BIM协同毕业设计论文

BIM协同毕业设计论文（通用6篇）

BIM协同毕业设计论文 篇1

0 前 言

当前, 有关建筑设计信息化的各种概念及术语已日趋普及, 同时各地不断涌现出一些造型独特的地标性建筑, 这一切似乎预示着建筑设计行业即将迎来一场技术变革。建筑设计信息化的具体内容是什么, 主流技术正朝着什么方向发展?新技术是否意味着更多的“奇形怪状”的建筑作品, 国内设计院所应何去何从?要回答这一系列的问题, 我们不妨先从协同设计及BIM技术两方面谈起。

1 协同设计与BIM技术的融合

尽管协同设计的理念已经深入到建筑师和工程师的脑海中了, 然而对于协同设计的涵义及内容, 以及它的未来发展, 人们的认识却并不统一。

目前我们所说的协同设计, 很大程度上是指基于网络的一种设计沟通交流手段, 以及设计流程的组织管理形式。包括:通过CAD文件之间的外部参照, 使得工种之间的数据得到可视化共享;通过网络消息、视频会议等手段, 使设计团队成员之间可以跨越部门、地域甚至国界进行成果交流、开展方案评审或讨论设计变更;通过建立网络资源库, 使设计者能够获得统一的设计标准;通过网络管理软件的辅助, 使项目组成员以特定角色登录, 可以保证成果的实时性及唯一性, 并实现正确的设计流程管理;针对设计行业的特殊性, 甚至开发出了基于CAD平台的协同工作软件等等。

而BIM (建筑信息化模型) 的出现, 则从另一角度带来了设计方法的革命, 其变化主要体现在以下几个方面:从二维 (以下简称2D) 设计转向三维 (以下简称3D) 设计;从线条绘图转向构件布置;从单纯几何表现转向全信息模型集成;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。

BIM带来的是激动人心的技术冲击, 而更加值得注意的是BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念, 同一构件元素, 只需输入一次, 各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说, 协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑, 大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术, 也将是新的工作流及新的行业惯例。

因此, 未来的协同设计, 将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段, 它将与BIM融合, 成为设计手段本身的一部分。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。

然而, 普遍接受的BIM新理念并未普及到实践之中, 这使得我们感觉有责任去正视和思考BIM设计的优势与不足。从理念到实践经历一个漫长的过程是必然的, 并且多种现象表明该过程在中国可能要更长一些, 但是这不应是我们回避问题的理由。

2 从二维设计到三维BIM设计

当前, 2D图纸是我国建筑设计行业最终交付的设计成果, 这是目前的行业惯例。因此, 生产流程的组织与管理均围绕着2D图纸的形成来进行 (客观地说, 这是阻碍BIM技术广泛应用的一个重要原因) 。

除了日益复杂的建筑功能要求之外, 人类在建筑创作过程中, 对于美感的追求实际上永远是第一位的。尽管最能激发想象力的复杂曲面被认为是一种“高技术”和“后现代”的设计手法, 实际上甚至远在计算机没有出现, 数学也很初级的古代, 人类就开始了对于曲面美的探索, 并用于一些著名建筑之中。因此, 拥有了现代技术的设计师们, 自然更加渴望驾驭复杂多变, 更富美感的自由曲面。然而, 令2D设计技术汗颜的是, 它甚至连这类建筑最基本的几何形态也无法表达。在这种情况下, 3D设计应运而生了。

3D设计能够精确表达建筑的几何特征, 相对于2D绘图, 3D设计不存在几何表达障碍.对任意复杂的建筑造型均能准确表现。在评选出的“北京当代十大建筑”中, 首都机场3号航站楼、国家大剧院、国家游泳中心等著名建筑名列前茅, 这些建筑的共同特点是无法完全由2D图形进行表达, 这也预示着3D将成为高端设计领域的必由之路。

尽管3D是BIM设计的基础, 但不是其全部。通过进一步将非几何信息集成到3D构件中, 如材料特征、物理特征、力学参数、设计属性、价格参数、厂商信息等, 使得建筑构件成为智能实体, 3D模型升级为BIM模型。BIM模型可以通过图形运算并考虑专业出图规则自动获得2D图纸, 并可以提取出其它的文档, 如工程量统计表等, 还可以将模型用于建筑能耗分析、日照分析、结构分析、照明分析、声学分析、客流物流分析等诸多方面。

由美国Gensler设计的预计2014年完工的632m高的上海中心, 采用了BIM技术, 其特点是自方案初期就综合各工种协同创作, 特别是建筑造型与结构方案选择的协调统一成为了设计的一大亮点。由于该结构高达632m, 风荷载的影响是结构师要考虑的重要因素。因此在考虑建筑外部造型的同时, 必须慎重优化结构体征, 降低风荷载的作用。据估算, 风荷载每降低5%, 造价将降低1 200万美元, Genslar利用BentleyGC参数化设计工具制作建筑表皮模型, 保证功能及美观的同时也将该模型用于结构风洞试验及计算分析, 最终优化的结果是将风荷载降低了32%。这于2D设计模式来说是不可想象的。

纯粹的3D设计, 其效率要比2D设计低得多。地标性建筑可以不计成本, 不计效率, 但大众化的设计则不可取。可喜的是, 为提高设计效率, 主流BIM设计软件如AutodeskRevit系列、BentleyBuilding系列, 以及Graphisoft的ArchiCAD均取得了不俗的效果。这些基于3D技术的专业设计软件, 用于普通设计的效率达到甚至超过了相同建筑的2D设计。

这些BIM设计软件的出现本是激动人心的事情, 然而在经历了相当长的时期之后, 在我国并没有真正普及。实际上, 即使在其它国家, 例如亚洲的邻国日本, BIM设计技术也尚未广泛推广。

3 BIM普及的制约因素

3.1 机制不协调

BIM应用不仅带来技术风险, 还影响到设计工作流程。因此, 设计师应用BIM软件不可避免地会在一段时间内影响到个人及部门利益, 并且一般情况下设计师无法获得相关的利益补偿。因此, 在没有切实的技术保障和配套管理机制的情况下, 强制在单位或部门推广BIM是不太现实的。

另外, 由于目前的设计成果仍是以2D图纸表达的, BIM技术在2D图纸成图方面仍存在着一定程序的细节不到位, 表达不规范的现象。因此, 一方面应完善BIM软件的2D图档功能, 另一方面国家相关部门也应该结合技术进步, 适当改变传统的设计交付方式及制图规范, 甚至能做到以3DBIM模型作为设计成果载体。

3.2 任务风险

我国普遍存在着项目设计周期短、工期紧张的情况, BIM软件在初期应用过程中, 不可避免地会存在技术障碍, 这有可能导致无法按期完成设计任务。

3.3 使用要求高, 培训难度大

尽管主流BIM软件一再强调其易学易用性, 实际上相对2D设计而言, BIM软件培训难度还是比较大的, 对于一部分设计人员来说熟练掌握BIM技术有一定难度。另外, 复杂模型的创建甚至要求建筑师具备良好的数学功底及一定的编程能力, 或有相关CAD程序工程师的配合, 这无形中也提高了应用难度。

3.4 BIM技术支持不到位

BIM软件供应商不可能对客户提供长期而充分的技术支持。通常情况下, 最有效的技术支持是在良好的成规模的应用环境中客户之间的相互学习, 而环境的培育需要时间和努力。各设计单位首先应建立自己的BIM技术中心, 以确保本单位获得有效的技术支持。这种情况在一些实力较强的设计院所应率先实现, 这也是有实力的设计公司及事务所的通用作法, 在愈来愈强调分工协作的今天, BIM技术中心将成为必不可少的保障部门。

3.5 软件体系不健全

现阶段BIM软件存在一些弱点。本地化不够彻底, 工种配合不够完善, 细节不到位, 特别是缺乏本土第三方软件的支持。软件的本地化工作, 除原开发厂商结合地域特点增加自身功能特色之外, 本土第三方软件产品也会在实际应用中发挥重要作用。2D设计方面, 在我国建筑、结构、设备各专业实际上均在大量使用国内研发的基于AutoCAD平台的第三方工具软件, 这些产品大幅提高了设计效率, 推广BIM应借鉴这些宝贵经验。

4 积极准备, 迎接挑战

首都机场3号航站楼、国家大剧院, 以及在建的上海中心、甚至地方的重要建筑如广州歌剧院、重庆歌剧院等, 无一例外地交给了国外的设计事务所。建筑高端设计领域还相当缺乏国内同行的声音。这种局面值得国内同行警醒, 我们已到了应该付出切实努力并迎头赶上的时候了。

BIM技术无疑已成为未来的发展趋势, 在这种背景下, 我国的CAD产业也面临着新一轮的挑战。以天正、浩辰、中望、CAXA等为代表的一批国产CAD软件已实现了2D绘图平台的功能 (其中CAXA甚至在三维设计领域也已独树一帜) , 并整合了一批专业软件, 形成了“CAD联盟”、“CAD联合体”等组织, 为国内设计行业提供了实用解决方案。这些解决方案来源于国内的实践, 很适合中国国情, 已经取得了很好的实际效果。对于国产CAD来说, 当务之急是如何做好应对BIM技术的准备, 做出更具前瞻性的决策。

5 结 语

我们正处于一个技术变革的时期, BIM带来的不仅是技术冲击, 也是对行业传统的冲击。如何正确应对这一变革, 将关系到我国设计行业及CAD行业的未来发展及国际地位。我们只有结合中国特色认真学习、结合实际、努力实践、勇于探索, 才能尽快走出一条新的发展之路。

BIM在道路设计中的应用 篇2

关键词：BIM；城市道路；管网规划；协同设计

1 概念

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，通过数字信息仿真模拟建构筑物所具有真实信息。

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、运营管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建设运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

2 BIM的特点

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化型和可出图性五大特点：

1）可视化——可视化即“所见所得”的形式，将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前，不仅可以用来作为效果图的展示及报表的生成，更重要的是使得项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可視化的状态下进行。

2）协调性——BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并将其提供出来。

3）模拟性——模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。如在设计阶段的节能模拟、日照模拟等，在招投标和施工阶段施工的组织设计模拟实际施工，后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟等。

4）优化性——设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，优化受信息、复杂程度和时间的制约，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，提供了对复杂项目进行优化的前提和工具。

5）可出图性——BIM通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，提供多样设计图纸。

目前，建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）已成熟应用于建筑设计领域，我们近年来尝试将其应用于市政工程中，取得了相当的成果和应用经验。

3 BIM的应用现状

BIM 技术首先应用于建筑领域，现在已经扩充到几乎所有领域：建筑设计、机械制造、工程施工等。BIM 技术最终应用于市政设计领域也将是大势所趋，城市道路与管网规划是其中的重要应用。由于当前技术的应用尚不成熟，道路、管道等市政专业经常由相关部门各行其道，沟通不畅，在实际中造成道路经常被开挖，管线经常被挖断等，造成巨大经济损失及群众生活不便。利用BIM 技术，通过对各类道路、桥梁、建筑、管线等进行统一信息化处理，以市政规划数据库为设计基础进行相关道路、管道设计布线，就可避免错误发生，提高设计及经济效率。同时，规划设计从平面走向三维成为必然的发展趋势。借助BIM 技术赢得行业内竞争的先机，把握BIM 应用的技术优势，将在未来得到更大的利益。

BIM 是面向过程的，有利于实现推进设计单位“全过程”的服务。目前市政工程项目规模越来越大，设计难度也大大提高。各专业更加细化，对各专业的协同、沟通的要求也日益提高。BIM 另一个显著的优势是其强大的分析及模拟功能。在设计阶段就能直观地看到工程建成后的三维效果，可以在此基础上进行设计调整、方案论证。虚拟的构筑物模型中包含大量的设计信息，通过导入相关分析软件，就能得到相应的线网分析、线路碰撞检查结果，增加了设计的协调、协同能力，避免不同专业“打架”，提高了设计的安全性，也方便了在既有道路、管道或其他建筑物的基础上规划其他市政项目

4 操作步骤

按照模型的操作流程，在已知工程底图基础上进行道路管线的绘制及调整，道路、管道的基本协同规划操作步骤如下：

（1）导入信息，从市政部门获取相关规划区域的已知构筑物设计图纸；提取既有构筑物信息并输入数据库，实现模型信息化处理。

（2）在显示已有构筑物的平台上绘制道路、管线，同时设定新建构筑物的材料、尺寸、标

高等相关属性。

（3）进行位置检查，包括新绘制构件与原有构件、新构件之间的碰撞检测，在平面和三维立体条件下转换查看。

（4）调用碰撞检查工具获取碰撞检测结果。检测列表中按不同颜色显示硬碰撞、软碰撞及接近碰撞的管道信息；清楚知道哪些位置必须调整，哪些位置可以不进行处理。

（5）拖动绘制的管道或道路，对产生碰撞的位置进行调整，包括水平方向和竖直（标高）方向的调整。

（6）调整后查看材料表窗口，汇总相关材料费用，获取工程造价；若超预算，重复步骤（4），重新调整。

（7）查看空间位置，根据施工条件选取施工方式，检查现有施工条件是否可以正常施工；若条件受限，重复步骤（4），重新调整。

（8）获取最优规划方案，出相应平面规划图、施工图、材料表等。

5 BIM在道路设计中的应用实例

6 结语

BIM协同绿色建筑设计成趋势 篇3

BIM技术在2015年将要实施的新版绿色建筑评价标准中可以作为创新项来加分。这是近日从第十七届全国工程建设计算机应用大会上获知的消息, 也就是说, 未来绿色建筑设计将获得更多工程技术界的支持。

事实上, 业界已经开始出现基于BIM理念的协同绿色建筑设计理念。中国建筑科学研究院副院长、建研科技股份有限公司总裁许杰峰表示:“大数据、BIM协同绿建软件等新技术正在催生又一次建筑行业信息技术进步, 掀起一场新的指尖上的工程建设革命。”此外, 据媒体了解, 最近上海市在发布的《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》中也特别提出要促进BIM技术、绿色建筑和建筑产业化融合发展研究, 建立符合装配式建筑设计施工要求的BIM技术应用体系。

BIM协同毕业设计论文 篇4

众所周知, BIM又称为建筑信息模型, 在具体操作过程中, 通过创建三维建筑模型, 利用和共享模型中的信息, 从而确保项目设计、建造和运营管理紧密联系, 并促进信息畅通, 方便相关部门的联系, 实现项目周期全过程的信息化。对建筑类本科院校来说, 推动BIM协同毕业设计具有重要作用, 可以突破传统课堂的时空界限, 具有弹性的学习时间和随时随地进行设计的灵活方式, 有着广泛的适用范围, 能满足不同学生学习需要。有利于方便毕业设计的各项工作, 能够给学生学习带来巨大方便, 因而其应用也逐渐受到重视和关注。文章主要探讨分析建筑类本科院校BIM协同毕业设计的意义, 并提出建筑类本科院校BIM协同毕业设计的策略。希望能引起人们对这一问题的进一步关注, 能够对BIM协同毕业设计实际工作发挥借鉴和指导作用。

1 建筑类本科院校BIM协同毕业设计的意义

BIM协同毕业设计顺应时代发展需要, 具有重要现实意义, 对建筑类本科院校教学具有积极作用。具体来说, 主要表现在以下几个方面。

1.1 顺应信息技术快速发展的要求

计算机技术和通信技术的飞速发展, 将人类带入了信息时代, 计算机网络在人们生活和学习中的运用越来越广泛, 并取得良好效果。目前, 我国正处在信息化飞速发展时代, 互联网取得快速进步, 人们对计算机的依赖越来越强, 在工作和学习当中越来越离不开互联网。BIM协同毕业设计正是在这样的背景下产生, 利用互联网学习知识, 进行毕业设计, 建立学习模型, 对建筑类本科院校毕业设计各项活动开展具有积极作用。[1]

1.2 改革建筑类本科院校教学方式的需要

传统课堂教学以老师讲解为主, 学生处于被动的、被支配地位, 这种教学方式不利于激发学生学习积极性和主动性, 难以提高课堂教学效果。而利用计算机技术, 在互联网的支持下, 通过采用BIM协同毕业设计方式, 能改变将学生束缚在课堂的情况。毕业设计方式更灵活, 学生可以不受时间和空间的束缚进行学习, 更能引起学生学习兴趣, 更好完成毕业设计任务。还能缓解教室不够用、师资短缺、学校教学负担过重等情况。

1.3 具有自身显著特点和优势。

教学过程中, 建筑类本科院校BIM协同毕业设计具有显著的特点, 具体来说, 主要体现在以下几个方面。

(1) 能够充分调动学生毕业设计的积极性与主动性。学生通过BIM能获取大量的与毕业设计相关的资料, 根据毕业设计需要整理和加工。并根据兴趣爱好进行选择, 有利于活跃学生思维, 提高学习主动性, 取得良好的教学效果, 提高建筑类本科院校学生毕业设计的质量。

(2) 最大限度的利用教学资源。BIM可以利用网络教学, 不仅能提高网络资源利用率, 还能最大限度利用毕业设计的各种资源。学校可以在现有毕业设计资源的基础上, 开发新的资源。并通过BIM让学生了解, 使教学资源更好的为学生毕业设计各项工作服务。

(3) BIM协同毕业设计的方式更加灵活。互联网时代, 教育教学的显著特点是不受时间和空间限制, 任何人可以在任何时间、任何地点, 从任何章节学习任何知识, 能充分调动学生学习的积极性。同时, 对时间没有规定, 提高学生学习的自主性, 学生可以自由灵活的选择学习方式, 有利于增强学生自主学习能力。[2]并在BIM的支持下, 合理利用各种教育教学资源, 更好完成毕业设计任务。

(4) 师生之间的交流更加方便。信息技术支持下, 教学平台具有互动功能, 老师、学生之间的交流也变得十分方便。对学生学习中遇到的疑难点, 老师可以及时解答, 有针对性的进行辅导, 帮助学生解答疑问。并加强对毕业设计的指导工作, 从而促进毕业设计任务顺利完成。

(5) 有利于规范BIM协同毕业设计管理。可以将计算机自动处理功能运用到毕业设计和教学管理当中, 学生的咨询、查询、管理、考试等, 都能够通过互联网交互方式完成。有利于规范BIM协同毕业设计管理, 提高管理工作效率。

2 建筑类本科院校BIM协同毕业设计的策略

正因为建筑类本科院校BIM协同毕业设计具有如此重要的意义, 今后在毕业设计中需要从以下几个方面入手, 从而更好推动毕业设计各项工作, 提高毕业设计效果, 满足建筑类本科院校教学和学习需要。

2.1 构建BIM协同毕业设计平台

BIM协同毕业设计平台, 可以建立在网站上。具体页面设计中, 将毕业设计的信息详细公布, 方便学生了解和操作。学生可以通过网络了解BIM协同毕业设计的具体情况, 包括毕业设计有哪些内容, 起止时间, 对设计的具体要求, BIM协同毕业设计的操作程序等。学生通过相关提示进入系统, 按照规定填写信息, 由学校进行审查, 审查通过后学生就能进行相关的设计操作, 利用BIM指导毕业设计各项工作。学校教学管理部门在收到学生毕业设计信息后, 对信息进行审查, 对符合条件的学生, 以邮件方式通知学生登录名和密码, 学生凭登录名和密码就能进入页面, 开展BIM协同毕业设计各项工作。[3]对整个毕业设计来说, 它既有管理功能也有交流功能, 明确毕业设计的重点和难点, 毕业设计的目的、学习要求, 同步练习题, 学生完成毕业设计需要阅读的参考数目等。在交流模块建立交流平台, 这样方便在BIM协同毕业设计中, 学生、老师间的交流互动。专题讨论、学习疑难点讨论中, 老师和学生可以进行交流互动, 老师可以解答学生BIM协同毕业设计中遇到的疑问。并根据学生实际情况加以指导, 让学生更好掌握BIM协同毕业设计的相关知识。

2.2 合理设置BIM协同毕业设计课程

设置BIM协同毕业设计时, 应该以建筑类本科院校教学课程为参照, 同时根据BIM协同毕业设计特点做出适当调整。具体来说, 应该包括基础课、专业基础课、专业课。对专业课的教学最好分开进行, 一段时间内只讲授一门专业课。因为毕业设计任务多, 一些学生比较忙, 空闲时间少, 运用这种方式可以保证学生有较为充足的时间学习。不会因为时间紧张而产生过大的学习压力, 使他们保持对BIM协同毕业设计的兴趣, [4]更好参与BIM协同毕业设计, 顺利完成毕业设计各项任务。

2.3 恰当展示BIM协同毕业设计内容

BIM协同毕业设计中, 应根据毕业设计的计划展示教学内容, 在不同时间段, 向学生提供不同的BIM协同毕业设计内容, 可以通过PPT、视频、音频投放。与此同时, 还应该根据设计内容的不同适当布置一定量的、有针对性的作业, 让学生完成, 以巩固毕业设计的相关内容。作业形式是多种多样的, 案例分析、阅读参考文献等, 学生完成作业的形式也是灵活多样的, 可以独立完成、分组谈论、共同完成, 更好掌握相关内容, 为更好完成BIM协同毕业设计任务创造便利。

2.4 保障BIM协同毕业设计质量

为保障BIM协同毕业设计质量, 应该逐步完善公共服务体系, 规范管理, 加强BIM协同毕业设计的资源共享和质量控制。落实BIM协同毕业设计标准, 加大检查监督力度。例如, 组织专家对BIM协同毕业设计的课程设置、过程管理等进行认定, 对师资、教学设施、多媒体课件等评估, 定期抽查BIM协同毕业设计质量, 对不能达到指标要求的学校, 取消办学资格。BIM协同毕业设计中, 管理部门认真履行职责, 加强管理, 保障BIM协同毕业设计质量。[5]例如, 定期在网上征求学生的意见和看法, 并将这些意见和建议反馈给指导老师, 指导老师对指导工作适当调整, 在以后毕业设指导中改进和完善, 保证BIM协同毕业设计质量。

2.5 改革创新BIM协同毕业设计的考核评价方式

BIM协同毕业设计完成后, 学生在网上能查到成绩和老师的评价。BIM协同毕业设计合格后就能申请学位证和毕业证书。为保证BIM协同毕业设计质量, 教师在指导中应该严格把握好考核和评价关, 对学生考核和评价坚持客观、公正原则。

3 结束语

建筑类本科院校BIM协同毕业设计具有重要现实意义。面对新知识、新技术的不断涌现, 毕业设计面临新机遇。为更新知识, 掌握新技术, 必须不断学习, 不断提高, 顺应社会发展需要。而BIM协同毕业设计正好适应这种需求, 成为一种教学和学习的时尚, 并为越来越多人所接受。今后在BIM协同毕业设计中, 为更好完成设计任务, 需要根据实际情况从毕业设计平台构建、课程设置、考核方式改革等方面采取相应对策。以顺应建筑类本科院校BIM协同毕业设计的现实需要, 提高BIM协同毕业设计质量和效果。

摘要：建筑类本科院校BIM协同毕业设计具有重要现实意义, 顺应信息技术快速发展要求、是改革建筑类本科院校教学方式的需要、具有显著优势和特点。今后在建筑类本科院校教学中, 为更好协同BIM协同毕业设计, 需要从教学平台构建、课程设置、教学内容展示、教学质量保证、考核方式改革等方面采取相应对策。以促进BIM协同毕业设计顺利进行, 提高建筑类本科院校教学质量。

关键词：建筑类本科院校,BIM协同毕业设计,教学资源,教学平台,教学质量

参考文献

[1]甘荣飞, 曹文龙.BIM在建筑类本科院校的实践探索[J].土木建筑工程信息技术, 2014 (3) :100-102.

[2]张华英, 杨振英.高职院校BIM教学思路探索[J].佳木斯职业学院学报, 2016 (1) :6-7.

[3]孙丽雅, 李修强.建筑类高职院校BIM技术紧缺人才培养对策研究[J].南阳师范学院学报, 2015 (12) :72-75.

[4]曾范永, 陶红林.建筑类高职院校BIM技术人才培养的对策研究[J].辽宁高职学报, 2015 (9) :7-9.

BIM协同毕业设计论文 篇5

进入21世纪以来, BIM (Building Information Modeling) 的理念在中国建筑设计领域越来越深入, 越来越多的业主要求设计采用BIM, 越来越多的设计人员也即将或已经有过BIM设计的经历。从国家层面上, 我国的“十一五”计划将BIM做为重点研究方向, 被住房和城乡建设部认可为“建筑信息化的最佳解决方案”。住房和城乡建设部印发的《2011~2015年建筑业信息化发展纲要》更是提出“十二五”期间要基本实现建筑企业信息系统的普及应用, 加快建筑信息模型 (BIM) 、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用。

BIM的应用是设计行业的一次革命, 它带来的冲击要远大于从手工绘图到计算机辅助设计的变革。BIM不仅仅是从传统的二维设计到三维设计的转变, 更是一种设计观念的转变, 其注重的不仅是模型, 更重要的是信息。尤其对于电气专业, 需要接受大量其他专业以及专业内部的资料及信息。保证信息传递的及时和准确, 需要通过良好的协同设计来实现。

2 BIM协同设计的现状分析

2.1 协同设计的概念

协同设计是项目成员在同一个环境下用同一套标准来完成同一个设计项目, 设计过程中, 各专业并行设计, 沟通准确及时, 因此协同设计很大程度上是指基于网络的一种设计沟通手段, 以及设计流程的组织管理形式。由于传统二维设计中设计人员工作相对独立, 协同设计仅限于工作节点的制定, 专业间资料的互提等。而基于BIM的三维设计要求在同一个公共平台上各专业设计同步进行, 信息实时传递, 以最大程度保证信息传递的及时性和准确性, 减少配合上的失误、避免重复劳动、提高设计效率, 因此需要很好的设计管理流程, 也就是协同设计。

2.2 BIM协同设计的方式

BIM设计软件有很多款, 这里主要是基于RE-VIT软件进行BIM协同设计的相关分析。目前应用REVIT进行BIM协同设计的方式主要有以下三种:

(1) 各个专业单独建立中心文件, 通过互相链接中心文件, 复制监视相关设备及构件来实现专业间信息传递。

(2) 建筑和结构共用土建模型, 机电专业共用机电模型, 两个模型互相链接, 实现土建机电之间信息传递。

(3) 各个专业共用同一个中心模型文件, 信息实现实时共享, 通过各自的本地文件和权限设置, 同步进行设计。

在目前的软硬件水平基础上, 以上三种BIM协同设计方式有各自的优缺点, 这里不进行着重分析。

3 建筑电气BIM协同设计流程

协同是BIM设计的精髓之一, 电气专业也不例外。建筑电气在设计过程中需要接收建筑、结构、给排水、空调等专业的大量资料, 同时电气专业各系统间环环相扣, 要求极强的系统性和逻辑性。传统的二维设计中, 电气专业需要多次接收其他专业的设计条件, 设计人员需要逐个核对以避免错漏碰缺, 这是一个相当繁琐的工作。在BIM协同设计中, 一个好的协同设计流程的制定对电气专业尤其关键, BIM协同设计可以保证以上这些信息实时被读取并被利用, 减少以前的大量专业资料互提和核对工作, 确保信息的及时和准确。

从接收信息的来源分析, 电气专业BIM协同分为两部分, 一部分是专业内部的协同, 另一部分是专业之间的协同。传统电气设计与BIM协同设计信息传递流程分别如图1和图2所示。

3.1 建筑电气专业内部协同设计

电气专业在项目设计之初应该建立BIM设计统一技术措施。不同于传统专业技术措施的内容, BIM统一技术措施主要制定BIM设计的标准, 即BIM设计流程的一个骨架。电气专业的后续BIM设计工作都是在此技术措施的指导下进行。

1) 中心文件的拆分

各个专业间应统一中心文件的拆分, 并保证中心文件保存位置和命名的唯一性, 以实现信息传递的准确性。理论上中心文件的数量越少, 越能保证模型信息的唯一性。对于小型项目可仅建立一个中心文件;而对一些较大建筑体量的BIM项目, 鉴于现有软硬件水平的限制, 需要建立多个中心文件, 以保证操作的顺畅, 减少误操作影响的范围。

中心文件的拆分原则有多种形式:对于建筑群, 可按单体建筑进行拆分, 也可以按照地上和地下的界面进行拆分;对于有明显功能分区的建筑, 可以按照楼层或区域功能进行拆分。图3为某一项目按功能分区以及楼层拆分的电气中心文件及其命名。

2) 电气专业样本文件

项目样板的设置是一个项目开始的先决条件, 只有完成样板设置, 相关模型搭建才会顺理成章。统一的项目样板有利于团队之间模型的通用性传递及不同专业模型的整合。项目的样板文件包含本项目所需的各种信息及设置, 涵盖项目参数及信息设置、族库、对象样式、系统设置、计算方法、视图显示及二维出图设置等。其中, 项目参数主要用于项目内部图元的参数设置, 其保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息, 既可以通过参数改变构件, 又可以提取参数进行相应的计算;项目信息主要包括项目名称、进度状态、项目位置等, 图纸名称、图纸编号等这些图纸专有信息等也可以在此进行设置。对象样式则是项目级别的设置, 其设置完成后, 所绘制模型的属性以此为标准参考。

项目样板文件的建立过程, 也是确定项目设计方案的过程。根据建筑类型的不同, 建立不同的电气样板文件, 如住宅、办公、医院、酒店等, 针对不同的项目类型选择适用的电气样板文件来建立中心文件。逐步完善样板文件是简化BIM设计、积累设计经验的一个重要手段。

3) 工作集的划分

工作集和设计权限的合理划分是进行电气BIM协同设计的关键。在建立中心文件时就应根据电气专业设计内容以及参与人员对工作集进行划分。工作集及相应权限分配后, 各设计人员应严格在各自的工作集内进行设计操作, 对非权限内的必要修改应提交申请并取得同意后方可进行。图4为某一项目电气中心文件的工作集及权限分配, 图5为电气工作集设置菜单。

在实际的BIM工程设计中, 同一个项目中, 电气专业往往需要多个设计人员来完成不同电气系统的设计, 大型项目中的同一个电气系统可能同时有多人在进行设计和操作, 这就需要进行合理的工作集划分和权限分配, 以避免设计冲突和不可避免的误操作对其他人设计工作的影响。按照系统进行工作集划分的方式能满足基本的专业内部协同设计的需求, 通过视图的显示设置也可实现不同系统的图纸打印。同时通过共享系统的设置也可实现电气专业内部不同系统之间信息的传递和共享。

在设计过程中, 设计人员对族及视图等共享信息的编辑和查看会借用到其他工作集的权限。在不能保证所有人同时在线的情况下, 为不影响其他设计人员的编辑和设计工作, 需要在完成阶段性工作后进行同步, 放出占用的工作集权限。

4) 电气信息及参数的传递

电气各个系统之间相互交叉、联系紧密, 数据信息首先要在专业内部传递, 不同于二维设计, BIM设计的信息是实时传递的, 对于一般性信息如末端设备容量、电压、电流等参数可以通过设备族及视图样板的设置来实现统一。对于系统性信息及专业内部传递的信息, 如配电回路、消防联动设备需求等需要在设计过程中完成信息的输入, 以保证信息及时传递给相关系统设计人员, 减少重复性工作, 提高效率。

3.2 专业间协同设计

对于专业间的协同设计, 首先应明确的是BIM协同设计是各专业并行同步设计的过程, 而不是简单的从二维图纸到三维模型的转变。对于BIM协同设计, 在各项目开始阶段同样应制定各专业统一的BIM技术措施, 根据项目具体情况确定BIM协同设计选用的方式, 以便于设计流程的顺畅及后期对BIM设计的管控。

1) 专业间信息协同的方式

对于共用中心模型文件或单独建立中心文件互相链接的协同方式, 各专业对信息和模型进行修改, 其他专业均可以通过与中心文件的同步实现信息的传递和共享。对于共用中心文件的协同方式, 信息是实时传递的。然而信息的实时传递对软硬件以及设计人员的操作水平都有很高的要求, 目前对于一些大型项目, 更多的是采用各专业互相链接中心文件的协同方式, 在电气专业的模型文件里同时链接建筑、结构、空调和给排水专业的中心文件。在设计前期, 各专业模型不完善, 过程中会有信息和模型的大量重复性修改, 若选择信息实时同步, 也会造成电气专业大量的重复性修改, 严重影响设计的效率。针对这一问题, 可以选择在设计前期链接各专业分离出来的阶段性设计模型, 在项目中后期链接中心文件, 做到实时同步以保证最终各专业信息的一致性。

2) 机电末端设备的协同设计

建筑电气设计中有大量末端设备如灯具、插座、消防探测器等的布置工作, 在传统的二维设计中对于这些设备的定位和安装方式均通过注释的形式来确定。BIM设计中, 设备在三维空间是有定位的, 需要预先确定设置原则。

首先应与建筑专业协调确定空间区域的控制高度, 以建立天花设备的基准参照面, 后期可以通过基准参照面高度的调整来轻松实现设备高度的变化;同时, 在模型中电气和空调、给排水的设备都是同时可见的, 可依据规范要求、建筑效果需求等在设计中解决末端点位的碰撞, 以减少设计后期大量的修改工作。

3) 机电管线路由的协同设计

在传统的二维设计中, 对于机电管线的综合往往是在设计中期以后才开始进行。在BIM三维设计中, 所有专业管线均为三维实体, 若各专业在已建好模型的阶段进行管线综合, 则后期的设计修改和调整的工作量会非常巨大。在BIM协同设计中, 管线综合的工作必须提到设计的前期。在模型建立的初期应进行管线的预综合, 机电及建筑结构专业根据机房布置、结构梁柱的分布、以及建筑允许利用的管线空间确定各自专业主干管线可利用空间。在建立机电的主干路由时应严格依据预综合确定的原则, 在设计过程中根据已建立的模型进行多次管线碰撞检验, 对于未按预定空间建立的管线应有相关设计人员进行及时修改, 从而保证机电BIM设计的后期不会退变为后BIM管线综合的工作, 提高设计的效率。

4 BIM协同设计给电气专业带来的问题

笔者通过BIM设计的经历以及与行业内人员的交流, 得知目前的BIM协同设计也给电气专业带来了大量的问题。首先, 目前电气专业缺乏针对REVIT的二次开发软件, 三维设计的工作量较二维阶段大大增加;其次, BIM协同设计对整个设计团队都提出了更高的要求, 其他专业的疏漏和错误会直接影响到电气专业的设计, 小的失误也可能造成放大效应;现有的软硬件水平下, BIM设计的时间成本也是电气专业人员不得不考虑的问题。而值得期待的是, 越来越多的软件商正在投入到BIM软件的研发中, 依托于符合国内设计现状的BIM协同设计平台, 将会极大提高电气BIM设计的效率。

5 结束语

BIM设计对电气专业是一个挑战, 通过合理的协同设计流程的制定, 以及设计团队的整体协同工作, 可以显著提高电气BIM设计的效率, 从而也成为电气专业的一个机遇。BIM带来的是激动人心的技术冲击, 而BIM技术与协同设计的结合也必会极大地促进电气BIM设计的进一步发展。

参考文献

[1]姚远.BIM协同设计的现状[J].四川建材, 2011 (1) :193-194.

[2]施玉艳.REVIT MEP在电气设计中的实际应用[J].建筑设计管理, 2013 (2) :20-23.

BIM协同毕业设计论文 篇6

1 工程概况

该工程位于辽宁省某市, 为原料配套600m2烧结机, 为全国最大烧结工程, 建设规模为1台600m2烧结机, 生产能力为1 430t/h, 采用双侧风箱的新型结构。台车宽度为5.5m, 机尾采用单棍破碎机, 头尾链轮中心距123.35m。烧结运行速度为1.3~3.9m/min, 总质量为3 195t, 其中台车共173个, 总质量达2 048t, 其有效烧结面积为600m2。图1为600m2烧结工程三维模型。

2 项目实施流程

项目针对建筑企业施工专业性强、流动性大、工作地点分散特点, 在专业设计上包括了建筑、结构、设备安装、电气、水暖、市政总图等6大专业。各专业依托Project Wise协同平台实现了独立建模, 区域总装、专业总装、工程总装、成果交付的完整工作流。

人员组织机构, 按专业、人员进行分工统计, 由公司总部技术中心统筹管理, 下设工程项目经理、项目技术负责人, BIM项目经理, BIM技术总监;现场BIM技术应用人员以及现场施工人员;专业BIM组长, 专业设计人员, 专业协同管理员。

2.1 配置工作空间以及模型划分

立项之初, 根据项目的具体实际需求, 由施工人员根据项目特点提出需求分析, 由设计人员将这些需求“定制”到工作空间 (Workspace) 中, 并将其文件夹托管到Project Wise协同平台上;具体包括AECOsim标准, Bentley Raceway and Cable Management标准, Open Plant标准以及文档标准。通过编制并托管这些标准, 统一管控该项目所有设计人员基于统一的设计要求与规范。

根据项目建设需求或工艺流程, 进行分部、分项或检验批进行模型的划分;该工程根据工艺流程划分为烟囱、主抽风机室、主电除尘器、烧结主厂房、环冷机、机尾电除尘、混合室、布袋除尘器、配料室、成品筛分室、转运站、成品矿槽室、附属设施及其综合管网等区域。

2.2 三维标准化

经过之前几次项目的经验总结, 认识到统一的协调管理, 标准化概念的重要性。统一的标准化可避免模型组装时兼容性的问题, 提高三维设计进度和质量, 从而提高工作效率。在Project Wise协调平台建立项目文件夹和模型文件, 统一配置企业级和项目级的标准化文件, 设计人员的所有操作均在Project Wise协调平台上, 保证模型的适时更新。通过制定三维协同设计标准, 对具有的建模工作进行企业级标准化操作控制。

2.3 Project Wise协同平台

面对异地信息管理的挑战, 通过网络技术采用集成服务器、缓存服务器与Project Wise平台相结合的方式, 将Project Wise平台内所有数据快速有效地在公司总部、设计部门、项目施工现场等管理者之间共享, 保证了数据的实时性和传输速度。对于无法满足上述两种硬件要求的施工现场, 项目采用Project Wise平台的浏览器客户端, 为施工人员提供了查看和下载项目文档的功能。远端施工人员可通过网页查看文件, 实现了公司本部、设计部门、施工现场即时提取、采集、上传、发布相关工程信息的功能。

Project Wise协同平台具备“一个统一, 五个实现”的特点, 即构建Project Wise协同平台, 实现了工作环境 (Workspace) 统一托管;“五个实现”:

1) 实现了工程设计、校核、审批、交付、服务等全寿命周期内使用者权限动态划分;

2) 实现文件夹创建、文件参考、检入及检出, 保证文件受控、唯一性;

3) 实现各级专业独立设计, 多层次、多专业相互参考无缝对接的协同设计;

4) 实现模型、工程图纸、报表及文本、视图、材质等多专业软件、多层次设计成果交付分类归档, 查阅目录树管理;

5) 实现业主、设计、监理、设备制作、施工等不同工程参与方一体化工作。

3 项目应用

3.1 图纸自审、会审

利用模型碰撞检测实现专业内及专业间的图纸自审、会审, 施工前技术人员借助BIM模型对设备、管线空间位置进行校验, 从而排除施工中的漏、碰、缺等传统施工顽疾的发生, 大大减少了施工环节的返工率, 赢得了时间节约了成本。

三维建模实现计算机检查, 不仅可以解决“硬碰撞”检查, 还能进行大量的“软碰撞”检查, 如安装空间、检修控件、人员通道、管道间距和设备间距等检查, 按规范和经验进行人工检查。在传统设计中, 这类“软碰撞”不便于发现, 在三维环境下, 通过三维模型的直观可视优势, 设计人员可以方便地检查方案是否合理、是否最优, 进行优化设计。通过校审发现:错误—235处, 洽商—67份。

3.2 工程量统计

通过BIM设计完成的3D模型, 直接得到建筑、结构、设备、电气等各专业材料的精确统计, 材料统计报表自动化, 为物资采购、工程预算、成本控制提供高效、便捷的服务依据。

3.4 出施工图

通过BIM信息化模型, 提取各专业施工图纸及节点详图, 根据需要在任意位置进行立体的视图剖切, 克服了传统二维图纸中难以发现的设计缺陷和空间盲点。完成建筑、结构、设备、电气等不同专业, 不同格式的图纸需求, 包括平面、立面、轴测图、阶梯剖, 实现施工图纸无纸化。

3.5 工程应用

3.5.1 可视化技术交底

对复杂的混凝土柱、梁板支模、浇筑进行三维技术交底;对二次结构中的砌体组砌、拉结筋留置、构造柱施工工艺进行三维技术交底。图8为在现场向施工人员进行的剪力墙结构模板三维技术交底, 形象直观, 提高交底质量。

3.5.2 模拟施工

大型设备的运输和吊装, 通过在三维模型中采用动态的碰撞检测, 可以优化设备安装方案, 发现设备布置的不合理的地方。也可以通过让运营管理单位对三维模型进行审查, 提早发现使用上不合理的布置。

本工程烧结机头轮重54.9t, 尾轮重34.9t, 属超重超大型设备, 施工前进行了吊装施工模拟, 为构件运输、施工机具选型决策提供依据。图9所示为烧结机头轮吊装模拟。

本工程主抽风机室混凝土烟囱高120m, 施工采用滑模施工工艺。主要方法:烟囱内部设提升井架, 提升系统包括32台液压千斤顶及液压同步控制系统一套、辐射环梁一套。滑模控制在400mm一段, 逐段滑模提升。

3.5.3 施工进度模拟

通过BIM信息化模型, 实现工程进度的4D控制, 全方位、全过程展示工程进度。

3.5.4 手持设备应用现场指导施工

BIM信息模型实现在i Pad手持设备上的浏览、审核、红线批注, 实现技术人员在施工现场进行模型与建筑实体的比对, 指导和检测施工作业质量。实现图纸电子化分发, 实现无纸化绿色施工, 节约了资源。

4 项目意义

4.1 提升项目协同、提高工程效率

Project Wise平台可快速、灵活设定组织架构, 所有流程具有可继承性及可追溯性, 互提资料和资料发布流程灵活受控, 施工图设计及其校审流程及时迅速, 多种文件与信息可在各管理部门之间实时共享, 具有移动信息应用技术。

4.2 减少设计错误、提升质量管理

减少了施工错误, 提高前方作业人员对图纸技术的理解能力, 模型+虚拟施工的三维可视化技术交底降低了工程质量风险。施工进度模拟, 合理有效利用各种资源, 降低施工组织管理风险, 利用三维模型进行的工程量统计, 合理控制了材料的采购价格与供用时间, 降低了采购管理的风险。

4.3 降低项目成本、减少运营成本

三维设计比传统二维设计较大减少了设计成本、管理成本, 三维模拟施工减少了机械台班数, 大大节约了机械费, 由三维模型提取的材料统计, 合理控制了材料的供需时间及采购价格, 一定程度上节省了工程材料费用。

4.4 降低资源消耗, 减少环境污染

通过无纸化节约超过100万张纸, 约重4t;减少树木砍伐量5526.88kg, 节约煤2036kg, 节约水141.2t;减少CO2排放量14112.4kg, SO2排放量83472kg, 固体废弃物909.12kg。

5 结语