建筑业存在着这样两个众所周知的普遍现象,一个叫“错漏碰缺”,另外一个叫“设计变更”。其中错漏碰缺是因,设计变更是果。这对设计师来说,意味着工作量;对承包商来说,意味着待工、窝工、返工;对发展商来说,意味着工期可能延误、造价可能提高、质量可能降低;对社会来说,意味着人力材料浪费、更多的二氧化碳排放量、更大的绿色挑战。
实际上,设计各单个专业自己的图纸本身发生错误的比例很小,各专业之间的不协调、设计和施工之间的不协调以及业主要求变更才是设计变更的主要原因,而且三者比例相差甚微。业主要求变更的原因有两种,其一是业主对图纸的理解,他看到的施工结果与他想要的东西发生偏差;其二是业主需求发生变化。
上述原因中,除业主需求变化引起的变更外,其余专业之间的协调问题、设计施工之间的协调问题和业主由于理解偏差而要求的变化占设计变更的70%~80%,而通过BIM应用的协同设计功能可以解决掉这些问题的绝大部分甚至全部。这里所说的“协同设计”名词沿用了二维协同的通用说法,但基于BIM协同的内涵并不限于设计阶段,而是贯穿项目全生命周期的各阶段、各专业之间协调综合的过程。说到BIM与协同,在国内BIM领域十分活跃且颇有建树的何关培先生对此有如下阐述:
“协同、协同设计、基于BIM的协同设计以及协同设计软件是几个不同层次的概念。
协同是群居动物的生物本能,狼群捕猎食物是协同,原始人捕猎动物也是协同;长城和金字塔是协同建造的,帝国大厦也是协同建造的。协同概念和群居动物与生俱来,早于设计,早于CAD,更早于BIM。当然不同年代协同的能力、水平、范围都在不断的升级变化中。
协同设计是属于设计师的那部分人类协同生存的一种,可以说有设计就有了协同设计;基于BIM的协同设计提高了协同设计的效率和质量,这就是BIM对协同设计的贡献或者价值。
协同设计软件是支持开展协同设计的工具之一,并且可以是一种非常有效的工具,如果某个协同设计软件能非常满足客户需求的话。
有人说BIM的目的是协同,这种看法是有些牵强的。如果非要弄清楚BIM的目的到底是什么,我们大致可以用这样的逻辑来给出一个答案:工程建设行业的所有技术、方法、工具都是为项目参建方提高针对项目的决策及行动的质量和效率服务的,这类决策和行动需要不同团队和个人协同作出,但这种协同是建立在自我理解和互相沟通基础之上的,BIM由于自身多维可视化和信息丰富等特点,使其对理解、沟通、协同的效率和质量的提高有着目前其他技术所不可比拟的优势,因此其对最终提高项目质量和效率有重大价值。”
一般来讲,建筑领域的协同设计是指建筑、结构、设备等各个专业在同一工作平台下协作,并通过设定项目中心文件进行集体共享;它是一种基于网络的设计沟通交流手段以及设计流程的组织管理形式,包括技术协同以及管理协同两个方面的综合实现。协同设计使参与设计过程的人员可以跨时间、跨地域地进行同步设计。
基于二维的协同设计是指通过CAD文件之间的外部参照,使各专业间的数据得到共享;通过网络消息和视频会议等手段,使设计团队成员之间可以跨部门或地域进行成果交流、讨论设计变更或开展方案评审;通过网络管理软件,项目组成员以特定角色登录,可保证成果的实时性和唯一性,实现正确的设计流程管理;通过建立网络资源库,设计者能获得统一的设计标准。而由于DWG图纸都是相对独立的信息,不具有关联性,因此以图纸为工作对象的传统工作方式,由于同一设计内容在不同图纸上重复出现而使得修改的工作量成倍增加,更使得出错的机会也成倍增加。
目前基于2D图纸大家也做管线综合的工作,花的精力不少,效果却不能令人满意,其中最重要的原因在于工具的限制。这项工作主要分两个步骤进行:首先是发现问题,然后是解决问题。使用2D图纸进行协调综合的时候,常见的是不容易很快地发现问题,然后是发现问题之后难以确定由谁来修改——建筑、结构改还是给水排水、电气、暖通?设计方改还是施工方改?各方争论,莫衷一是,而且往往是原来的问题解决了,结果出现了比原来更严重的问题。究其原因,基于二维的协同没有从根本上改变建筑设计的模式。协同设计必须从二维向三维过渡,并最终建立以协同平台为基础,以基于建筑信息模型(BIM)的建筑生命周期管理(BLM)为核心,以工作流管理系统为驱动力的集成化协同设计系统。(https://www.xing528.com)
统计资料表明,BIM的协调综合应用可以使设计变更大大减少,同时如果使用BIM进行协调综合,那么协调综合过程中的不合理变更方案或问题变更方案也就不会出现了。
基于BIM的协同设计是指不同专业人员使用各自的BIM核心建模软件在客户端建立自己专业相关的BIM模型(Local File),并与服务器端唯一的中心文件(Central File)链接(图3-6),保持本地数据的修改与更新,并在与中心文件同步后,将新创建或修改的信息自动添加到中心文件(图3-7)。在设计过程中,各专业都可以在此模型中查看其他专业部件的布置及其他信息,模型中所有的设计数据与信息都是相互关联与依赖的,同一构件元素,只需输入一次,所有与其相关的内容都会发生相应的改变,各工种共享该元素数据并与不同的专业角度操作该构件元素,从而实现信息共享整体推进。

图3-6 BIM协同设计(一)

图3-7 BIM协同设计(二)
基于BIM的协同设计模式可以为设计、施工、业主、经营者之间建立沟通的桥梁,提供处理工程项目所需要的即时相关信息。由于以唯一的建筑信息模型为工作基础,图纸自然地成为了模型自动生成的副产品,各专业设计师通过对建筑信息模型的拆分、组装、显示、信息提取,自动生成完整的建筑设计施工图档。
基于BIM的协同从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目;从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计;从单一设计交付转向建筑全生命周期支持。这一设计模式使得设计内容的分工依据变得更为重要,它彻底改变传统的单兵作战的工作方式,要求设计团队更多地关注设计本身,而不仅仅是图纸。
BIM与协同设计将成为互相依赖、密不可分的整体。BIM为协同设计提供底层支撑,将大幅提升协同设计的技术含量。因此,未来的协同设计将与BIM融合,它将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段,而是成为设计手段本身的一部分。我们借助于BIM的技术优势,协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期,需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与,因此具备了更广泛的意义,从而带来综合效率的大幅提升。随着互联网技术的发展,基于BIM的协同将向支持Internet的广域网协同设计平台推进。
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