1前言
世界科技的不断进步和图像处理技术的革新发展,以往建筑工程中所用到的PS及CAD图像处理技术已无法满足建筑业的技术需求。其中BIM三维建筑信息模型就是新时展的必然产物,通过在PKPM建筑工程软件系统中充分运用BIM技术,以其信息转化成数据,数据转化成模型,模型转化成通用的先进理念,则可以将建筑工程业推向智能和网络化发展,使得各专业之间的信息资源得到充分共享及使用周期,提高了建筑信息的重复利用率,改变了以往传统的施工及管理模式,降低了企业的建筑成本,提高了生产效率。
2BIM技术的基本概念及特有优势
BIM技术简单的理解就是三维的施工模拟技术,它收集整个建筑工程中的所有信息,并对其处理及数字化。例如与建筑有关的建材、设备。价格及施工进度等这些建筑项目所产生的工程数据信息模型都可以通过BIM三维建筑信息模型以相关的信息数字化进行表达。通俗的讲,BIM技术就是数字技术在建筑工程项目中的具体应用。其主要是解决建筑工程软件在运行中遇到的问题,通过相关技术人员对建筑信息进行处理后协同其他环节维持软件运行。建筑信息模型是一种集设计、建造及管理于一身的数字化方法,其不仅支持系统的内部集成管理环境,同时也能提高整个施工进程的效率,防止风险发生。BIM技术的特有优势就是可以建立独立的工程数据信息,通过三维的可视化环境和办公自动化,及时处理PKPM系统存在的信息化问题,实施各个工程项目之间的数据信息交流及共享,提高建筑数据信息在系统寿命周期内的重复使用率。
3BIM技术在规划设计和结构设计的应用
3.1在规划设计中的具体应用
在PKPM建筑工程软件系统中可以充分利用三维数据模型对建筑规划中涉及到的每一个工程项目进行建模和规划设计。如居民居住规划、房地产公司早期方案评估及城市建设等方面均可以运用BIM技术,对这些地区进行重新改造及三维可视化模拟,重新核算建筑的整体布局、绿化方案设计、建筑数据处理、道路铺设设计、日照时间评估以及其他动态数据。在这个核算的过程中应用到许多关键技术如地形模型构建技术、建筑信息模型技术、动态指标检测技术、动态阴影模拟技术、瞬间渲染技术等,这些技术同时使用,完成了建筑数据的管理与设计,并以平面直观的三维效果图展现。
3.2在整体结构设计中的具体应用
PKPM建筑工程软件系统中的结构设计与其他建筑软件相同,都是基于BIM技术开发,两者的核心数据架构也是一致的。结构设计总体均是从上部至基础模块均以数据作为驱动。在结构设计阶段采用了大量的参数化三维设计方法,利用PKPM系统适应大范围的建模工具输入方式,同时也提供了迅速搭建复杂建筑结构的优势,从而设计出复杂的空间模型,效果图可见图2。用户可以根据需求不同的切换各个平面层观察,并时刻查看整体楼面的建筑结构。通过参数化结构设计,加上层间梁、斜支撑、斜板、楼梯等直观空间关系,防止了发生设计错误,为结构空间分析提供了较为准确的模型计算。在实际工程设计中可结合具体情况采用2D或3D模型进行设计。
4BIM技术在设备设计和造价规划的应用
4.1在设备设计中的具体应用
在PKPM建筑工程软件系统中的设备软件通常包括暖气、建筑电气、通风空调及室内室外给排水等软件。通过这些设备之间的数据资源共享之后,通常采用三维参数化方式进行设计,结合BIM三维建筑信息模型以及PKPM软件对设备进行重新设计并通过BIM模型模拟出来的管道以及工程中各专业之间的协同作用共同设计,最终完成管线及插件的布置。根据BIM模型检查设备与管道、管道与构件以及各管道之间的关系,确保各个位置点没有出现碰撞,实现专业的碰撞检查。通过在三维效果图上标上醒目的碰撞实体及碰撞位置,并通过动画的方式将设备的安装效果进行展示,最后建立对应的设备图形数据库。设备设计效果图可见图3。
4.2在造价规划中的具体应用
PKPM建筑工程软件系统中设计环节中的造价是可以重复利用的。首先通过在系统中输入建筑物的相关信息,造价师通过软件获取这些信息并对其做进一步的补充。PKPM建筑工程软件系统中在原有建筑的结构设计基础之上增加造价所所需的信息,例如房间的装修方案、外墙的粉刷做法、输入脚手架基本信息及定额库选择等基本信息。系统传程序会自动生成相应的清单及编码,将各楼层所需的工程量及各构件所需的钢筋量做好计算,并对工料进行分析,最后生成各种表格和数据,而这些正是造价师所需的。当然系统还提供了转图功能。以后缀是.dwg格式的图形文件完成与BIM数据之间的建立,减少了造价师的工作量。
5BIM技术在建筑设计和施工管理中的应用
5.1在建筑设计中的具体应用
PKPM建筑工程软件系统中的建筑设计软件需要手动输入原始数据进而建立核心驱动数据,数据的图形表示有二维或三维。当数据发生变动时,图形也会随着变化。图形上的所有构件元素均以参数化的方式存在,可以随时查询、修改、删除及新建,每一次操作记录均记录到核心数据库中。而异形构件则采取交互绘制截面的方式,用最少的数据对异形的门、窗、楼板、梁柱等截面构件进行存储。施工图中的大量核心数据均会自动产生,当模型建好之后,模型与施工图可以相互连接,无论是从施工图还是模型中修改核心数据都能实现同步调整。
5.2在施工管理中的具体应用
工程设计阶段中的建筑模型数据和造价工程量数据是施工管理中的基础数据,PKPM建筑工程软件系统中的所有设计数据和造价数据均在施工管理软件中得到重复的利用。在这个施工管理过程中,需要将上述数据做进一步的入场材料分析,结合施工进度安排,重新调整施工管理中的施工进度和最初的造价成本控制。施工管理软件可以随时获取工程的造价数据,并自动生成带有资源分配的详细图纸及工程量的施工工序的详细表单。而PKPM系统会根据生成的这些表单数据对实际的工程量及资源计划重新调整各施工工序的工期及造价成本等信息,节约工程的成本投入。
6BIM技术在节能和绿色建筑设计中的应用
PKPM系统中的节能和绿色建筑软件主要由日照分析、室内通风、建筑节能、自然采光、环境噪声及环境绿化等模块。按照当地的节能软件编制标准,在适应普通住宅和公共建筑分区的同时应主动提供民用及居住建筑节能的相关检测计算方法。而PKPM的日照分析软件是绿色建筑设计中的关键部分,该软件的数据与规划设计及建筑设计这两个软件的数据相符,其计算速度快,且结果准确,具备各种扩展功能。
7结语
网络高度信息化的时代,传统的PS及CAD图像处理技术被新型的三维技术取代已成趋势,BIM三维建筑信息模型是建筑工程设计行业发展所需的关键核心技术,在信息数据化、数据模型化及模型通用化中发挥了重要的作用,建筑行业也逐渐运用了BIM技术。在PKPM建筑工程软件系统中应用BIM技术需要顺应各个建筑专业阶段的具体应用,应综合专业技术要求,在实际应用中充分发挥BIM建筑模型的功能,使得PKPM建筑工程软件系统实现网络化、智能化,以及各个建筑模型数据在寿命周期中的充分重复利用,使得BIM技术能为建筑业提供更好的信息服务。
作者：杜恺 单位：同济大学
