1.3.1 BIM资源管理
建立BIM模型的工作量较大,一般设计企业可通过积累建立自己的BIM资源库,并可重复调用。而建筑设计的BIM资源一般包含设计企业在BIM应用过程中自行开发、积累或加工处理,形成可重复利用的BIM模型、构件、样板、模板等。从较长周期来看,注重对BIM资源的开发和积累,可以较大程度地降低设计企业BIM技术应用的成本,同时也可促进BIM资源库的数据丰富和共享。
建筑设计的BIM资源库一般包含BIM模型库、BIM构件库、BIM户型库等。在以CAD软件为主的时期,设计人员或设计企业也会有自用的CAD图库用以辅助设计工作,而随着BIM技术的逐渐推广,拥有更多属性和信息的BIM资源库将会更能满足设计工作的需求,成为设计资源的核心组成部分。
BIM资源相对于二维平面图块资源,信息量更大,文件也相对更复杂,故BIM资源管理的核心包括了两方面的工作,即BIM资源分类与编码、BIM资源管理系统建设。
1)BIM资源分类与编码
BIM的全过程周期应用涵盖了建筑领域的全过程、全方位的信息,信息量庞大、内容复杂,因此单纯的线性分类无法满足BIM模型信息的组织需求。在遵循信息文件分类编码的基本原则基础上,不同设计企业可根据自身工作特点,整体规划编码逻辑原则;同时,为便于文件交流与共享以及协同工作,在分类方法和项目设置上,应尽量与相关国家及行业的分类标准保持一致。
2)BIM资源管理系统建设
建立BIM资源库是为了更好、更高效地开展设计工作,因此保证资源库的质量是达到目的的前提。其中,资源库中素材的完整性和准确性是影响其质量的重要因素。一般来说,为控制企业BIM资源库的质量,需要成立专门的内部审核和管理团队,并开展以下两方面的工作:
(1)制订BIM资源标准
其目的主要是检验BIM模型及构件是否符合交付内容及深度要求,BIM模型中应包含的内容是否完整,几何尺寸及信息是否正确等。各方面的判定都应有一个相对统一的标准。
(2)统筹规范BIM资源库更新工作
任何BIM资源的入库都应经过企业内部审核团队的技术校审,并形成企业制度,要求对申请入库的模型及构件先在本专业内进行初审,再提交BIM资源库管理团队进行终审及规范化操作处理。另外,核准入库的素材最好都由BIM资源库管理团队完成入库操作,入库通道的权限管理可以有效地避免资源库更新的不重、不漏、不错。
对BIM资源库内容严格把关的同时,也需要大量的素材基础支撑资源库的建设。企业可以根据自身情况,在资源库建设初期采取一定的激励措施,鼓励提交新的BIM模型及构件,鼓励提交正确完整的BIM素材,提高一线设计人员积极性,以保障BIM资源库的不断更新和完善。
资源库的建立只是实现了基础构建,想要高效地应用BIM资源库,须对BIM资源进行通用化、系列化、模块化整合处理,这就需要对同一类模型资源的属性、规律、特点进行整理、分析和研究,使之根据主要参数自动生成这类构件不同尺寸的模型。实现这样的资源调用程度,具体可按以下3个阶段工作进行:
①选择BIM资源对象构件的基本参数。
构件的基本参数是指向其基本性能或基本技术特征的标志性参数,是选择或确定对象构件功能范围、规格及尺寸的基本依据。选取、确定对象构件的基本参数项目是开展后续工作的前提,对于一类BIM标准构件,应根据构件自身特性,选取若干基本参数,并确定其上、下限。
②BIM资源对象构件的基本参数系列化。
在选定一类BIM标准构件的基本参数之后,首先形成该类构件的参数系列,建立参数系列表;然后再增加其他信息,如类型名称、编码等。
③实现BIM资源对象构件的参数化建模。
基于基本参数,充分考虑各参数项目的变化可能对模型产生的影响,通过公式描述、计算其他几何参数,逐步完成构件模型的建立。之后对参数系列中的各项内容,结合模型造型,逐一检查。
1.3.2 BIM模型深度
BIM模型的深度须与模型应用密切联系,明确应用的目的和内容,确定合理的模型深度。一般情况下,BIM模型的应用分为3个等级,其中建筑专业涉及的主要内容见表1.5。
表1.5 建筑设计BIM应用程度等级的应用选项与要求
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资料来源:浙江省住房和城乡建设厅,建筑信息模型(BIM)应用统一标准(DB33/T1154—2018),中国计划出版社,2018。
建筑工程BIM技术应用程度三级与二级的最大不同出现在运维虚拟仿真漫游、现场3D数据采集和集成以及设备设施运维管理等工作中。确定了模型的应用之后,便可规划模型深度。BIM模型的深度首先关联其所包含的专业内容,越多专业参与到模型中来,模型越完善,深度也越深,见表1.6。
表1.6 建筑工程BIM模型的整体结构组成
资料来源:浙江省住房和城乡建设厅,建筑信息模型(BIM)应用统一标准(DB33/T1154—2018),中国计划出版社,2018。
就建筑专业而言,BIM模型的深度则指向模型细度(level of development,简称LOD),即各BIM元素的组织及其几何信息和非几何信息的详细程度。不同的模型细度等级适宜建筑设计的不同阶段(表1.7)。
表1.7 各阶段BIM模型细度(www.daowen.com)
资料来源:浙江省住房和城乡建设厅,建筑信息模型(BIM)应用统一标准(DB33/T1154—2018),中国计划出版社,2018。
LOD等级越高表示模型粒度越细。由于BIM模型在各阶段应用的侧重点不同,信息的来源及信息的可用性会有所变化,所以高等级的LOD细度模型不一定会涵盖低等级LOD细度模型的信息。例如,竣工验收模型不一定是要包含全部施工过程模型内容。在满足工程项目实际要求或BIM应用选项需求的前提下,宜采用较低的模型细度等级,以避免不必要的过度建模。
1.3.3 BIM模型管理
1)模型调用
鉴于计算机硬件条件的局限性,多数情况下整个项目所有专业都使用单一模型的模式不太能实现,须拆分模型以方便调用。在建筑设计相关工作中,一般按专业图别来组织模型文件,包括建筑、结构、水暖电。下面以Revit为例进行介绍:
①一般建议单专业模型面积控制在8 000m2以内,多专业(含水、暖、电专业)模型面积最好控制在6 000 m2以内,单个文件最大不超过100 MB,具体的运算情况还直接取决于模型的复杂程度。随着软、硬件技术的不断发展,应该还可以支持更大、更快的计算。
②多专业协同作业,为了避免重复或协调工作错误,一般应明确每个数据部分的负责人,并形成相关记录。
③BIM的优势之一是碰撞检查,如果一个项目中包含多个模型,最好考虑创建一个组合,便于专业协调和碰撞冲突检查时使用。
④基于建筑设计的水、暖、电专业可以采用两种工作模式——工作集模式和链接模式。前者是在同一模型中分别建模,各专业之间的协调更加直观;后者则是水、暖、电各专业分别建立各自的模型文件,再通过链接的方式进行专业协调。
2)文件命名与目录
一般情况下,基于BIM技术应用的建筑设计工作,参与人员较多,专业协调频繁,设计文件不再是局限于单人终端电脑里的一份本地文件。为便于各专业协调或多人同时作业,文件的命名宜遵循一个相对统一的规律。建议以下内容在命名时选择性使用:
①项目名称:对于一个大型项目,模型拆分后的文件众多,没有必要每个命名都带项目名称,只在整合的容器文件名中体现项目名称即可。
②区域:交代模型项目所在的地区、阶段或分区信息,不需要在每一个文件名中体现。
③描述:描述性的文字用于文件命名往往显得累赘,可选取关键词应用于文件名中。为保障文件调用的正确和高效,以下内容应明确体现在文件名中:
a.专业:用于识别模型文件的建筑、结构、给排水、暖通空调、电气等专业属性。
b.中心文件/本地文件:用于识别模型文件的位置属性,特别是使用工作集的模型文件,要求必须在文件名的末尾注明“-CENTRAL”或“-LOCAL”。
3)色彩
建筑专业是建筑设计的首个工作专业,在应用BIM技术开展模型绘制和建立过程中,宜采用默认颜色进行编辑;若发现问题构件,可使用红色进行标记。同时,建筑设计人员,需要了解与自身工作密切相关的水、暖、电模型系统设计工作。设备安装工程的模型中涉及大量的设备管线,在模型中外观相似,容易混淆,故模型中约定采用不同的颜色表示对应的设备管线内容。具体对应内容详见表1.8。
表1.8 BIM模型色彩
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1.3.4 BIM图纸形式
BIM技术的建筑设计因在二维识图方面与国内现行的诸多制图标准还不尽相同,不能完全满足出图要求。例如:
①部分线型、文字、标注等与二维的建筑制图标准不一致;
②轴网、标高等不能控制其出图效果;
③软件自带的三维构件族生成平面图、立面图和剖面图时与二维制图标准中的图例不匹配,甚至对于一些BIM构件,不同企业生成的平、立、剖二维视图图例都不一致;
④在现行的BIM技术建筑设计的工作模式下,很难通过三维模型完成完全符合要求的总平面图出图。
综上,并不是所有的交付图纸都能由BIM软件直接生成,BIM软件本身的优势也并不在此,这也是导致现阶段BIM建筑设计工作主要以翻模为主的原因之一。一般建模的原则是保证二维视图能够完整、准确、清晰地表达设计意图和具体设计内容,且控制模型规模在合理范围内。而应用BIM软件生成二维图纸须经过一定的筛选,一般可采取以下工作方式:
①发挥BIM软件优势,在方案设计阶段可采用BIM模型直接生成二维图纸出图,作为工作交流、协调等使用;若业主方同意,也可作为直接交付图纸供业主审阅。这样可以有效减少本阶段对图纸细节处理的工作量,提高出图效率,关键是能够保持模型与图纸的高度关联性,在后续的修改中保证图纸与模型信息一致。
②BIM模型直接生成二维视图的重点可放在二维图纸正向绘制难度较大的剖面图、透视图等内容上,如此可有效提高图纸内容的准确度,避免二维图纸绘制时的常见错误,真正解决二维设计模式下存在的问题,体现BIM模型出图的关联性、准确性等价值。比如,在传统二维设计模式下出图,常存在剖面图数量不够,无法充分描述建筑物内部空间结构关系。为此,设计师在做施工图设计时,也采取过利用阶梯剖面图、局部剖面图等方法,尽量详尽展示建筑物内部复杂空间,然而这也为读图带来了更高的难度。在BIM模型环境下,就可以轻松生成指定位置的剖面图,且图示内容准确,与平面图、立面图关联度极高,在较大程度上减轻了设计师的工作量,提高了剖面图的正确率。尽管如此,剖面图的绘制还是要遵循相关制图规范,不能因为可以由BIM模型直接生成出图,就随便选择剖切位置,造成图示内容的重复和无效。
③可采取BIM模型正向设计结合二维优化出图的工作模式。BIM模型出图的问题在施工图阶段最为严重。设计师可以先基于BIM模型完成专业协调、碰撞检查、修改等工作,待设计内容确认无误后,导出二维图纸到平面设计环境,再根据建筑工程相关制图要求进行补充和优化,以达到出图要求。这样既利用了BIM技术正向设计的优势,保障了各图别图纸内容的关联和正确,又契合了平面图纸的制图要求。
④对于BIM模型中局部难以直接二维出图的地方,在方案设计和初步设计阶段可配以文字注释;对于部分实在难以在BIM模型中出图的工作内容,继续采用二维制图的方式,需特别注意检查图纸内容与模型的对应关系。
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