鄭 琪

(北京市建筑設計研究院,北京 100045)

維基百科解釋 BIM寫到:建筑信息模型——Building Information Model,是近兩年來出現(xiàn)在建筑界中的一個新名詞。其實,它是引領建筑業(yè)信息技術走向更高層次的一種新技術,它的全面應用,將大大提高建筑工程的集成化程度。

建筑信息模型,是以三維數(shù)字技術為基礎,集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型,是對該工程項目相關信息的詳盡表達。建筑信息模型的應用,用以解決建筑工程在軟件中的描述問題,是設計人員和工程技術人員應對各種建筑信息,實現(xiàn)協(xié)同工作的基礎。

建筑信息模型同時又是一種應用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法,這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境,可以使建筑工程在其全生命周期中顯著提高效率和大量減少風險。建筑信息模型的結構是一個包含有數(shù)據(jù)模型和行為模型的復合結構,它除了包含與幾何圖形及數(shù)據(jù)有關的數(shù)據(jù)模型外,還包含與管理有關的行為模型,兩相結合通過關聯(lián)為數(shù)據(jù)賦予意義,因而可用于模擬真實世界的行為。例如模擬建筑的結構應力狀況、圍護結構的傳熱狀況。當然,行為的模擬與信息的質量是密切相關的。

應用建筑信息模型,可以支持項目各種信息的連續(xù)應用及實時應用,這些信息質量高、可靠性強、集成程度高而且完全協(xié)調,大大提高設計乃至整個工程的質量和效率,顯著降低成本。

應用建筑信息模型,馬上可以得到的好處就是使建筑工程更快、更省、更精確,各工種配合得更好和減少了圖紙的出錯風險,而長遠得到的好處已經超越了設計和施工的階段,惠及將來的建筑物的運作、維護和設施管理。并導致可持續(xù)地節(jié)省費用。

建筑信息模型,是建筑業(yè)信息技術應用發(fā)展的必然產物。多年來國內外學術前沿一直在對計算機輔助建筑設計中的信息建模進行深入的討論和積極的探索。目前建筑信息模型技術已經在業(yè)界有了廣泛而深入的影響。Graphisoft公司的 Archi-CAD、Bentley公司的 TriForma以及 Autodesk公司的Revit都是應用了建筑信息模型技術開發(fā),可以支持建筑工程全生命周期的集成管理環(huán)境。

維基百科的解釋不但內容充分而且覆蓋范圍廣泛。在這個解釋中,可以找到三個出現(xiàn)最多的詞匯:集成、數(shù)字技術、管理,其中數(shù)字技術離不開網絡和軟件。如果我們把視野擴大,將網絡技術的發(fā)展,軟件技術的發(fā)展,建筑設計行業(yè)的發(fā)展三者結合起來,進行深入地觀察和分析,我們可以發(fā)現(xiàn):BIM技術的應用是一種力量,這種力量正在推動傳統(tǒng)的建筑行業(yè)向現(xiàn)代服務業(yè)轉型。因此,BIM僅理解為一個技術概念是不夠的,BIM同時還具備非常有影響力的深層內涵!

1 一個有趣的全新解釋

我們根據(jù)維基中關于 BIM的三個常用詞的含義,嘗試對 BIM這個概念作一個全新的解釋,即BIM當中的三個字母被分別賦予了新的涵義。“B”被定義為 B-Trix。熟悉這個詞的人知道,B-Trix是電子游戲——俄羅斯方塊的英文名字。游戲進行時,那些形狀不同的小方塊不斷從屏幕上方飛落下來,只有將他們有機地組織成一整行,才能夠不斷取勝。取勝的要點是將形狀各異的方塊們組織成為一個整體。因此,B-Trix形象地提示了一個道理:集成為一個有機整體是成功的關鍵。

BIM當中的“I”被定義為 Internet?；ヂ?lián)網覆蓋之廣,網絡速度提高之快,都早已超出之前人們的想象。這一方面縮短了人與人之間的空間距離,使天南海北的人通過網絡聯(lián)系在一起,具備了共同工作的可能;另一方面保證了大型復雜軟件的網絡運行速度,網格技術的發(fā)展就是最好的例證。Internet意味著:網絡已經成為平臺,軟件系統(tǒng)完全可以支持人們在這個平臺上開展工作和進行交流。

BIM當中的 “M”被定義為 Management。管理在網絡化的今天已經顯示出非常重要的作用。管理不再是工業(yè)時代管理者與被管理者之間管與被管的關系。網絡時代首先強調的是個人自律,同時加之團隊內部以及團隊之間的協(xié)調管理。專業(yè)的管理者,可以形象地類比為那些玩游戲的人,他的目的是保證游戲中的一個個形狀各異的小方塊,在各種環(huán)境中能夠形成一個相互聯(lián)系并且協(xié)調一致的整體,成功實現(xiàn)既定的目標。Management提示了:管理的價值在網絡時代凸現(xiàn)愈發(fā)重要,忽視管理可能會導致失敗。

2 全新解釋揭示了 BIM深層內涵

上述全新解釋將 BIM變成了B-Trix+Internet+Management,BIM深層內涵因此包括了三個方面。

2.1 分工與合作

BIM深層內涵強調分工與合作。B-Trix游戲的基本單元是那些形狀各異的小方塊,沒有這些基本單元游戲就不存在了;反之,方塊種類越豐富則組合方法越多,游戲的趣味性越強。B-Trix形象地代表了當前建筑設計行業(yè)的發(fā)展特點。在建筑設計行業(yè)中,過去的生產模式正在逐步打破,專業(yè)化設計正在成為建筑設計行業(yè)發(fā)展的主流,工作室模式的誕生就是專業(yè)化發(fā)展的代表。各個領域,各種專業(yè)的工作室如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,例如專業(yè)化的醫(yī)院設計工作室、體育設計工作室。大量的專業(yè)團隊在各自的領域通過實踐和研究兩方面的積累,使得建筑設計水平得到快速提高,使得設計更加注重細節(jié),更符合使用者的需求。這些如游戲中小方塊似的專業(yè)團隊需要相互配合,因此與專業(yè)化分工相連的就是合作。合作使各個專業(yè)團隊能夠為實現(xiàn)一個目標而共同工作,從而在設計過程中形成一個緊密聯(lián)系的有機整體。建筑因此不再僅僅是個人的設計作品,而是多個專業(yè)團隊合作完成的一個高度集成的設計產品。

2.2 網絡與軟件

BIM的深層內涵也強調網絡與軟件。分工與合作只有在網絡平臺上,借助軟件的支持才能實現(xiàn)跨地域的時時互動。網絡對于建筑設計行業(yè)的影響是革命性的,網絡使這個曾被稱為“夕陽產業(yè)”的行業(yè)開始了全面轉型。就軟件而言,軟件供應商應盡早將各自的軟件設計標準向符合 BIM要求的軟件標準靠攏,適應行業(yè)轉型。同時,還應盡快適應網絡發(fā)展趨勢,逐步從提供軟件向提供軟件服務轉變。充分利用網絡平臺優(yōu)勢,創(chuàng)造新的商業(yè)模式。

2.3 管理與溝通

BIM的深層內涵還強調管理與溝通。對于眾多的專業(yè)設計團體,順利合作的前提是加強管理與溝通。管理的作用體現(xiàn)在制定標準,組織協(xié)調,把握進程與調整方向。首先在設計過程中應設置專門的管理崗位,使那些具備設計專業(yè)背景,兼具管理才能的項目經理脫穎而出,成為建筑設計行業(yè)中的新角色和新興力量。設計項目經理的職責區(qū)別于項目總建筑師,專門負責整個團隊的管理協(xié)調。建筑設計由個人工作轉變?yōu)閳F隊工作,將設計團隊組織在一起的管理團隊的價值應該得到承認。管理同樣是專業(yè)工作。在管理的過程中,溝通是實現(xiàn)管理目的的重要手段。通過溝通,將各個團隊組織成為一個有機整體,共同實現(xiàn)工作目標。

以上三個方面之間存在緊密的內部聯(lián)系,分工與合作是新的趨勢,這一目標必須依托網絡平臺展開,只有通過有效的管理才能實現(xiàn)這一目標。最近,托夫勒在他的新著作《財富的革命》一書中寫道:財富的第三次革命是現(xiàn)代服務業(yè)成為主流,實現(xiàn)財富創(chuàng)新?，F(xiàn)代服務業(yè)的特點被歸納為三方面:專門化被劃分為具體的單元;通過網絡進行交流和合作;團隊的管理與組織。對比可見,BIM引導著建筑設計行業(yè)正在向現(xiàn)代服務業(yè)轉型!

BIM是一項系統(tǒng)工程而不僅僅是未來的理想,建筑設計行業(yè)已經走在了實現(xiàn) BIM的道路上,正在向未來不斷拓進。

3 BIM已經取得的進展

BIM已經實現(xiàn)的工作包括了許多方面。在分工與配合方面,專業(yè)工作室的出現(xiàn)是實現(xiàn)未來愿景的重要基礎。專業(yè)工作室推動建筑設計行業(yè)向專業(yè)化方向進步。全行業(yè)各類設計機構在發(fā)展方向上出現(xiàn)了一些變化,有些規(guī)模較小的公司在逐步走向專業(yè)化方向;中等規(guī)模的設計公司中有一些逐步實現(xiàn)與總承包企業(yè)的聯(lián)合;而那些規(guī)模大,綜合實力較強的公司中有些正在加快提高管理水平,逐步向設計總包的方向努力。

另外在網絡和軟件方面,目前全行業(yè)所有的設計機構都已實現(xiàn)網絡化。發(fā)展水平高的設計機構已經實現(xiàn)萬兆網,絕大多數(shù)設計機構實現(xiàn)千兆網。適用于異地之間聯(lián)系的 VPN技術、網絡專線技術、遠程視頻會議以及多點并發(fā)的文件傳輸技術已經被用于設計工作過程中。極大地發(fā)展了跨地域之間的相互合作。同時在軟件方面,許多新的專業(yè)軟件加入到建筑設計行列中來,擴大了設計范圍,豐富了設計手段。GIS系統(tǒng)的軟件被大量應用于建筑設計當中,如 Autodesk公司的 Civil 3D軟件。這類軟件將設計過程向前推進到建筑場地選擇階段,對場地進行數(shù)字分析,是建筑和自然環(huán)境的關系更加緊密。Sketch-up與 Google結合,使得建筑方案可以和周圍建筑相互比較,提升了方案階段的設計手段。軟件之間的互聯(lián)互通取得新的發(fā)展,Revit軟件與 Etabs軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通,大大提高了結構設計效率?？傊?軟件的應用水平在迅速提高,軟件之間的聯(lián)系與配合在不斷加強。

在管理方面,眾多知名建筑設計機構設置了項目管理專職崗位,從事設計團隊的管理協(xié)調工作。這種進步正在不斷嘗試中,有待進一步深入。北京市建筑設計研究院與緯衡公司合作開發(fā)了 Synergy Design System協(xié)同設計系統(tǒng),第一次大膽嘗試了在兩維條件下的專業(yè)團隊設計分工與合作,同時演繹了在網絡平臺上,依托協(xié)同設計系統(tǒng)進行組織管理和協(xié)調,進而實現(xiàn)了異地之間的協(xié)同設計。這種探索將 BIM理念向前推進了一大步,為眾多設計機構所關注。

4 BIM正在進行的工作

BIM正在進行的工作也可以從三個方面加以介紹。首先在分工與合作方面,專業(yè)設計團隊尚未穩(wěn)定地形成契約關系。一種新型的合同范本正在制定中,這種合同將有別于設計公司與地產商之間的合同。它將對設計內容,時間進度,相互要求做出更具體的約定。

其次在網絡與軟件方面,清華大學的科研小組正在研究中國 BIM標準。該標準將是一個開放的標準,它包括軟件標準和通訊標準兩部分。依據(jù)這個標準,將會有更多的專業(yè)設計軟件實現(xiàn)互聯(lián)互通,將會有更多的通訊方式加入到建筑設計的過程中來。

與此同時,信息資源的標準已經成為一個熱門的話題。北京市建筑設計研究院與中國數(shù)字圖書館合作建設了中國數(shù)字圖書館——建筑設計分館,將信息資源建設提高到一個新水平。數(shù)字圖書館解決了專業(yè)咨詢與交流的問題,接下來的問題是如何將圖形信息與材料等信息資源結合起來。信息資源分類成為一個重要的課題。對于信息資源的分類方法的觀點此起彼伏。從目前的發(fā)展趨勢分析,信息資源建設應突破傳統(tǒng)的分類方法,引入“單品”的概念,利用網絡優(yōu)勢減少分類層次,是使用者直接發(fā)現(xiàn)資源目標。

第三在管理與溝通方面,目前協(xié)同設計系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、通信聯(lián)系系統(tǒng)各自在獨立使用,將三者結合起來,必將進一步密切設計與管理的關系,密切專業(yè)團隊之間的溝通與交流。因此,目前很多公司在研究如何實現(xiàn)三個系統(tǒng)嵌入式地結合,進一步實現(xiàn)管理的價值。

5 BIM未來目標

在前面的論述之后,可以看到 BIM未來的目標非常清晰。

第一,進一步細化設計分工和設計角色分工。

第二,在三維環(huán)境下實現(xiàn)協(xié)同設計系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、通信聯(lián)系三個系統(tǒng)嵌入式地結合。

第三,將信息資源信息與空間模型完全結合,形成完整的建筑信息模型。

第四,完整的建筑信息模型向前延伸,進一步提高虛擬現(xiàn)實技術水平;完整的建筑信息模型向后延伸,推動施工水平及物業(yè)管理水平提高,以統(tǒng)一的模型貫穿于建筑使用年限,實現(xiàn)全生命周期管理。

6 開啟 BIM未來目標的鑰匙

實現(xiàn) BIM未來的目標并不遙遠,在已經和正在取得的進步的基礎上,對于建筑的綠色與低碳設計方法研究是開啟 BIM未來目標的鑰匙。將建筑的能耗狀況加載到完整的建筑信息模型中,才能判斷出是否實現(xiàn)了綠色低碳的設計目標。這對那些極為重要或極具影響力的建筑,尤顯重要。綠色低碳設計要求一定會推動設計向三維環(huán)境發(fā)展,愈來愈接近 BIM未來的目標。

信息是什么?維基百科中作了非常詳盡的解釋。一位美國學者曾簡單定義:信息是物質的有序度。BIM是什么?我想,就是將與建筑設計有關的所有信息集結成序的方法。建筑設計的過程是千變萬化而且不斷進步的,BIM也一定會經歷一個不斷進步的發(fā)展過程!