BIM数据集成助力可持续设计

一个项目的性质从概念设计到竣工完成所经过的各个阶段都会发生变化。由于项目的本质是在规定期限内完成特定的、不可重复的客观目标，因此，所有项目都有开始与结束。有人将项目以“出生、成熟、死亡”的生物学比喻，但我们不要受到误导而得出这样的结论：“项目在本质上是单一方向发展的。”许多项目，由于意料之外的环境变化，即使在接近原先规划的最后阶段时，也可能重新开始。项目的生命周期一般可以分为四个阶段：项目立项期、项目启动期、项目发展成熟期以及项目完成期。而建筑项目的全生命周期（BLM）包括规划、设计、施工、运行维护、拆除或改建这几个典型阶段。

在项目规划阶段，一个重要的挑战就是帮助业主把握好产品和市场之间的关系。BIM能够帮助业主在项目策划阶段作出市场收益最大化的工作，特别是实现高租售价格建筑面积的最大化，例如朝向好、景观好、可利用的商业空间面积最大等。此外BIM还能帮助业主了解建筑的造型以及真实环境下的视线可见性等关键信息，并且利用BIM对不同的设计方案进行整个建筑物的能耗仿真模拟，在保证建筑物功能和性能的同时，帮助业主从建筑物的全生命周期来考虑建造成本和能耗成本。

为了做到有效节能，给观众带来舒适体验，下面以CCDI的一个典型案例——国家电网馆解释BLM（建筑生命周期管理）各个阶段及BIM在此过程中是怎么参与进来的。项目开始初期就重点考虑了遮阳和自然通风。通过建立的BIM模型来模拟上海5～10月期间夏、秋季的风环境风频，参考风频图表中得出的数据，设计团队为整个建筑留出一条西北、东南的风通道，同时也作为人员通道和主入口，在避免阳光直射的同时为等候区的人员引来夏季的凉风，提高人员等候区域的舒适度。

在项目设计阶段，BIM让建筑设计从二维走向三维，这是建筑设计方法的一次重大转型。BIM使建筑师们不再受限于如何用传统的二维图纸来表达一个空间的三维复杂形态，从而极大地拓展了三维复杂形态的可实施性。

国家电网馆方案初期经历了长达数月的方案比选、奇形怪状的方案构思、无数的草图手绘。设计师大量使用数字化参数设计软件来推敲和调整那些稍纵即逝的想法，并通过建立BIM模型，来研讨形体建造的可行性。

经过反复筛选，设计方案逐步明确。设计团队在BIM模型的帮助下，高效综合了造价、施工周期、企业形象等各方面的因素，最终采用了两个方盒子的体块咬合方式来体现，BIM的出现使设计修改更容易。在立面中考虑了可以消除协调错误，提高工作整体质量，实现平、立、剖面图自动修改。立面设计产生的所有结果都会在整个项目中自动协调，各个视图中丝毫没有简化，越是简单的形体越需要建筑立面的精致。设计师结合输电网络电压由高到低的变化和建筑信息模型提供的自动协调更改表达了立面分割大小变化的尺度和规律，更加省时省力，不会出现平、立、剖面不一致的错误。

在施工阶段，施工单位可以将BIM模型和计划进度进行数据集成，以实现BIM基于时间维度的4D应用。通过BIM的4D应用，除了可以按天、周、月看到项目的施工进度并根据现场情况进行实时调整，分析不同施工方案的优劣，从而得到最佳施工方案；也可以按分、秒、时对项目的重点或难点部分进行可建性模拟，进行诸如建筑机械的行进路线和操作空间、土建工程的施工顺序、设备管线的安装顺序、材料的运输堆放安排等施工安装方案的优化。(www.xing528.com)

由于可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息，BIM可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息，甚至可以帮助实现建筑构件的直接无纸化加工建造。通过建筑业和制造业的数据共享，BIM将大大推动和加快建筑业的工业化和自动化进程。

由于建设项目的投入不是一次性到位的，而是根据项目建设的计划和进度逐步到位，因此，BIM结合施工计划和工程量造价，可以实现5D应用，实现建筑业的“零库存”施工，最大限度发挥业主的资金效益。

以BIM模型和3D施工图代替传统二维图纸指导现场施工，可以避免现场人员由于图纸误读引起的施工错误。此外，通过激光扫描、GPS、移动通讯、RFID和互联网等技术与BIM模型进行整合，指导、记录、跟踪、分析作业现场的各类活动，不仅能保证施工期间不产生重大失误，也为项目运营维护准备了准确、直观的BIM数据库。

国家电网馆项目施工周期紧，施工难度大，因此如何有效地调配现场施工资源及如何制订合适的施工进度成为关键。特别是钢结构部分，由于建筑的结构和主面表皮肌理充分结合，形成斜交叉的结构体系，大大增加了施工难度，因此在钢结构安装环节，设计师与钢结构施工方一起合作，通过BIM模型与施工组织进度计划相链接，利用Navisworks对钢结构的安装施工进行4D施工模拟，实现了对原有安装方案的优化和改善，大大提高了各方对施工进度的把控能力。

在建筑生命周期的运营管理阶段，一方面BIM可同步提供有关建筑的使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间以及建筑财务等方面信息。另一方面，BIM可提供数字更新记录，并改善搬迁规划与管理，为促进标准建筑模型对商业场地条件的适应提供帮助。在BIM技术的指导下，有关建筑的物理信息（例如完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存）和关于可出租面积、租赁收入或部门成本分配的重要财务数据都更易于管理和使用，稳定访问这些类型的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。