承包商BIM创建流程简述

(1)承包商的BIM应用流程

虽然BIM技术的使用正在迅速推广,但是它依然处在普及的早期阶段。承包商正在使用多种不同的方法来推动这项新技术。通常,当设计团队没有为项目建立模型时,承包商则承担建模的工作。即使建筑设计中使用BIM变得司空见惯,承包商们仍需在模型中创建额外的组件并输入建设的特定信息,从而使建筑模型更为实用。因此,许多领先的承包商从项目的一开始就着手创建自己的建筑模型,以支持协调、冲突检测、估价、四维施工进度模拟采购,等等。图8-5是常用的承包商从二维图纸创建建筑信息模型工作流程。

图8-5　承包方从二维图纸创建建筑模型并用于工程量统计和碰撞检查的BIM工作流程

[资料来源:Chuck Eastman,BIM手册(第二版),P201]

值得注意的是,在某些情况下,承包商建立的三维建筑模型仅仅是项目的可视化表现。这个模型并不包含任何参数化组件或者这些组件间没有任何关联。在这种情况下,模型的使用仅仅只能用来进行冲突检测、施工可行性审查、可视化效果展示、进度模拟(如四维),因为这种模型没有定义不相关联的可量化组件,以用来支持工程量统计和专业协作(Trade Coordination)在其他情况下,承包商可以创建一个混合的三维/参数化模型,其中包括部分BIM组件信息用来协调工作和工程量统计。当承包商创建了一个完整的建筑模型,他们就能够利用它拓展出多种用途。

另一种BIM实施方法如图8-6所示。在这种情况下,项目团队在合适的实践环境下基于一个共同模型进行协作,这个模型可能是三维模型、BIM或混合型模型。另外,如果某个机构是以二维图纸工作,那么承包商或顾问可以将二维转换为三维BIM,并添加到共享的模型中。通常来说,承包商或顾问负责由不同团队搭建的模型的整合工作,这些模型通常是由团队中的不同成员各自完成再合并到一个协作的模型。项目团队使用共享模型来进行协调、规划、工程量统计等其他功能。虽然,这样的方式并没有充分发挥出一个全功能建筑信息模型所支持的所有工具的优势,但相比较传统的方法,它能够减少成本和时间。共享的三维模型可以成为所有施工活动的基础,而且其准确性也远远大于二维图纸。然而,这种方法不能规避的风险是共享的建筑模型并不能把最近发生在模型(二维图纸或者其他独立的模型)外的变化反映在模型中。这就要求我们仔细地检查以避免这些错误、遗漏、(甚至是)返工。随着BIM的使用和实践的增加,将逐渐形成新的流程应用,如IPD。

图8-6　建筑师与承包方共享BIM三维模型工作流程图

[资料来源:Chuck Eastman,BIM手册(第二版),P201](www.xing528.com)

(2)分包商与构件加工商的BIM应用流程

建筑物现已变得越来越复杂,它是一种需要多专业协同设计与制造的特殊产品。建造商业的专业化和预制化生产的经济性使得建筑构件和系统的场外预制或组装的比例越来越高。与传统建筑所使用的大规模量产的现成构件不同,复杂的建筑需要生产制造定制的ETO(Engineered-to-order)构件,包括:钢结构、预制混凝土(Precast Concrete)结构和建筑外墙(Facade)、各种类型的幕墙、机电(MEP)和给排水系统、木材屋架和钢筋混凝土倾斜面板等。

基于其本身的特性,ETO构件需要经过复杂的工程设计和建筑师们之间的细心协作,才能保证其在建筑中吻合,即不影响其他建筑系统的工作并正确地与相关的系统匹配。基于二维CAD平台的设计和协同工作容易出错,而且需要耗费大量人力资源和较长的设计周期。BIM能够解决上述问题,是因为它允许在生产每个模块前进行模块的“虚拟建造”和模块与多个建筑系统之间的协作模拟。BIM给分包商和预制构件商带来的好处包括:通过虚拟图像与自动生成预算加强市场营销和提升渲染;消除几乎所有设计和协作错误;降低了工程详图深化的成本;直接提供自动化生产所需的数字文件;提升的预制与预装技术等^[8]。

准确、可靠和没有歧义的信息对于任何供应链的产品流都是至关重要的。因此,如果在组织内的很多部门甚至整个供应链中应用BIM,可以精简建造工艺。而这些过程的程度与深度的改变,是与参与项目不同部门所创建的BIM模型的整合程度息息相关的。

为了用于施工详图,BIM平台至少需要支持参数化与定制化的部件以及关系链,提供信息管理系统界面,并能够从设计师使用的BIM平台导入建筑信息模型。理想情况下,BIM平台也应该是为该模型渲染提供优质信息,并导出适合于自动化数控生产使用的数据。

图8-7显示了施工过程中定制类构件的典型信息流和生产流程。这个流程包括三个部分:项目获取(前期设计与招标)、详图设计(施工和协调)以及生产(包括运输与安装)。这个过程允许设计方案进行更新和修改的循环,并可以在需要的情况下重复。这个过程主要发生在详图设计阶段,因为详图设计不仅要服从生产商自己的要求,而且要与开发中的其他建筑系统的设计生产相协调,所以这个阶段要求生产商反复获取建筑设计者的反馈与批准。目前这个流程中存在几个问题:劳动密集型产业需要在生产与更新文件上花费大量精力;图纸集和其他文档的设置存在高错误率与不一致性,这些情况常常直到产品现场安装时才被发现;相同信息被多次输入计算机程序,每次输入用以实现不同的功能;工作流程有很多中间环节需要测评,导致经常性的重复工作,并且循环时间长。

改用BIM可以从几个方面改善这个流程。首先,BIM可以通过提高生产率和减少维持图纸的一致性的工作来改善大多数二维CAD过程的效率。在更深一步的应用中,BIM会通过实现一定程度的预制化来减少在目前的信息系统中昂贵的协调费用,并带来BIM自身的流程的变化。当在精简高效的建造技术中应用拉动式工作流程^[9](Pull Flow)详细控制设计、生产和安装等BIM时,BIM可以缩短工期,使建设流程更灵活并减少浪费。

图8-7　施工过程中定制类构件的典型信息流和生产流程