城市住宅对BIM技术发展的影响

2020-11-06 05:25:13 中国房地产业·上旬 2020年10期

马宇飞

【摘要】中国的BIM技术在国家和政府的推广下应用越来越广,各种应用方面的软件也越来越多,然而在BIM技术的发展却始终难以突破,城市住宅作为每个建筑人最熟悉、操作流程最规范一致,同时也最为常见的建筑,可以作为BIM设计的突破口,一旦成功,必然会加速BIM设计应用到整个建筑类行业的进程。

【关键词】BIM现状;住宅设计;应用

BIM(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立。从设计到施工各个阶段不断进行信息的完善和模型的更新,业主、总承包、分包对信息模型共享,整合建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,服务于项目的整个生命周期,是对工程项目整个建筑、场地、周边环境的数字化表达。以BIM技术应用为载体对项目进行管理,利用BIM技术强大的数据分析能力及整体还原性质,可以消除各种可能导致工期延长和造价增加的不合理设计,提高项目管理水平,提升项目经济效益。

1、国内BIM应用现状

根据中华人民共和国住房和城乡建设部统计,2019年第三季度,全国应用建筑信息模型(BIM)技术的工程项目一共有1540个,其中,北京应用最多,上海、重庆其次,其余省份基本忽略不计。而据不完全统计,第三季度经检查的项目就已达244573项,应用BIM技术的项目占不到0.63%。

BIM为什么经过大力推广,得到越来越多的关注还是发展如此缓慢,与20世纪90年代出现的CAD发展相比远远不如。个人认为第一方面是因为CAD的发展较为成熟,从设计院到施工方有了一套习惯且方便的程序,形成了固有的思维,难以打破;第二方面是因为BIM的发展还不完善,大范围的BIM应用都是在有了CAD二维图纸的基础上进行BIM翻模,然后进行碰撞检查、优化管线等等。相比于国外直接以BIM设计开头,难免导致很大一部分人觉得BIM是增加成本的一项行为;第三方面是因为人员的技能与认知不足,导致很多人认为BIM建模非常慢,模型建好的时候楼已经封顶了,体现不出来有多少价值,且CAD设计出图虽然有很多误差,大量的设计变更导致施工的错误及整个项目的延期,但是在各方可接受的范围之内,长期以来,变的习惯错误及延期的存在。

一些业主或者投资方会对建筑设计方法进行说明,有的就会要求必须使用 BIM技术进行辅助施工,这就使得设计单位不得不采用BIM 技术,但在设计过程中具体的应用范围还是比较窄的,即只能使用到BIM技术中的几项功能,其中使用频率较高的是碰撞检查、三维立体展示设计成果等功能。如果设计单位花费大量的人力、物力引入了BIM技术,使用的空间却有限,虽然有利于促进BIM 技术在建筑设计单位的推广,但对于建设单位而言,很难发挥BIM技术的实际应用价值。

2、住宅设计为何是突破口

在住宅建筑施工之前,为了能够得到最为满意的方案,为项目节约资源、创造效益,需要进行前期的模拟施工。BIM技術应用在项目中是虚拟的,施工之前在BIM平台上将施工工序、施工工艺进行比对,根据比对信息结果, BIM平台会自动生成模拟。BIM技术应用可以及时发现项目整体设计中的不足,并提出相应的改进措施,从而实现对项目良好的成本控制效果,对住宅建筑有利于减少工程的施工成本。

首先,在刚开始使用 BIM 技术时往往是根据项目的需求进行人员安排,这一阶段的工作内容比较简单,需要考虑的因素比较少,但随着BIM技术的不断推行,将会涉及到越来越多的人员配备安排问题,这时就需要进行团队分工,导致成本增加及员工需要掌握软件的数量增多,使得工作量的加大及工作难度的增加,使得部分人员短时间无法继续从事原来的岗位,也影响人员配置,从而使很多设计单位一时难以接受。但是住宅的相识度很高,处理流程大致类似,可以以住宅建筑形成一个固定的模式,以住宅建筑为基础模式再逐渐扩张到其他建筑领域,会比较轻松及稳定,员工也会有较多的时间去熟悉更多的软件,为越来越多的建筑领域而做好充足的准备,设计单位也节省了更多的人力及物力。

其次以万科为例,已经着手准备将BIM技术应用完全标准化,应用于建设过程中,因此整个施工过程不会因为个别人的专业知识的不足而发生资源浪费,减少了项目的施工成本。也已经同德国的RIB公司进行合作,虽然不太成熟,但带来的效益不可忽视。由此可见,BIM是具有为项目创造效益的能力的,否则不会如此大力度去推行。企业实行之前也肯定进行预算与预判,只有有了一定的把握之后,才会去进行此类BIM技术的应用。

3、BIM技术在住宅的具体应用

3.1 土方开挖施工

以往的土方计算时,耗时耗力,计算量大,同时计算精度非常低,导致土方开挖的成本增多。无人机摄影测量也是一种日益成熟的技术,续航时间长、机动灵活、可重复使用、成本较低等优点,且现在无人机对于地物的外观、位置及高度等数据成果可以直观反映。利用无人机航拍的倾斜技术及点云三维成像技术,将航测数据通过BIM技术处理建立三维模型,并对施工现场进行地理信息图像采集,现场实体扫描后进行逆向三维建模,进行土方量的测算。同时,为了节约土方开挖时间,可以进行BIM施工模拟,土方的开挖深度、开挖顺序、开挖工艺及车辆运输路线都可以进行提前模拟,发现不足的地方可以进行优化。最终使项目人工成本和时间成本都大幅度降低,且土方测算的准确度也大幅度提高,为项目工程创效起到了很大作用。

3.2 三维可视化设计

在以往进行住宅设计时,图纸内容都是通过CAD以线条形式体现,设立理念靠想象完成,设计理念不能够很好的反映出来,而BIM这种三维立体的技术就可以很好的弥补这种缺陷,将传统的CAD线条形式进行优化和创新,无论多么复杂和繁琐的结构和构件都可以很好的表达出来。住宅结构和建筑完成后,可以进行三维渲染,渲染之后可以通过VR(Virtual Reality,虚拟现实)三维动态视角去让业主真实感受住宅的设计形式,观察住宅的每一处细节,提升业主的体验感。同时,VR的沉浸式浏览,可以从任意角度、浸入式浏览模型,减少因视角选取不佳存在的遗漏问题,即使发现问题进行变更,修改之后会立即同步到三维模型里,大大提高设计效率,可以更好的为开发商增加效益及长久的发展。

3.3 管线碰撞检查

在BIM技术进行管线碰撞检查之前,管线综合的检查由专人将各专业的CAD图纸进行分析,但人的想象力有限及图纸表达的信息不全面,难以做到没有碰撞冲突。除此之外还要考虑运维阶段的维修情况,如若未预留操作空间,那会为管线机组维修造成很大的困难,严重影响了工程质量。而BIM技术的出现有效的解决了这一现状,先分别进行建筑模型和机电模型的搭建,然后通过模型综合碰撞检查软件(Navisworks、Navigator等)进行碰撞检查,大大提高了管线综合检测的精确度和效率。同时,在施工图设计阶段进行管线碰撞检查,不仅提升了工作效率和工程质量,也避免了因管线冲突后期改动造成的工期延误和施工成本不必要的增加。

3.4 工程造价管理

一般的工程造价用CAD二维图纸来进行计算,需要造价员花费大量的时间去看懂图纸,然后花费大量的时间去进行计算,且期间伴随着大量的错误,导致最终的结果十分不准确。通过建立BIM模型,可以对其中任意一个构件进行信息的录入和更改,随着定额信息和市场价格的导入,软件分析模型自动进行计算,让造价变的极为简便,为项目工程和造价人员节约了大量的时间成本,還可以将其它项目的数据导入或手动输入到模型中进行参照和对比,从而制定更合理的方案。此外,BIM模型还可以保存项目从施工到竣工的全部工程信息,以及记录各个分部分项工程在各个阶段的单价和总价。在此之前,项目的各参与方对于价格的沟通有着很大的障碍,BIM模型很好的解决了这个状况,使得项目工程施工阶段的价格变得清晰透明,有利于建筑各参与方的沟通交流,也有利于业主在项目工程施工阶段对于价格的监督控制。

结论:

综上所述,在技术信息化时代,以及在大力推广BIM的背景下,BIM技术的广泛应用以及成为定势,而BIM技术带来的各种应用也确实为工程创造了很多的效益,为施工带来很多的便捷,降低了很多返工的几率,节省了施工成本,所以BIM技术的发展很明朗,而住宅此类模式化的建筑无疑更适合BIM技术的应用与推广,且符合住宅稳定性与环保型的绿色建筑需要,这对于建筑行业的可持续发展及自身品牌力具有重要作用。

参考文献:

[1]陈赛楠.BIM在工程设计阶段的应用分析[J].学术堂,2016.

[2]王建宏.BIM技术在高层住宅中的应用研究[J].工程技术,2017.

[3]梁方瑜.浅谈BIM技术在住宅建筑设计中的应用[J].基层建设,2016.