其效率要比2D設計低得多。地標性建筑可以不計成本，不計效率，但大眾化的設計則不可取。可喜的是，為提高設計效率，主流BIM設計軟件如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技術的專業(yè)設計軟件，用于普通設計的效率達到甚至超過了相同建筑的2D設計。

 

　　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。

 

　　一是機制不協(xié)調(diào)。BIM應用不僅帶來技術風險，還影響到設計工作流程。因此，設計師應用BIM軟件不可避免地會在一段時間內(nèi)影響到個人及部門利益，并且一般情況下設計師無法獲得相關的利益補償。因此，在沒有切實的技術保障和配套管理機制的情況下，強制在單位或部門推廣BIM是不太現(xiàn)實的。另外，由于目前的設計成果仍是以2D圖紙表達的，BIM技術在2D圖紙成圖方面仍存在著一定程序的細節(jié)不到位、表達不規(guī)范的現(xiàn)象。因此，一方面應完善BIM軟件的2D圖檔功能，另一方面國家相關部門也應該結合技術進步，適當改變傳統(tǒng)的設計交付方式及制圖規(guī)范，甚至能做到以3DBIM模型作為設計成果載體。

 

　　二是任務風險。我國普遍存在著項目設計周期短、工期緊張的情況，BIM軟件在初期應用過程中，不可避免地會存在技術障礙，這有可能導致無法按期完成設計任務。