1.国内对BIM的运用
目前国内运用 BIM 较晚,仍处于起步阶段。国家在“十一五”期间明确提出要深入研究 BIM 技术,以逐步提高建筑业的工作效率、生产水平与质量,降低对环境的污染和人力资源的浪费。国内许多高校先后建立了 BIM 实验室,用于进行 BIM 技术的技术交流。
2.国外对BIM的运用
世界上最早开始运用 BIM 的是美国,它起源于美国。之后,新加坡、日本等发达国家逐渐采用了 BIM,BIM 在发达国家得到了广泛应用。现在,在国外的建筑行业中,超过 50%的建筑公司都在使用 BIM,包括房地产开发、设计单位和工程建造等。目前美国在 BIM 的运用方面最为普遍。美国还建立了完整的 BIM 标准。并且美国严格要求建筑师必须熟练掌握 BIM 的运用。
3.BIM模型与传统模型的比较
现在国内运用最广泛的是 CAD 技术。在工程和产品设计领域,计算机能够协助设计人员承担计算方面的工作,能够帮助进行信息存储,还能够承担制图等工作内容。在设计过程中,通常需要用计算机对不同的方案进行大量的计算,进行分析以及进行比较,以此来决定最优方案。设计人员通常以草图作为开始进行设计,而将草图转变为工作图这种繁重的工作可以交给计算机来完成。现在 CAD 技术在计算机艺术领域得到广泛应用。
4.BIM软件应用技术
BIM是靠BIM软件来实现的,它不同于CAD。要充分发挥 BIM 的价值,就需要一系列软件来提供支撑。BIM 核心建模软件包含以下这些:BIM 方案设计软件;用于发布和审核的软件;运营管理软件;造价管理软件;进行模型综合碰撞检查的软件;深化设计软件;模型检查软件;可视化软件;结构分析软件;机电分析软件;可持续发展软件;以及几种与 BIM 接口的造型软件,具体情况如下:
BIM 方案设计软件在设计初期发挥作用,主要是将业主所要求的数字信息转变为对几何建筑的信息。此软件主要是供业主与设计师进行沟通以及研究设计方案使用的。BIM 方案设计软件的成果能够帮助设计师验证其与业主的要求是否相匹配,这些成果可以转化到 BIM 核心建模软件中进行更深化的设计,同时还能继续验证是否满足业主的要求。
使用 BIM 接口的造型软件较为快捷方便,效率也更高。它能够实现一些 BIM 核心建模软件无法实现的功能。
4.3BIM 可持续分析软件能够利用 BIM 模型的信息项目来展开对日照方面的分析,能够利用 BIM 模型的信息项目来展开对风环境方面的分析,能够利用 BIM 模型的信息项目来展开对热工方面的分析,能够利用 BIM 模型的信息项目来展开对景观可视度方面的分析,能够利用 BIM 模型的信息项目来展开对噪音方面的分析。
BIM 结构分析软件与 BIM 核心建模软件能够实现信息的交换处理。BIM 结构分析软件可以利用 BIM 建模软件的信息来进行结构分析。并且,分析的结果可以被应用于 BIM 建模软件之中。
有了 BIM 模型后,4.5BIM 可视化软件的可视化建模工作量减少了,其精确度提高了,还能在不同阶段快速产生可视化效果。
4.6BIM 模型检查软件可对模型本身进行检查,以确定其是否符合业主的要求。同时,还能检查模型的质量是否符合规范。
4.7BIM 深化设计软件能够利用 BIM 核心软件所提供的数据,针对建材的加工、设计以及施工等方面进行加工代码的操作。
4.8BIM 模型综合碰撞检查软件的产生,是因为不同专业人员使用各自的 BIM 核心建模软件建立了自己的 BIM 模型,且受到大型项目硬件条件的限制。该软件能够对各种三维软件的创建进行 3D、4D 的可视化、动态模拟。
BIM 造价管理软件能够对 BIM 模型所提供的数据进行统计和分析。同时,该软件可以依据工程的进度探索者钢结构设计软件,提供造价管理所需要的数据。
4.10BIM 运营管理软件,在建筑物建造过程中,有三分之二的成本是在运营阶段产生的。BIM 运营管理阶段对于 BIM 应用来说是重要的推动力,同时也是工作的目标。
4.11BIM 发布审核软件,能将 BIM 的成果发布为静态信息,能发布为动态信息,能发布为智能信息,这些信息可被访问,并且只能有审核意见而不能进行编辑。
5.BIM在工程应用中存在的问题
我国鉴于现阶段的国情,BIM 技术的运用未能得到广泛推广,推广的环境尚不成熟。我国也欠缺对 BIM 技术的应用标准和法律界限,致使在运用 BIM 时受到诸多限制。国内的专家都认为,没有完善的体制、规范和标准是导致 BIM 技术得不到推广的最主要原因。政府应当加大对 BIM 相关知识的宣传力度,并制定相关标准。
5.2BIM 在统筹运用时未得到有效管理,处于较为松散的状况。在国内推行过程中,不同的运行阶段都应采用不同的管理模式来进行统筹管理,因为不同的 BIM 软件设计有不同的专业,所以需要不一样的管理方式。而共同的协助管理是实现 BIM 技术的一个重要环节。
BIM 执行的各个阶段,成本和利益的分配有所不同。导致这种分配不同的主要原因是 BIM 技术在各个阶段发挥的作用不一样。为了制定双方的利益关系,需要从建筑项目的周期来分析 BIM 的投入与利益回收,制定合理的成本与利益分配方法。只有这样,才能确保 BIM 技术在各个阶段产生最大的经济效益。
使用 BIM 技术时需投入大量时间与资金来构建工作流程,同时要培养具备 BIM 知识的技术人员,这三者需同步开展以保证工作有序进行。建筑师与设计师的工作需相互配合完成,故而建筑理念需保持一致。从 2D 转变为 3D 设计并非易事,要运用 BIM 技术,设计师和建筑师就需要在意识上进行转变。
目前 BIM 在工程应用中存在一些问题,这些问题迫切需要建立一套适合我国的 BIM 标准。所以,构建 BIM 的标准是一项既紧迫又重要的任务。值得庆幸的是,政府已经开始逐渐重视 BIM 技术的运用。相信在不久的将来,BIM 技术会被普遍运用。
6.结束语
BIM 技术的发展势头会愈发迅猛,BIM 的应用也会愈发普遍。BIM 在建筑业的应用服务于项目的整个周期,能为建筑的各项工作提供便捷流畅的平台。现阶段的 BIM 处于不断完善整合的过程中。BIM 是目前策划最有效的辅助工具,它将会被更广泛地应用,发展前景十分美好,会为将来建筑行业的蓬勃发展贡献力量。
BIM从设计到运维都需要使用哪些软件?
来源丨知乎
用户名丨ZF CONNOR,著作权归作者所有
目前常用的 BIM 软件数量达到了几十个,甚至有上百个之多。然而,对于这些软件探索者钢结构设计软件,很难给出一个科学的、系统的且精确的分类。目前在国内的 BIM 应用行业中,产生了一定影响的分类法大致有以下三种:一种是何氏分类法;另一种是 AGC 分类法;还有一种是厂商、专业分类法。
(一) 何氏分类法
国内知名 BIM 应用专家何关培先生创建了何氏分类法。该分类法于 2010 年 9 月出现在他的新浪博客上。他的博文对在全球有一定市场占有率且在国内市场有一定影响力和知名度的 BIM 软件(包括能发挥 BIM 价值的软件)进行了梳理和归纳,提出了各类型 BIM 软件总体的相互关系,具体如下:
1 BIM核心建模软件
从图可知,目前主要有以下四大门派提供BIM核心建模软件:
Autodesk 公司的 Revit 包含建筑、结构和机电系列。在国内民用建筑市场,它凭借此前 AutoCAD 广泛分布所具有的天然优势,已经再次占据了很大的市场份额。
Bentley 公司有建筑系列、结构系列和设备系列。Bentley 系列产品在工业设计领域,如石油、化工、电力、医药等方面,以及在市政基础设施领域,像道路、桥梁、水利等方面,都具有无可争辩的优势。
Nemetschek/Graphisoft 公司的产品有 ArchiCAD、AllPLAN 和 VectorWorks。在这些产品中,ArchiCAD 是最早的且具有一定市场影响力的 BIM 核心建模软件,它最为国内同行所熟悉。但其定位较为单一,仅仅局限于建筑学专业。它与国内那种“多专业一体化”的设计院体制存在严重的不匹配情况。因此,很难在市场占有率方面取得大的突破。
AllPLAN 的主要市场位于德语区。VectorWorks 在欧美等工业发达国家的市场较为常见。
Dassault 公司的产品是 CATIA,Gery Technology 公司的产品是 Digital Project。CATIA 是全球最为高端的机械设计制造软件。它在航空、航天、汽车等领域处于垄断地位。它的建模能力、表现能力和信息管理能力,都比传统建筑类软件具有明显优势。然而,它与工程建设行业尚未能实现顺畅对接,这是它的不足之处。Digital Project 是在 CATIA 的基础上开发出来的,它是专门面向工程建设行业的应用软件,也就是二次开发软件。这两款产品的受众比较狭窄,不太容易被大众所接受。
因此在软件选用上建议如下:
单纯的民用建筑(包含多个专业)进行设计时,可以使用 Autodesk Revit。
2)工业或市政基础设施设计,可用Bentley;
建筑师事务所可以选择 Bentley 这一软件。
所设计的项目形状非常特殊,并且购置预算也比较充足的话,就可以选用 Digital Project 或者 CATIA 。
充分考虑项目业主的相关要求,同时也要充分考虑项目组关联成员的相关要求。这在确定 BIM 技术路线时是需要考虑的要素。
2 BIM可持续(绿色)分析软件
可持续(或绿色)分析软件能够利用 BIM 模型信息,针对项目展开日照方面的分析与模拟,还能针对风环境进行分析与模拟,同时也可对热工进行分析与模拟,以及对景观可视度进行分析与模拟,并且对噪音进行分析与模拟。主要的软件包含国外的 Echotect、IES、Green Building Studio 等,还有国内的 PKPM 等。
3 BIM机电分析软件
国内有鸿业、博超等水暖电或电气分析软件产品。国外有 Designmaster、IES Virtual Environment、Trane Trace 等水暖电或电气分析软件产品。
4 BIM结构分析软件
结构分析软件是目前与 BIM 核心建模软件配合良好的产品。它基本上能够实现双向的信息交换。也就是说,结构分析软件可以利用 BIM 核心建模软件的信息来进行结构分析。而分析得出的结果对于结构的调整,又能够反馈到 BIM 核心建模软件中,从而自动更新 BIM 模型。国外有 ETABS、STAAD、Robot 等结构分析软件,国内有 PKPM,这些软件均可与 BIM 核心建模软件配合使用。
5 BIM深化设计软件
Xsteel 是目前最具影响力的基于 BIM 技术的钢结构深化设计软件。它能够使用 BIM 核心建模软件提交的数据,对钢结构展开面向加工和安装的详细设计工作。通过这样的设计,能够生成钢结构施工图(包含加工图、深化图、详图)、材料表以及数控机床加工代码等。
6 BIM模型综合碰撞检查软件
以下这两个根本原因,导致模型综合碰撞检查软件的必然出现:
不同专业人员运用各自的建模软件,以建立与其专业相关的 BIM 模型。这些模型需要在同一个环境中进行集成,这样才能完成整个项目的设计、分析及模拟。然而,这些不同专业的建模软件本身并不具备实现这一目标的能力。
对于大型项目来说,硬件存在限制,这会导致 BIM 核心建模软件通常无法在一个文件中操作整个项目模型。然而,又必须将这些分开创建的局部模型整合起来,这样才能够研究整个项目的设计、施工以及运营状态。
模型综合碰撞检查软件的基本功能包含集成由各种三维软件(例如 BIM 软件、三维工厂设计软件、三维机械设计软件等)所创建的模型,能够进行 3D 协调、4D 计划、可视化以及动态模拟等操作,实际上它也属于一种用于项目评估和审核的软件。常见的模型综合碰撞检查软件包含 Autodesk Navisworks ,还有 Bentley Projectwise Navigator ,以及 SolibriModel Checker 等。
7 BIM造价管理软件
造价管理软件借助 BIM 模型所提供的信息来进行工程量的统计以及造价的分析。它能够依据工程施工计划,动态地提供造价管理所需要的数据,这也就是所谓的 BIM 技术的 5D 应用。在国外,BIM 造价管理方面有 Innovaya 和 Solibri 这两个,而鲁班则是国内 BIM 造价管理软件的典型代表。
8 BIM运营管理软件
美国国家 BIM 标准委员会持有这样的观点:在一个建筑物完整的生命周期里,有 75%的成本是在运营阶段(使用阶段)产生的,而建设阶段(设计及施工)的成本仅占 25%。基于此,可以得出结论,BIM 模型为建筑物运营管理阶段提供服务,这将会是 BIM 应用的重要推动力量,并且也会成为主要的工作目标。BIM 运营管理软件里,ArchiBUS 属于最具市场影响力的软件之一。同时,FacilityONE 也会提供相应的帮助。
9 二维绘图软件
从 BIM 技术的发展前景去看,二维施工图仅仅是 BIM 模型的一种表现形式或者一个输出功能罢了,不需要再拥有专门的二维绘图软件来和它进行配合。国内目前的情形是,施工图在工程建设行业的设计、施工及运营中是具有法律效应的文件。而 BIM 软件的直接输出结果,无法满足现实对施工图的要求。所以,二维绘图软件目前仍是不可或缺的施工图生产工具。国内市场较有影响的二维绘图软件平台主要有以下这些:Autodesk 的 AutoCAD ;Bentley 的 Microstation 。
10 BIM发布审核软件
常用的 BIM 成果发布审核软件另外还有 Adobe 3D PDF 。这类软件本身的名称有相关描述,发布审核软件会把 BIM 成果发布为特定格式。这种格式是静态的,属于轻型的,包含了大部分智能信息,不能进行编辑修改,但可以标注审核意见,并且更多人能够访问,例如 DWF、PDF、3D PDF 等格式,以供项目的其他参与方进行审核或使用。
可再将不同类型BIM软件,根据专业和实施阶段作如下区分:
建筑方面包括创建 BIM 建筑模型、进行几何造型、实现可视化以及进行方案设计等。
(2)结构:BIM结构建模、结构分析、深化设计等;
(3)机电:BIM机电建模、机电分析等;
(4)施工:碰撞检查、4D模拟、施工进度和质量控制等;
(5)其他:绿色设计、模型检查、造价管理等;
运营管理设施管理(FM);
(7)数据管理PDM。
(二)AGC分类法
美国总承包商协会简称 AGC。其关于 BIM 软件的分类方法,是由何关培先生在 2011 年 7 月的博文中进行翻译、诠释和推介的。
AGC把BIM软件(含BIM相关软件)分成八大类:
概念设计以及可行性研究的软件;
BIM 的核心建模软件;
BIM 分析软件;
加工图以及预制加工软件;
施工管理软件;
算量软件以及预算软件
(7)计划软件(Scheduling Tools);
文件共享软件以及协同软件。
(三)厂商、专业分类法
法国 Dassault 的 Caitia :它起源于飞机设计领域。它是功能最为强大的三维 CAD 软件。它具有独一无二的曲面建模能力。它可应用于最为复杂、最异型的三维建筑设计。
美国 Google 的草图大师 Skechup 具有以下特点:最为简单易用,并且建模速度极快。它特别适合用于前期的建筑方案构思、推敲以及修改工作。然而,由于它所建立的是形体模型,所以难以在后期的深化设计和施工图设计中使用。
美国 Robert McNeel 的犀牛(Rhino)在工业造型设计领域应用广泛。它简单、快速且实用,拥有不受约束的自由造形 3D 功能以及高阶曲面建模工具。正因如此,它在建筑曲面建模方面能够大显身手。
匈牙利 Graphisoft 的 ArchiCAD 是在欧洲应用较为广泛的三维建筑设计软件,它能够集 3D 建模展示、方案设计以及施工图设计于一身。然而,它与中国的设计标准和制图规范之间仍存在衔接方面的问题,所以在结构等专业计算以及施工图设计的应用方面还存在一定的困难。
美国 Autodesk 的 Revit 是一款优秀的三维建筑设计软件,它能够进行 3D 建模展示,也可以用于方案设计和施工图设计。这款软件使用起来较为简单,然而其复杂建模能力存在一定的局限性。同时,在中国的设计标准和制图规范方面,它存在着对接的问题,需要进一步提升和优化。
美国 Bentley 的 Architecture 历史悠久且功能强大,它是系列三维建筑设计软件,能够集 3D 建模展示、方案设计和施工图设计于一身。然而,它的使用较为复杂,并且与中国的设计标准、制图规范存在衔接方面的问题。
美国 Autodesk 的 3DS Max 广为人知,它是一款动画渲染、制作软件,功能十分强大,能够将 3D 建模、效果图以及动画展示集于一身。不过,它并非真正的设计软件,只是用于方案展示。
国内建筑专业设计的主流软件有天正建筑、斯维尔、理正建筑等。这些软件均基于 AutoCAD 平台进行开发,并且完全遵循中国的工程标准、规范以及建筑设计师的习惯,几乎已经成为建筑专业施工图设计的必备软件。同时,它们还具备三维自定义实体功能,所以能够应用于较为规整建筑的三维建模方面。
国内建筑给排水设计的主流软件有:理正给排水,它基于 AutoCAD 平台开发,完全遵循中国工程标准、规范和给排水工程师习惯,能集施工图设计和自动生成计算书为一体,应用较为广泛;天正给排水,同样基于 AutoCAD 平台开发,完全遵循中国工程标准、规范和给排水工程师习惯,可集施工图设计和自动生成计算书为一体,应用广泛;浩辰给排水等,也是基于 AutoCAD 平台开发,完全遵循中国工程标准、规范和给排水工程师习惯,集施工图设计和自动生成计算书为一体,应用广泛。
国内建筑给暖通设计的主流软件有鸿业暖通、天正给暖通、浩辰暖通等。这些软件均基于 AutoCAD 平台进行开发,它们完全遵循中国的工程标准、规范以及暖通工程师的习惯,并且集施工图设计和自动生成计算书于一体,在实际应用中非常广泛。
国内建筑电气设计的主流软件有博超电气、天正电气、浩辰电气等。这些软件均是以 AutoCAD 平台为基础进行开发的。它们完全依照中国的工程标准、规范以及电气工程师的习惯来设计。并且这些软件能够将施工图设计与自动生成计算书这两项功能集于一体,在实际应用中有着广泛的使用范围。
这三种软件都完全遵循中国的工程标准、规范以及结构工程师的习惯,在应用方面十分广泛。
国内建筑节能设计有一些主流软件,比如 PKPM 节能、斯维尔节能、天正节能等。这些软件都能够依据各地的气象数据以及标准规范进行分别验证,还可以直接生成满足审查要求的分析报告书以及审查表,它们属于规范验算类软件。
国内建筑日照设计的主流软件有天正日照、众智日照、斯维尔日照等。这些软件都能够按照各地的气象数据和标准规范进行分别验证。它们可以直接生成符合审查要求的分析报告书,并且能够提供给审图使用。这些软件属于规范验算类软件。
高端结构分析与设计软件方面:SAP 具备多模型计算的能力,其拓展性和开放性更为突出,设置也更加灵活,倾向于“通用”的有限元分析,不过使用它需要事先熟悉设计规范;Etabs 与中国设计规范结合得较好,更适合那些对设计规范不太熟悉的使用对象,但这两款软件都没有后处理功能。
以 IES 为代表的强大环境能源整合分析软件,可对建筑中的热环境、光环境、设备、日照、流体、造价以及人员疏散等方面的因素进行精确模拟和分析,其功能十分强大。然而,该软件的许多知识点较为深奥,不容易被熟练掌握。
国内施工造价主流软件包含造价和算量方面的,有广联达(其为自主平台)、鲁班(基于 AutoCAD 平台)、斯维尔(基于 AutoCAD 平台)、神机妙算(自主平台)以及品茗等。这些软件都必须严格依照国内各地的定额规范来执行,所以很少有国外软件参与竞争。