BIM與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方法的對(duì)比

這是一篇2008年的舊文，再此刊登，供大家參考。

建筑設(shè)計(jì)中的 CAD 和 Object （對(duì)象）—— CAD 技術(shù)

        從 20 世紀(jì) 80 年代初期，建筑師開始在個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用 CAD 系統(tǒng)。短短的時(shí)間里，大部分施工圖便由計(jì)算機(jī)繪制并打印，而不再是手工繪圖了。這種以集合為基礎(chǔ)的技術(shù)雖然已經(jīng)在建筑行業(yè)應(yīng)用了幾十年，但最終的圖形文件卻只能包含建筑項(xiàng)目的一小部分信息，如樓層和相關(guān)屬性。在大型項(xiàng)目中，只能通過人工來協(xié)調(diào)這些不同的文件和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，任務(wù)依然非常艱巨。

        隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高，出現(xiàn)了更為高級(jí)的 Object （對(duì)象）—— CAD 應(yīng)用軟件。其中的數(shù)據(jù)“對(duì)象”，如門、墻、窗、屋頂?shù)�，在包含建筑圖形數(shù)據(jù)的同時(shí)，也儲(chǔ)存了建筑的非圖形數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)支持三維的建筑幾何模型，并從三維模型中生成二維圖紙。

         但 Object （對(duì)象）—— CAD 系統(tǒng)仍然是以 CAD 為基礎(chǔ)的，用基本的圖形文件存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)。它們還是強(qiáng)調(diào)建筑圖形，因此不能最優(yōu)地創(chuàng)建和管理建筑信息。

參數(shù)化建筑模型

         在這種數(shù)字模型中，整個(gè)建筑模型和整套設(shè)計(jì)文件保存在一個(gè)集成的數(shù)據(jù)庫中，所有內(nèi)容都是參數(shù)化和相互關(guān)聯(lián)的。參數(shù)建模對(duì)于 BIM 至關(guān)重要，因?yàn)檫@種技術(shù)產(chǎn)生“協(xié)調(diào)的、內(nèi)部一致并且可運(yùn)算的”建筑信息，這是 BIM 的核心特征。如果使用 CAD 解決方案，信息的平面表達(dá)（圖示或渲染圖）雖然看起來和制定的參數(shù)化建筑模型工具的輸出形式差不多，但實(shí)質(zhì)卻大不相同。

        相比較而言，參數(shù)建筑建模工具可以輕松協(xié)調(diào)所有圖形和非圖形數(shù)據(jù)——全部視圖、圖紙、表格等，因?yàn)樗鼈兌际菙?shù)據(jù)庫下的視圖。以窗戶為例，當(dāng)窗戶置于墻體中距門 1m 遠(yuǎn)，模型保存了這種數(shù)據(jù)關(guān)系。如果門或者墻移動(dòng)了，窗會(huì)自動(dòng)在它出現(xiàn)的所有視圖和圖紙中作相應(yīng)地移動(dòng)，所有相關(guān)尺寸也會(huì)作出更正。參數(shù)建模固有的雙向聯(lián)系性和即時(shí)性，及全面?zhèn)鬟f變動(dòng)的特性，帶來了高質(zhì)、協(xié)調(diào)一致、可靠的模型，使得以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、分析和文檔編制過程更加便利。

統(tǒng)一相互割裂的建筑過程

        建筑行業(yè)呈現(xiàn)筒狀結(jié)構(gòu)，有著固定的組織邊界，通常建筑工程由設(shè)計(jì)、制作、施工和運(yùn)營(yíng)幾個(gè)獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)完成，這種方式限制了各組成部分的互動(dòng)。過去，在建筑過程中使用的數(shù)字成果是分散零碎的，重點(diǎn)放在了那些分散的、彼此脫節(jié)的任務(wù)上，比如生成圖紙、效果圖、估算成本或建筑管理記錄。

        BIM 解決方案能夠跨越這種脫節(jié)的狀況，取代這些以任務(wù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件，通過統(tǒng)一的數(shù)字模型技術(shù)將建筑各階層聯(lián)系起來。它所采用的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，是具有開創(chuàng)性的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)新方法。因此，從以 CAD 為基礎(chǔ)的技術(shù)轉(zhuǎn)換到 BIM ，對(duì)有些人來說可能會(huì)比較困難，但它對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)展的意義是深遠(yuǎn)的。

交互性操作

        目前，有眾多的設(shè)計(jì)工具和應(yīng)用軟件可以幫助設(shè)計(jì)師們處理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，但還沒有形成一個(gè)完整的可以指導(dǎo)行業(yè)的數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。只有在這些應(yīng)用軟件之間共享具有價(jià)值的設(shè)計(jì)信息，并使涉及工程的各個(gè)單位間都能使用可運(yùn)算的建筑數(shù)據(jù)，才能成功地推進(jìn) BIM 。

        例如，建筑師希望利用建筑信息模型來測(cè)試建筑的能源效率，并以此為參照修改設(shè)計(jì)，就必須讓能源分析軟件訪問建筑信息模型。在此情形下， XML 標(biāo)準(zhǔn)被證明是實(shí)現(xiàn)交互操作性的合適工具。 XML 通過描述數(shù)據(jù)內(nèi)容，定義文本含義的標(biāo)準(zhǔn)，完成了向可運(yùn)算文件的轉(zhuǎn)變，方便了計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序間交換數(shù)據(jù)內(nèi)容，也就是說，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上的交互操作性。

人員配置

        人員配置的傳統(tǒng)方式，是以完成整套施工圖的龐大任務(wù)決定項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的人員結(jié)構(gòu)組成。團(tuán)隊(duì)成員的角色經(jīng)常與其繪圖的類型相符。平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖等，或是與建筑構(gòu)件相符，如核心筒、外墻或大廳。如前所述， BIM 解決方案大大減少了文檔編制的工作量，因此傳統(tǒng)的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)不再適用。取而代之的是 BIM 團(tuán)隊(duì)將圍繞諸如項(xiàng)目管理、內(nèi)容創(chuàng)立、建筑設(shè)計(jì)和文本編制等活動(dòng)組織并開展工作。

         此外， BIM 代表了新的建筑設(shè)計(jì)方法，而不僅僅是應(yīng)用新的技術(shù)，因此， BIM 團(tuán)隊(duì)必須從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)組織中脫離出來，以此反映 BIM 帶來的基本組織流程變化。實(shí)際上，許多公司用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來精選最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師和建筑師（而不是最好的 CAD 繪圖員）組成 BIM 的協(xié)作團(tuán)隊(duì)。

        企業(yè)還會(huì)發(fā)現(xiàn)，過去用在圖紙文檔和 CAD 工具上的開支減少了，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的規(guī)模和預(yù)算也相應(yīng)減小很多，小規(guī)模的團(tuán)隊(duì)在相目執(zhí)行期間靈活性更強(qiáng)。一旦 BIM 解決方案開始運(yùn)作，公司用很少的時(shí)間和人員就能完成施工文檔和協(xié)調(diào)工作。較早使用 BIM 解決方案的公司已經(jīng)把節(jié)約的時(shí)間和人員用在前期設(shè)計(jì)開發(fā)上面，因此可以提前進(jìn)行更好的決策，并以更高的效益推進(jìn)項(xiàng)目的完成。