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BIM在國內(nèi)的現(xiàn)狀及在幕墻施工中的應(yīng)用

來源:北京嘉寓門窗幕墻股份有限公司  作者:程非  日期:2018-1-18
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  BIM這個陌生英文組合詞匯如果放在幾年前的中國,大家或許會聯(lián)想到“IBM”,甚至聽都沒聽說過,更不要去想象它在今后生活中,在建筑領(lǐng)域中的影響。我們應(yīng)該知道,在國外日漸成熟的BIM產(chǎn)品和實際運用中,它已經(jīng)極大的提升了工作效率,有效的控制了前、中、后期管理中的諸多風險。

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  一、引述

  BIM這個陌生英文組合詞匯如果放在幾年前的中國,大家或許會聯(lián)想到“IBM”,甚至聽都沒聽說過,更不要去想象它在今后生活中,在建筑領(lǐng)域中的影響。我們應(yīng)該知道,在國外日漸成熟的BIM產(chǎn)品和實際運用中,它已經(jīng)極大的提升了工作效率,有效的控制了前、中、后期管理中的諸多風險。

  二、BIM在國內(nèi)的現(xiàn)狀

  在我國,這種目前建筑業(yè)綜合設(shè)計、施工的技術(shù),在實際需求上才剛剛起步。原因有工程設(shè)計人員技術(shù)能力水平有限;國內(nèi)已經(jīng)或正在普及的設(shè)計軟件中沒有BIM的概念,與國際上的軟件無法兼容、不接軌;無法突破傳統(tǒng)建筑業(yè)相關(guān)方法的束縛,在接受創(chuàng)新型技術(shù)和產(chǎn)品上缺乏魄力;工程實踐人員鳳毛麟角;國內(nèi)的BIM標準出臺較晚,2013年才開始啟動正式標準的編制工作,國外的標準在國內(nèi)并不完全適用。但從整體調(diào)查和對BIM深刻的了解后,從現(xiàn)在建筑行業(yè)的發(fā)展來看,BIM技術(shù)的應(yīng)用一定是大勢所趨,尤其是在大型工程項目的全壽命周期中都將承擔舉足輕重的作用,都將是必不可少的重要一項。

  三、現(xiàn)階段BIM在我們建筑企業(yè)中難以廣泛應(yīng)用的原因

  1、我認為最直接影響B(tài)IM推動力的重要原因是,信息的開發(fā)和使用必須要投入大量的資金,喪失掉因適應(yīng)新環(huán)境而丟掉的部分市場和利潤損失。畢竟建筑施工領(lǐng)域一直都是低利潤行業(yè),很難針對信息化改革和投入籌備大量的資金進行建設(shè)和維護,再加上懂計算機和建筑專業(yè)技術(shù)發(fā)復(fù)合型應(yīng)用人才少,無法滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需要,從而影響B(tài)IM的推廣和使用。

  2、信息庫量少,有待完善。簡而言之,想要信息提取、組合、加工更準確、方便,使模型展示的更加精準,那么對BIM模型的劃分就要求精確,精確的來源就是足夠的數(shù)據(jù)信息,這樣才能使BIM更好的指導我們的施工。從這點上看,BIM只在我們的一些管理方面應(yīng)用,在集成方面應(yīng)用欠缺,并沒有充分發(fā)揮它的實際效能。

  3、我們的絕大多數(shù)施工企業(yè),不能敢為天下先,總是怕碰石頭,做事謹慎,要先看看第一吃螃蟹人的后果如何后再做主張,對其BIM的應(yīng)用處于觀望狀態(tài),當然謹慎固然重要,但我們已經(jīng)知道時事所趨,也就會因此喪失了先人一步嘗到甜頭的機會。這里面企業(yè)的決策層、管理層、執(zhí)行層起著關(guān)鍵作用,因為其對信息化建設(shè)的了解不深,意識不強,認識不夠,因此缺乏推動企業(yè)建筑信息化的動力,每個企業(yè)都如此,也就造成了我國整體建筑信息化滯后的現(xiàn)狀。

  4、第二段中提出了BIM技術(shù)標準的缺失對實際應(yīng)用的影響,在諸多發(fā)達國家開始全面變革,使用BIM指導作業(yè)時,我們的技術(shù)標準還未出爐,比港臺地區(qū)至少落手5年,更不要談發(fā)達的歐美國家,他們都已經(jīng)有非常成熟的BIM指南和實施標準。因此,這尚需要我們建筑行業(yè)的相關(guān)部和專業(yè)協(xié)會、企業(yè)共同研究和探討,逐步形成和完善可以指導自己、符合我國建筑行業(yè)形勢、可行性強的標準和指南。

  5、政府和行業(yè)的主管部門在政策上給予企業(yè)的支持太少,目前的現(xiàn)狀是政府和行業(yè)主管部門只提要求,讓你做就做,讓你做成什么樣就做成什么樣,企業(yè)很難有還口的能力,不然就會在其他方面限制你的經(jīng)營,更不要說在資金方面的支持,所有的投入,包括買硬件和升級、軟件的開發(fā)與維護等都是由企業(yè)自己承擔,這樣直接打擊了企業(yè)BIM建設(shè)的積極性。

  四、BIM在國內(nèi)幕墻施工中的應(yīng)用

  在這里,BIM的定義我們不在說明,BIM的提出和發(fā)展也不在贅述。我們簡單的來說一些狹義的BIM在國內(nèi)的應(yīng)用,比如BIM在國內(nèi)幕墻施工管理中的作用。

  (一)舉一個本人經(jīng)歷的實際案例。本人在江河幕墻股份有限公司就職期間,曾經(jīng)負責監(jiān)管的區(qū)域中涉及到的一個地標(詞條“地標”由行業(yè)大百科提供)性建筑——中國第一高樓上海中心”工程。

  該工程有雙層呼吸式幕墻結(jié)構(gòu),每一層的100多塊的玻璃幕墻各有各的樣式,大小規(guī)格均不相同,且每一個板塊都有自己的編號,安裝的精度要求非常之高。要知道,安裝這樣的板塊是最叫人頭疼的,如果運用傳統(tǒng)的施工方法,就算是現(xiàn)場配備再多的人,也無法保證安裝的精度,勢必會造成人、材、物的浪費。但該項目采用了世界上最為領(lǐng)先的BIM技術(shù),在施工階段對原有設(shè)計進行深化,同時提前對施工進行三維成像模擬,預(yù)判施工中可能出現(xiàn)的碰撞和矛盾,采取預(yù)制加工的方式,每一板塊配以唯一編號分別對應(yīng)自己的安裝位置,使得實際的安裝中,每一層樓只要15人左右就可以徹底搞定,成本降低,效率斐然。

  在該項目中,還有一點充分的體現(xiàn)了BIM的價值。眾所周知,項目的施工過程中,設(shè)計變更是常常發(fā)生的,這直接影響工程造價,也會導致工期的不可控性和成本的增加。但因使用的BIM模型共享,整體的變更都可以有效控制,這種動態(tài)的管理,規(guī)避了很多相互信息溝通不及時造成的風險損失,它通過設(shè)計模型文件數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和遠程更新,使得建筑信息模型隨著設(shè)計的變更而更新,消除了壁壘。經(jīng)后期測算,該項目的設(shè)計變更因BIM的使用減少了變更內(nèi)容10%左右的成本損失。

  (二)再來看一個案例,之前在北京的同事,現(xiàn)在在遠大承攬的銀河SOHO工程。該項目是著名建筑設(shè)計師扎哈·哈迪德設(shè)計,項目總建筑面積32萬平方米,其中幕墻面積16萬平方米。項目設(shè)計超級前衛(wèi)和新穎,四棟單體建筑通過連橋連接成一個整體,形成呈流線型,圓潤,平面弧度均不相同。

  對施工提出了挑戰(zhàn)。大量的雙曲面板要優(yōu)化成可展開的曲面;非標板塊多,標準節(jié)點不能重復(fù)使用;面板的尺寸也是非常規(guī)的,無法用常規(guī)尺寸標注;同樣面臨的困難有特殊型材的梳理很難確定;施工安裝定位非常困難。

  最終在選擇BIM解決問題的時候,就是要應(yīng)對即將面臨的諸多挑戰(zhàn)。尤其是在復(fù)雜的幕墻系統(tǒng)中,BIM的優(yōu)勢彰顯無遺。

  該項目在設(shè)計上采用單元式幕墻,其主要是在工廠進行加工,現(xiàn)場安裝。工廠中將橫豎龍骨(詞條“豎龍骨”由行業(yè)大百科提供)組成單元組件框架(詞條“框架”由行業(yè)大百科提供),將面板安裝到框架的相應(yīng)位置,形成一個單元;在現(xiàn)場通過連接固定在預(yù)龍骨上。

  BIM的作用通過3D實體模型確定設(shè)計和生產(chǎn)工藝,將模型數(shù)據(jù)和電子表單導入PLM系統(tǒng)中進行管理。建筑師是通過BIM軟件,輸入自己的設(shè)計邏輯、建立計算模塊、設(shè)定幾何約束條件等方法從而生產(chǎn)外形體和幕墻表皮,其表皮的肌理呈復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性、非線性、動態(tài)性、漸變性等特征,BIM不僅承接上述作用,最主要的是貢獻集中在如何根據(jù)新的建造條件、材料供應(yīng)等情況調(diào)整自身的模型數(shù)據(jù)。該項中參數(shù)化設(shè)計在BIM流程中核心就是優(yōu)化面板,在視覺誤差允許的情況下,最大限度的用單曲面替代雙曲面,用平板替代單曲,使得規(guī)格盡可能的統(tǒng)一。

  該項目中,幕墻施工工序是主體結(jié)構(gòu)后開始施工,但是可以與機電工程并行施工。所以幕墻與其他各專業(yè)在空間占位上有著緊密的聯(lián)系,而這個問題就用BIM很好的解決了問題,它加強了空間占位管理問題,如:1、機電的樓體照明系統(tǒng)未完善,那么后續(xù)的線路和燈具的布局就得與幕墻在施工的二次深化設(shè)計時解決,而BIM在就可以很好的解決與機電專業(yè)方面的協(xié)調(diào)。2、解決幕墻施工與土建方的矛盾,BIM可以檢查結(jié)構(gòu)邊梁的尺寸和幕墻預(yù)埋板的位置,從而避免后期安裝時與主體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。3、處理幕墻和精裝之間的關(guān)系,解決如開啟扇和房間位置的關(guān)系等。4、解決園林綠化景觀和幕墻地面交接的問題。這些情況往往是傳統(tǒng)做法不能做到的,或者說不能快速、及時、有效的解決,而BIM的應(yīng)用,可以運用維度模型真實的還原物理空間,使得問題在電腦里就可以處理,各方信息共享,發(fā)現(xiàn)的問題各方都可以進行討論,及早的暴露問題,及時有效的提出解決方案。

  五、總結(jié)

  以上通過兩個在國內(nèi)比較有代表性的工程案例簡要了說明了一下BIM在幕墻施工中的應(yīng)用,以及處理的一些問題?梢钥闯觯珺IM的在幕墻的實際施工過程中可以承擔的重要作用,產(chǎn)生的價值更是不可估量。當然,我們現(xiàn)在絕大多數(shù)的幕墻工程還沒有使用BIM,甚至都沒有接觸過BIM,這就反應(yīng)出我國幕墻行業(yè)在信息化實踐中仍處于非常落后階段。我們知道,我們國的BIM應(yīng)用目前正處于發(fā)展階段,而幕墻行業(yè)的BIM應(yīng)用剛處于發(fā)展的初級階段,因此要想改變BIM在我國建筑幕墻行業(yè)的現(xiàn)狀,提高行業(yè)整體的技術(shù)水平和管理水平,從我個人的理解和角度出發(fā),我認為應(yīng)該采取如下必要的手段:

  1、政府的行業(yè)主管部門、協(xié)會的大力推進和支持;

  2、要培養(yǎng)專業(yè)的幕墻BIM的復(fù)合型人才;

  3、幕墻施工企業(yè)要認識到BIM可以帶來的潛在利益,不能被眼前的損失迷惑,正確看待BIM與幕墻企業(yè)的關(guān)系;

  4、專業(yè)軟件開發(fā)企業(yè),要結(jié)合我國的實際情況,開發(fā)專業(yè)的幕墻BIM的軟件和系統(tǒng),整合幕墻BIM從設(shè)計到施工的全過程,完善這些系統(tǒng)與國內(nèi)外主流BIM軟件的接口;

  5、行業(yè)主管部門和協(xié)會積極制定我國的幕墻BIM標準,從而指導行業(yè)的發(fā)展。

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