常 茜
(华通国际BIM研究中心,北京 100034)
随着社会的发展的建筑技术的进步,BIM技术越来越多的被使用(建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立)。它所具有的可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性五大特在实际项目的应用中也越来越得到甲方、设计师以及施工单位的认可,使得建筑的整个生命周期可控性越来越强。BIM技术的发展与使用将是对建筑一次历史性的变革。
BIM技术在设计阶段,是设计师在设计过程中实际是从传统的二维思维的设计方法转向三维思维模式转换的过程,也是项目从平面向空间的转换过程。BIM平台设计项目,需要架构一个好的管理模式并使项目能够按照预期的设计时间完成,也是在这个转型的时期需要做的一件很重要的事情。设计团队需要设计人员从传统的二维设计思维模式向三维设计模式转化。合理人员的统筹与工程管理将会发挥BIM技术的巨大优势。
现阶段有一定规模的建筑设计公司设计师班底基本上是由二部分人组成:一种是有较多工作经验的中青年设计师;一种是工作经验较少,但是有很高学习热情的年轻设计师。第一种设计师工作初始使用的CAD软件甚至是从画图版开始的,经过多年的工作实践,已经习惯用二维模式进行思考,固有的思维模式和工作习惯成为转向的壁垒;第二种设计师有着很高的工作热情,没有使用CAD二维设计的桎梏,可直接进入到三维设计的思考模式,上手很快,但是却缺少工作的经验。
无论是手画图还是CAD画图在原有的二维设计模式中,设计与制图大多都是由同一个设计师完成的,其优势在于设计速度快,思考过程和绘制过程一并完成,减少了想的和做的不一致的问题;其缺点是个人能力和思维模式决定了设计的总体走向,设计的合理化的推选过程是在设计师独立的实践中完成的,除非特别复杂或不能确定的问题,需要与其他设计师讨论意外,其设计过程很少有其他设计师参与共同设计,使得设计缺少同专业的设计人员共同思考和讨论的缜密过程,使得决定会稍显草率。其次,传统设计模式各工种各自为战,优势是新人容易上手,对设计师的要求也不算高,只需要掌握本专业的知识就可以完成项目;缺点在最终图纸未完成前大部分设计师多是只关注了自己专业的设计,各专业设计的协调工作是在图纸到达一定程度甚至是施工图完成后才进行的,协调性比较差,对于复杂功能的建筑物各专业汇审后会增加很大修改工作量。
在BIM平台的设计模式中,首先需要制定一个整体方案包括各专业全部系统,通过对整体方案的深入思考以及多次修正才能进行设计,思考先于设计制图,这也是BIM软件对设计制图的修正,从而减少设计过程中由于思考不充分而带来的多次修改,保证图纸质量。其次,各工种之间的工作协调性强,可在设计过程中减少由于信息沟通不充分带来的管线和系统上的碰撞,并减少项目后期设计修改工作量。但同时也对各专业的设计人员提出较高的要求,除了有本专业的专业知识以外,还需要有其他专业的相关知识。协同工作带来的另外一个好处是同工种之间的设计师可以随时关注本专业的设计进展,同专业设计师共同完成设计任务。
在BIM平台下工程模式也有了变化。原来利用CAD设计过程是方案阶段提供给甲方的图纸,大多数是效果图建筑,很多时候效果图很炫但实际上平面的图纸和效果图有很大的出入,到最后实施后不能达到建筑师最初的设计理念和业主希望得到的结果。二维模式下的方案设计的传递性不是很强,并且与工程的衔接不是很紧密。有些项目可能在工程设计人员未能完全理解设计师的真正思想和遗失方案修改过程的大量信息,平面是平面,立面是立面,造成方案设计与工程设计的错位。使用BIM平台进行方案设计可以有效的传递方案设计思想和之前修改过程中的大量信息,进入工程设计时可以将方案中大部分的信息保留延续,并将项目深入,这样将减少设计过程中重复工作和信息缺失以及人为错误。
个人认为优质管理模式是项目顺利进行的保证并在设计周期中得到能够让项目有持续发展,并且每个设计人员不仅可以精通对自己负责的那部分工作内容,还可以全方位了解项目各个部分和其他专业的设计,使每个设计师从项目中学到不仅仅是本专业的技能而且可以了解相关专业的知识。依靠BIM平台的设计,使得个体和群体的共赢,这是一种优质的有机的管理模式。
首先是方案平台,如果需要项目的可延续性,在创作过程就应该加入工程设计的内容,好在BIM相关软件提供了可靠的技术支持,即以项目样板的导入。项目样板来源于公司的项目标准,这些标准是来自CAD时代大量的项目积累是一种对于前一时代的项目总结。一个好的BIM标准是很重要的,它是引导一个项目向前顺利发展的前提。
其次是工程平台,即所有设计师共同的一个设计模型,这个平台的搭建如何满足各不同工种的工作是项目发展顺利进行的核心。
我们公司承接的北京市房山线长阳镇交通枢纽的项目是一个应用BIM平台的项目。此项目位于:长阳镇规划京良路以南,规划长阳七号路以西,规划长阳五路以东,规划社会停车场以北。是个与长阳站高架轨道相连的商业综合体。
项目的方案设计方是英国RTKL,他们使用revit软件完成了方案设计。我们拿到最初的模型实在是很感动,模型很精致,逻辑也很清晰,如果是方案模型的项目样板与国内的标准相符,此项目完全可以延续设计方的思维和模型并完成施工图设计。
此项目的问题是英国与中国的设计标准的不一致,需要我们重新建立一个具有中国标准、华通标准的项目模型。我们通过对RTKL的交流和对方案的解读,了解此方案的设计逻辑是,平面功能是一逐层设置,而立面是一个模型组。我们重新建立模型,是将结构构件按照结构关系建立一个体系,立面延续方案设计方的逻辑,单独设置一个模型组,由专人进行精修设计。
机电部分也使用了MEP软件进行设计。
这是一个完整的使用BIM手段进行设计的项目。项目人员安排如图3所示。
建筑专业:主要搭建中心模型的设计师是3人,2个人专职平面功能设计,最终完成施工图纸,1个人专职立面以及与立面相关的设计,最终完成施工图。助理建筑师是在建筑师带领下完成各种详图的绘制。
机电专业:主要设计师从事设计工作指导助理设计师完成工作,助理设计师使用MEP软件,完成管线的布置和碰撞检查。
此项目设计周期较为紧张,时间大约是从方案深入至初步设计不到2个月,完成施工图大约2个月。
图1 长阳轨道交通商业综合体BIM模型
最终模型可以提供参数信息,一个明晰的材料用量表(与概预算相关),使用revit源文件导入的一个用Lumion做的5分钟动画,以及提供的管线碰撞报告。由于碰撞已经在设计过程中调整了一部分,所以我们认为这种碰撞是需要在现场解决的管线碰撞只是针对管径大于500 mm的碰撞报告。
(1)BIM的设计周期和CAD设计周期对比图
从图4中可以看到,随着设计周期的持续,BIM的完成度越来越高,到后期远超过CAD。
(2)项目中各专业的互提条件
项目在时间节点上的控制与原设计节点的区别在于,使用统一的中心文件作为全专业的操作平台,互提条件将变的简化。
在原有的CAD平台上,互提条件多是以建筑专业为主导,提供一版工作作业图纸,相关专业确认此版图纸作为某阶段的图纸。而机电专业、结构专业图纸在设计与绘制过程中未达到某个设计阶段,例如报消防、报人防等时,图纸几乎不会与相关专业见面。互提条件多是以电话沟通或是人员私下沟通为主,闭门造车的现象普遍存在于各设计院协作专业之间。各专业的相互协调过程完全依靠设计师的工作经验,经验较多的设计师会为其他专业想的多些,预留条件比较充裕,或是前期设计时及时沟通,减少在后期的图纸修改量。但对于大多数走上工作岗位不久的设计师或是功能复杂的项目来说欲判断可能就是件比较困难的事情了。尤其是在工程时间紧张,工作量大,信息的不对称,交流的不及时,相关专业的设计师多处于成长期,这个设计工作的后期修改量可想一般了。在BIM平台下每个设计师同时使用一个中心文件,可随时与中心文件同步,如果需要还可以看到其他相关专业的设计内容,协调过程是在设计过程中完成的,信息的及时通达性是保证项目顺利进行的关键。所谓的互提条件值需要各专业能在每天的拿出一定的时间关注一下与本专业相关专业的设计内容,就完成了互提条件。项目负责人也可以随时控制项目的进程,不会因为某个专业拖延导致其他专业无法顺利进行,以致影响整体工期。
(3)关于项目在时间节点的控制
项目的时间节点多半以甲方安排的设计时间工期为准。在目前这种建设环境下,似乎设计时间总是不太充裕。
原有的设计时间控制,一般是有个大体的设计计划,然后在相关设计时间点之前有互提条件的过程,然后到了时间节点,各专业出图,对图,修改图纸。除了最后一版施工图,在设计过程中各专业在阶段工程中核对出来的图纸问题,会在后期修改。经常会存在一个专业修改了图纸,未提醒相关专业或是着急出图等原因,使得各专业图纸看起来不一致,甚至是出现错误。这种设计时间节点的控制和质量的控制其实不能完全到位,也是困扰大部分设计院的问题。
在BIM平台的设计时间节点控制,可以在某个设计节点前,进行模型的整合,使用整合的文件或是使用neverswork平台整合文件,召集所有专业的专业负责人一起开会,讨论各专业的问题和彼此之间的协调问题,在每个设计时间节点之前完成一次对图的工作。由于建筑设计是一个空间设计的过程,使用二维形式对图仅能通过想象和经验,而BIM平台的对图是很直观的,各专业中的碰撞的位置以及调整后对相关专业产生相关设计调整时一目了然的。BIM平台的软件是有一定的自查的能力的,有些调整如果仅是一个专业调整没有来得及与相关专业交代,软件本身是不允许这样操作的,这样就会在一定程度的控制了图纸的质量,保证了项目的准确性。对于项目负责人来说控制时间节点也可以同时控制所有专业的图纸质量。不过这也对项目负责人提出了更高的要求,需要懂得全部专业的知识,以及对项目全盘的控制能力。
(4)需要大量修改的图纸的项目控制
随着商业地产项目逐步成为设计市场上的主要产品,完成的设计图纸不可能是一套图纸,可能随着开发商的招租和商业策划的调整,需要设计师进行配合设计,最后用来施工的图纸可能是随时在随不同的输入条件而改动,不停地配合,这种配合服务很牵扯设计师的经历也会对图纸的设计过程带了很大麻烦,但有时又不可能避免的。
原来的二维的设计模式配合业主的修改图纸,是一件令设计师很头疼纠结的事情。对于目前市场这种大规模的建设状况,绝大部多数设计师工作压力都很大,多次修改也将造成大量的修改的错误和各专业图纸不统一的情况。
在BIM平台下的修改是可以提高工作效率。由于修改是不能避免的,那么减少修改过程中造成二次错误的再次修改是十分有意义的事情。大多数项目的修改不会造成整体项目推翻性的变动,而是个别部位的修改,也可能是多范围的细碎修改,这种修改会贯穿整个项目的建设的整个过程,面对这样的问题,设计师除了以洽商形式交予施工企业和业主也同时完成模型的修改,同时如前面所说专业间的互提条件很便利,各相关专业也可以在得到修改消息后关注模型并同时修改模型,最终可以向甲方提供的施工模型是竣工模型。这种琐碎的修改不会因为忘记提条件而出现错误也不会因为太零碎大家不去对图而出现错误,同时也不会占据设计师太多精力。项目负责人根据甲方的需要,判断修改量的多少,下发指令给相关专业。这种模式在一个设计师可能同时完成几个项目设计的同时配合现场完成修改,是节约了时间成本并能保证图纸质量。
BIM平台为项目和人员的统筹提供了一个更加高效管理模式原有的分散的多专业多平台的零散二维设计模式,不便于整体项目的控制,也不便于项目整体的协调,设计人员的很多精力会花费到修改图纸上,这是多点多线程的问题。BIM平台的管理模式是基于唯一性的管理,统一的中心模型,拥有统一的基础,全专业的设计图纸统一指向服务器端的中心文件,随时可以协调,单点多线程的模式带来了更好的工作效率和优质的项目质量。
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