BIM及智能化系統(tǒng)概述

1、BIM及智能化系統(tǒng)概述建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）是近兩年來(lái)出現(xiàn)在建筑界中的一個(gè)新名詞，其定義為：創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型對(duì)建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)全過(guò)程進(jìn)行管理和優(yōu)化的過(guò)程、方法和技術(shù)。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。一個(gè)完備的建筑信息模型會(huì)在建筑工程的各個(gè)階段（即設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維）發(fā)揮出全所未有的優(yōu)勢(shì)。例如，在方案設(shè)計(jì)階段，使用相關(guān)軟件進(jìn)行能耗、結(jié)構(gòu)、綠色建筑等分析可以更準(zhǔn)確地估算出各項(xiàng)性能指標(biāo)和造價(jià)情況；在擴(kuò)初及施工圖階段進(jìn)行碰撞問(wèn)題；在施工階段，通過(guò)對(duì)BIM模型進(jìn)行三位深化，可以更精準(zhǔn)地把控施工的準(zhǔn)確性和可操作

2、性；在運(yùn)維階段，由于最終的模型中記錄了各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)信息（如生產(chǎn)廠家、出廠日期、保修期等），運(yùn)維人員可以通過(guò)這些信息對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)預(yù)更新。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展、項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，智能化系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜。如今，在一個(gè)大中型項(xiàng)目中，智能化系統(tǒng)涵蓋了中央集成管理、綜合布線、有線電視、信息引導(dǎo)及發(fā)布、視頻安防監(jiān)控、入侵報(bào)警、出入口控制、建筑設(shè)備管理、智能照明、能耗計(jì)量及能源管理、智能會(huì)議子系統(tǒng)。擁有如此多的子系統(tǒng)，且每層線槽數(shù)量一般為3個(gè)，地下層甚至?xí)_(dá)到45個(gè)，設(shè)計(jì)人員在排布本專業(yè)的管線時(shí)已經(jīng)較為困難，再考慮到與其他專業(yè)避讓一級(jí)施工的合理性，其設(shè)計(jì)難度可想而知。傳統(tǒng)的二維圖紙

3、很難將管線的具體排布位置、設(shè)備各類信息等直觀地體現(xiàn)出來(lái)，很多問(wèn)題都需要等到施工時(shí)再去修改解決，而BIM的三位特性很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。憑借其針對(duì)機(jī)電各專業(yè)建立的三維模型進(jìn)行管線碰撞檢測(cè)，可以在施工前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)隱患，顯著提升施工的可行性與準(zhǔn)確性。此外，從二維到三維的轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)暴露大量的設(shè)計(jì)問(wèn)題，BIM技術(shù)的應(yīng)用則可大幅度降低傳統(tǒng)模式下二維設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工的沖突，從而減少施工階段的設(shè)計(jì)變更、返工。2設(shè)計(jì)流程對(duì)于機(jī)電專業(yè)，一個(gè)BIM項(xiàng)目的一半設(shè)計(jì)流程如圖1所示。片羯出陽(yáng)根子認(rèn)圖1設(shè)計(jì)流程圖2.1 準(zhǔn)備工作本文中所用的建模軟件是AutodeskRevit。如果是首次做BIM設(shè)計(jì)，需要提前建立好自己的族

4、庫(kù)。族是Revit的核心，其概念類似于CAD制圖中的“塊”，但區(qū)別很大。首先，族不僅包含了二維的圖例符號(hào)，還是一種三維模型，所以在創(chuàng)建族時(shí)需要參考真實(shí)的設(shè)備尺寸，其次，一個(gè)族里出來(lái)包含大量設(shè)備參數(shù)（如設(shè)備的功率、材質(zhì)、類型、編號(hào)、使用壽命）外，還可以自定義添加參數(shù)，如果有些參數(shù)不定，后期加入也很方便（利用BIM模型獲取工程量數(shù)據(jù)，確保了數(shù)據(jù)來(lái)源的唯一性、完整性、正確性、可追朔性）。由于智能化系統(tǒng)中設(shè)備種類非常多（如監(jiān)控?cái)z像機(jī)、門禁設(shè)備、各類信息點(diǎn)、控制箱等），在建立族庫(kù)的時(shí)候要盡量考慮周全，提前做好準(zhǔn)備，方便在設(shè)計(jì)階段隨時(shí)載入。族庫(kù)準(zhǔn)備好就可以開始著手建立模型了。在完成軟件環(huán)境設(shè)置后，加載項(xiàng)目

5、樣板，啟動(dòng)工作集，創(chuàng)建自己的中心文件。需注意的是中心文件的命名，各專業(yè)一定要統(tǒng)一格式，否則在后期鏈接其他專業(yè)中心文件時(shí)會(huì)出現(xiàn)混亂。在中心文件建好之后，鏈接建筑專業(yè)的中心文件，獲取坐標(biāo)，復(fù)制標(biāo)高軸網(wǎng)，就可以創(chuàng)建平面視圖了。2.2 前期設(shè)計(jì)智能化子系統(tǒng)非常多，所以需要按不同系統(tǒng)創(chuàng)建多個(gè)工作集，由團(tuán)隊(duì)內(nèi)多位設(shè)計(jì)人員協(xié)同作業(yè)。工作集最大的好處是設(shè)置的可見性，方便協(xié)作。例如，設(shè)計(jì)人A想查看設(shè)計(jì)人B繪制的管線，以免沖突，A只需在自己的平面視圖中設(shè)置B所擁有工作集的可見性即可，而在平時(shí)的設(shè)計(jì)中，A與B分別在各自所屬的工作集中進(jìn)行設(shè)計(jì)，互不干涉，這是BIM設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)CAD制圖的一個(gè)設(shè)計(jì)理念。此外，與CAD

6、相比，Revit還在以下方面具有優(yōu)勢(shì)：3）點(diǎn)位布置：BIM的“快”和“準(zhǔn)”的優(yōu)勢(shì)BIM中設(shè)備的族基本可以分為兩種，一種是基于面的，一種是自由放置的?；诿娴淖逶邳c(diǎn)位布置時(shí)，需先選擇放置在垂直面（如墻面）、平面（如桌面）還是一個(gè)自定義的工作平面（如吊頂）上，然后軟件會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)人的選擇自動(dòng)拾取相應(yīng)的面來(lái)放置圖元。對(duì)于自由放置的族，通過(guò)設(shè)定偏移量（即高度），可以將族放置在視圖中的任意位置，且設(shè)計(jì)人員在設(shè)置前可對(duì)該圖元進(jìn)行任意旋轉(zhuǎn)，以方便具有方向性圖元（如監(jiān)控?cái)z像機(jī)等）的布點(diǎn)。2）過(guò)濾器Revit具有一個(gè)功能十分強(qiáng)大的過(guò)濾器。利用過(guò)濾器，可以建立各類不同的線槽及導(dǎo)線（如圖2所示）。對(duì)于二維導(dǎo)線，可設(shè)置

7、線的顏色及線型；對(duì)于線槽，可設(shè)置各自的填充圖案，以便區(qū)別出不同類別的線槽。圖2過(guò)濾器使用過(guò)濾器還可以過(guò)濾掉一些在視圖中不想顯示的設(shè)備，例如，設(shè)計(jì)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí)，在鏈接的其他專業(yè)的模型文件中有很多設(shè)備的族同屬一個(gè)模型類別，而設(shè)計(jì)者只想顯示其中的部分設(shè)備，這樣便無(wú)法再模型類別中關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備的可見性。此時(shí)，可以在過(guò)濾器中建立不想顯示的設(shè)備族的過(guò)濾條件，勾選掉其可見性即可。3）線槽繪制設(shè)定好線槽的尺寸、偏移量和標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)后，即可方便地繪制出在過(guò)濾器中建好的各類線槽。將兩個(gè)斷開的線槽相連接時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成水平彎通、水平三通、異徑接頭等相關(guān)線槽配件（如圖3所示）。圖3線槽及相關(guān)配件此外，線槽繪制好后可

8、隨意進(jìn)行拖拽、移動(dòng)，并且可對(duì)連接在一起的線槽統(tǒng)一變更高度,方便后期的調(diào)整、修改。4）標(biāo)注由于在過(guò)濾器中建立好了各類導(dǎo)線及線槽，可在視圖中對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)注或批量標(biāo)注。此外，對(duì)于含有相關(guān)信息的各類設(shè)備，可以對(duì)標(biāo)注內(nèi)容進(jìn)行編輯，選擇想要顯示的設(shè)備信息進(jìn)行標(biāo)注。5）剖面可以再平面視圖中的任意位置創(chuàng)建一個(gè)剖面視圖，查看設(shè)備高度、吊頂高度等無(wú)法再平面視圖中直觀顯示的信息。6）圖紙更新Revit采用的是同步機(jī)制，即各專業(yè)的中心文件均保存在統(tǒng)一的服務(wù)器上，設(shè)計(jì)時(shí)將本地模型文件與中心文件進(jìn)行同步，便可實(shí)現(xiàn)各專業(yè)模型的同步更新。7）各專業(yè)間協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)在用Revit進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用各專業(yè)互相鏈接中心文件的方式隨時(shí)

9、查看其最新的圖紙信息，協(xié)同作業(yè)。比如，智能化系統(tǒng)的線槽一般會(huì)與強(qiáng)電系統(tǒng)的線槽排布在同一高度空間內(nèi)，繪制線槽時(shí)把強(qiáng)電專業(yè)的中心模型文件鏈接進(jìn)來(lái)，通過(guò)對(duì)其設(shè)置可見性就可以方便查看強(qiáng)電系統(tǒng)線槽的位置。如果管線間有沖突，需及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，將線槽合理地排布開，為后期的模型調(diào)整減少不必要的麻煩。在設(shè)計(jì)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)時(shí)，也可以用這種方法將與暖通專業(yè)、水專業(yè)相關(guān)的設(shè)備方便地顯示在自己的視圖中。另外，在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)電各專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)盡早確立一個(gè)基本的管線排布原則以減少模型碰撞次數(shù)，否則后期的設(shè)計(jì)修改及調(diào)整的工作量會(huì)非常大。2.3 碰撞檢測(cè)機(jī)電各專業(yè)的模型建立好后便可進(jìn)行碰撞檢測(cè)，這時(shí)需要用到Navis

10、worksManage軟件內(nèi)部的ClashAetective功能，設(shè)置碰撞規(guī)則后便可以對(duì)各專業(yè)導(dǎo)入進(jìn)來(lái)的模型文件進(jìn)行碰撞檢測(cè)。通過(guò)軟件顯示出的三維碰撞結(jié)果（如圖45所示）可以直觀地看出管線碰撞位置及碰撞原因。圖4高亮顯示的碰撞結(jié)果圖5碰撞結(jié)果2.4 深化設(shè)計(jì)完成各專業(yè)間模型碰撞檢測(cè)之后，尋找模型或圖紙的設(shè)計(jì)問(wèn)題，生成碰撞報(bào)告。碰撞一般分為硬碰撞和軟碰撞，。硬碰撞指的是兩物體在空間中有所重迭而發(fā)生碰撞，而軟碰撞則是指兩物體在空間中雖未因重迭而發(fā)生碰撞，但考慮到維修需求或施工上的合理性，必須要保持的空間距離卻未能滿足要求。各專業(yè)負(fù)責(zé)人結(jié)合三維模型及碰撞報(bào)告協(xié)商確定出準(zhǔn)確的管線綜合調(diào)整原則，指導(dǎo)進(jìn)一

11、步深化設(shè)計(jì)。在此階段，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員需密切配合，對(duì)模型中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，使模型深度及完備性符合相關(guān)要求（一般需達(dá)到LOD300標(biāo)準(zhǔn)）。對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整時(shí)應(yīng)注意以下基本原則：1）明確凈高目標(biāo)及吊頂方式；2）遵循統(tǒng)一的管線間距控制原則；3）明確管線避讓原則（如臨時(shí)管線避讓永久管線、小管線合理避讓大管線等）；4）滿足規(guī)范要求，保證各種管線布局的整體合理性。2.5 最終出圖在最終模型得到業(yè)主確認(rèn)后，便可以根據(jù)該模型出具最終二維圖紙。Revit具有多種輸出方式，可批量導(dǎo)出PDF或各種版本的DWG文件。在前期設(shè)計(jì)階段由于業(yè)主方要求或?qū)徍藢彾ㄐ枰赡芤呀?jīng)出過(guò)幾版圖紙，但經(jīng)過(guò)碰撞檢測(cè)后進(jìn)行的模型調(diào)整使

12、很多線槽的位置和高度發(fā)生變化，所以需要結(jié)合最終的三維模型調(diào)整平面圖紙，標(biāo)注線槽翻彎節(jié)點(diǎn)的位置和高度，重新連接偏移的管線。以上的做法能保證圖紙的準(zhǔn)確性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工起到一定的指導(dǎo)作用。3未來(lái)展望在過(guò)去的20年終，隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，建筑師、工程師們手工繪圖走向電子繪圖，設(shè)計(jì)效率提高了十幾倍到幾十倍，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。BIM技術(shù)作為繼CAD后出現(xiàn)的又一重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，憑借其全新的設(shè)計(jì)理念、高度的信息化、強(qiáng)大的三位特性，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)建筑行業(yè)的信息革命。在我國(guó)BIM發(fā)展至今仍存在不少問(wèn)題，如在實(shí)際施工當(dāng)中與BIM模型的契合度不高。原因在于：一方面受交叉施工工序影響，沒(méi)有完整