理论教育 建筑设计中实施BIM技术要求及条件

建筑设计中实施BIM技术要求及条件

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:全面考察和调研市场上现有的国内外BIM技术软件,结合本企业的业务需求、企业规模,初筛出可能适用的BIM软件工具。设计企业应根据信息化发展大环境及BIM技术应用深度对硬件资源的要求进行整体考虑。

建筑设计中实施BIM技术要求及条件

1.2.1 BIM技术软件

1)BIM建筑设计软件

建筑设计工作各阶段的要求不尽相同,常用BIM软件也有所不同,常用建模软件和可视化软件详见表1.1。

表1.1 常用BIM技术建筑设计建模及可视化软件

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图1.4 天正3D建模及参数化建模功能命令界面

有些BIM技术软件功能相似,实际上各有所长和偏重。例如,同样是建模,SketchUp、AutoCAD、ArchiCAD、Revit、Rhino都可以,但AutoCAD还是平面制图功能更加强大;Revit模型的参数信息化功能更丰富,且对各专业协同作业的支持度更好;而SketchUp、Rhino更偏重模型的可视化。在可视化模型的呈现下也有区别,SketchUp操作最为简便,适合快速生成模型和场景;而Rhino对一些不规则的表面和复杂造型的建模功能强大,受到工业设计工作者的青睐,在建筑设计企业里反而应用较少,若针对薄壳类建筑、复杂钢结构建筑、膜结构建筑,使用Rhino建模则可获得较好的效果。再例如,CATIA在建筑行业属于较小众的软件,多用于航空汽车工业,它可以实现在Windows、Unix等多平台跨平台实施3D建模和渲染,著名的Boeing777飞机就是用该软件设计的。

BIM软件众多,功能也都有所重复,关键是了解它们之间的区别和所长,才能在建筑设计的不同阶段根据设计任务选择适宜的软件。

以建筑设计人员最熟悉的AutoCAD为例,目前国内一线建筑设计人员用得最多的制图软件是在AutoCAD平台上运行的天正建筑,其平面制图功能强大,也能建立建筑信息模型(图1.4),但对于一些曲面和复杂细节,实现起来比较烦琐和困难。建筑设计方案阶段建模使用较多的是SketchUp,图1.5所示为软件界面,图1.6所示为用SketchUp做的茶室设计模型。从软件界面看,其命令操作简单,方便实现快速建模;其模型视图很有卡通画的风格,可以根据需要通过渲染插件,渲染出需要的可视化效果。而就可视化效果而言,3DMax(图1.7)作为更加专业的3D建模软件,在模型细节处理、场景材质渲染和动画渲染等方面更胜一筹,也因此在很长一段时间里成为建筑设计效果图制作建模的主要软件。而BIM技术需要建筑设计的信息参数和3D模型效果都能呈现,针对这一点,目前建筑设计专业都会根据工作需要选择Revit、ArchiCAD等兼具平面制图和3D建模的软件。本书将会在后面的内容就Revit的操作作详细讲解。

图1.5 SketchUp2018软件界面(Mac-OS系统)

图1.6 茶室设计学生作品(SketchUp模型)

图1.7 3DMax软件界面(Windows系统)

随着我国大力发展绿色建筑的步伐,建筑设计工作中还需开展若干可持续(绿建)分析,这部分工作在方案设计和初步设计阶段很多是由建筑设计师来承担的。应用的主要软件详见表1.2。

表1.2 常用可持续(绿建)分析软件

与建筑设计相关的其他专业也有一些常用的BIM软件(表1.3),为了方便各专业之间协同作业,建筑设计人员应稍作了解。

表1.3 相关专业常用BIM软件

2)软件选择(www.daowen.com)

BIM是一个很大的概念,设计全过程周期中涉及的软件也很多,为设计工作者提供多样化及更加专业化工作条件的同时,也带来了一个问题,就是应该选择什么样的BIM设计软件。BIM技术带来的是一种工作模式的变化,因此必须在工作开始之初就做好充分的论证,包括软件的使用。BIM设计软件的选择主要考虑以下几个因素:

①需求:是否满足项目设计的需求。

②条件:指人员条件、设备条件、经济条件。

a.人员条件。人员条件包含一线设计人员是否可以通过短期培训基于新软件技术开展生产。建筑设计工作最终需要输出符合要求的成果,必须“落地”、务实,盲目追求高深和新奇并不会带来好的结果。因此在软件的选择上,若能充分考虑与现有技术的关联性,会有利于新软件技术的推行和普及。相反,若软件造成大部分一线设计人员都无法在短时间内开展生产,就本末倒置了。

b.设备条件。决策人员需要充分考虑目前的设备能否支持新软件充分发挥作用。一部分BIM软件具有强大的网络交互功能,想要这些软件在工作中完全发挥作用,现有的工作模式就需要作出改变,这些改变很多时候需要硬件设施设备的支持。

c.经济条件。推行新的软件技术涉及软件购买、人员培训、技术支持、设备支持等诸多投入,若无足够的经济保障,新的软件技术很难发挥其作用。

③交互:选择的软件是否能够向下兼容低版本文件?是否可与其他大多数的专业软件协同交互?这些问题都决定选择软件的可行性。

做好BIM设计软件选择宜按以下步骤进行:

①调研及评估。全面考察和调研市场上现有的国内外BIM技术软件,结合本企业的业务需求、企业规模,初筛出可能适用的BIM软件工具。筛选条件可以包括BIM软件功能、本地化程度、市场占有率、数据交换能力、扩展选项、性价比、技术支持等。

②试点后推行。企业可抽调部分设计人员试点使用选定的BIM软件,开展测试。测试内容可包括:是否符合企业整体发展战略规划;是否可为企业带来收益;软件使用成本和投资回报率;设计人员的接受难易度等。

1.2.2 BIM应用硬件和网络环境

BIM技术建筑设计的硬件环境包括终端、服务器、网络及储存设备等。终端可以是台式计算机,也可以是笔记本电脑平板电脑等移动设备。BIM建筑设计应用硬件和网络的资金投入大多集中在初期,且对后期的整体应用影响较大。

然而,IT技术发展极快,硬件资源的更新周期越来越短。在BIM硬件环境建设时,既要考虑BIM对硬件条件的适配性要求,也要考虑未来发展的需求,更要结合现实情况进行评估,既不能盲目追求高端,也不能过于保守,以免初期投入过大造成闲置浪费,或因资金投入不足而导致资源无法完全发挥作用。

设计企业应根据信息化发展大环境及BIM技术应用深度对硬件资源的要求进行整体考虑。在确定BIM应用的具体内容之后,结合已有资源,整体规划,建立满足及适应BIM需求的硬件资源,实现企业硬件资源的合理配置,在适用性和经济性之间找到最优的契合点,同时也为企业的中远期信息化发展奠定良好的硬件基础。

1)终端计算机配置方案

目前,以个人计算机终端配合服务器集中储存的硬件基础架构形式的应用较为普遍,也比较成熟。总体思路是个人计算机终端直接运行BIM软件,完成BIM建模、分析及计算等工作,再通过局域网络将工作成果存储在企业数据服务器上,供各终端计算机共享调用。这种架构形式技术简单、成熟,且可利用企业现有硬件和网络资源,与大多数设计企业现行的管理模式也不冲突。但这种架构还是存在以个体工作为主,交互和多端口协同作业较弱的问题。关于终端计算机的配置,可以通过所使用软件的官网查阅适用环境说明,了解软件的安装环境。表1.4所列的是几款主要软件的建议配置。

表1.4 软件运行环境建议配置

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2)服务器

企业自建数据服务器用于实现BIM资源的集中存储与交互。数据服务器及配套设施一般由数据服务器、存储设备等主要设备,以及安全保障、无故障运行、备份存储等辅助设备组成。服务器必须满足数据存储容量、数据吞吐能力、系统安全、运行稳定等要求。随着计算机科学的发展,云服务器比集中数据服务器的性能更优越。

3)BIM技术云存储

随着硬件技术的发展,支持云计算的存储方案逐渐成熟,成为建筑设计工作的另一个选择。云计算技术是一个整体的IT解决方案,也是未来设计企业IT构架模式的发展方向。云存储方案的总体构想是设计应用程序可直接通过网络从云端获取所需的计算资源及服务。虽然这种服务模式并非适合所有的设计企业或个人,但对于大型设计企业,这种方式能够充分整合原有资源,减少新的硬件投入,节约资金。

随着云计算技术的快速普及,必将在未来形成对BIM应用的强大支持,成为企业应用BIM技术从事建筑设计的IT架构优化方案。

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