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本文來源:微信公眾號

本文中,我們通過圖形、文字、數據這幾個關鍵信息形式的對比,來看BIM發展的過去和未來。
01
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從手工到CAD時代
手工時代
回想一下手工時代:手繪的圖紙,手寫的文檔,手工制作的表格。這三個代表性的信息(圖形、文字、數據),都是以手工方式制作的。有時候這些信息都集中在一套圖紙上,很早期都沒有設計文件(除了結構計算要有計算書),就只是一套圖紙。
要是現在還想看手繪工程圖,畫錯了拿刀片去刮啊刮,刮出一個洞來這張圖就廢掉了,那就很難了,不知道現在大學里面還教手繪圖嗎(我讀大學的時候,老師要求不準用CAD,理由是手繪圖可以鍛煉手感,這可能是借自建筑系的說法,而我們是工民建,手感個啥?)。
在這個時代的圖紙差錯——所謂“對圖”,是拿各個工程專業的硫酸紙(透明紙),摞在一起,靠人力肉眼去核對,而且還需要一定的水平、空間想象力。有空間想象力障礙的朋友此時最絕望。
CAD時代
到了CAD時代,有些變化了:用CAD繪圖(打印出圖),用word做文檔,用Excel做表格記錄數據。這個時代還在延續,大家想看還可以看到很多活生生的景象。也有用CAD軟件做完文檔和表格的,但是這三個軟件是完全的格式不兼容的。
CAD時代的“對圖”很多時候被CAD的多圖層功能代替了,在電腦里對圖就可以了,還是人工體力活。但是受限于屏幕尺寸太小,仍然有人喜歡打印出來,在紙上對圖。這個屏幕尺寸的限制,在BIM時代依然存在。
這個時代雖然用CAD冠名,但是并不全是CAD。Excel在計算方面起的作用一樣很大,算量、造價、甚至于結構結算,凡是要計算的東西,無一不用Excel。我在90年代大學畢業設計時,用一個Excel文件,編了大概20個表格,實現了半自動的結構計算,這個小程序,讓手工計算的同學們很想咬牙切實的滅了我,最后的妥協是我幫很多人“上機計算”。不允許我們使用Excel的老師,理由仍然是這樣“會影響建立力學概念”,我的理由也一樣充分:計算交給計算機,多出來的時間多學一點力學概念。
這是計算機對建筑業的第一波沖擊。這次沖擊雖然表面上是技術驅動的,實際上則是背后多年來龐大的需求,遇到了無法跨越的技術障礙(繪圖、計算,word也是傳遞信息和方便修改之用),在這些障礙被技術攻破之后,多年來的需求開始釋放了。
在這一波浪潮中,誕生了國內第一家基于專業的BIM:建科院研發的PKPM系統。最早就只是結構設計:繪圖+計算(自帶圖形引擎和計算模型)。后來慢慢延伸到建筑、水電暖通、造價施工、管理。在國外,則是CAD軟件和FM基礎管理軟件(文檔+計算)的長足發展,其實極少數如ARCHIBUS實現了與CAD的融合,這是所謂的“基于管理的BIM”。Autodesk的CAD在這個時代中成為事實上的CAD標準和代名詞,國內外基于CAD的二次開發的專業軟件也層出不窮。另外還有少數是自帶圖形引擎的,比如建筑設計第一款BIM軟件ArchiCAD。
02
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BIM時代
我們正在經歷這個轉變,很多條件都比以前更好了。我剛才看到一份1995年幾家廠商討論BIM發展的幾個瓶頸(圖形軟件、標準、硬件、存儲方式等等),這些問題現在基本上都不存在了,但是在中國,依然有一些國外沒有的困難。這是中國特色。
先說BIM怎么和以前的方式對應起來。
(1)首先,圖形部分。由2D的CAD軟件已經變成了相對比較成熟的3D繪圖軟件了,以REVIT為代表。這個模型所攜帶的信息并沒有超出CAD(2D時代的高度用標高表達,其他高度用圖形、文字、數據混合表達),只是在3D方面的可視化程度大大提高了。在這個層面上,BIM實在就是圖紙,只不過變成3D的了。
國產的中望CAD現在在3D的圖形引擎方面還無法與Revit競爭。PKPM雖然是基于專業的BIM,但是她也有自主研發的圖形引擎,但是據說到現在都還比較難用。
(2)然后,數據。這是Excel表格工具所對應的信息。這個信息在各類基于專業的BIM軟件中,都得到了充分的展現,比如結構設計所需要的基礎數據和計算公式都已經就緒,只要輸入原始數據或由繪圖工具圖形化輸入,就可以得到分析結果。結構設計應該是第一個徹底BIM化的專業,然后是EMP、光學聲學等等。這些專業的分析方法(算法)是很早就有了,結構專業更是在50年代就有了(有限元方法),但是計算工具一直都不行,九幾年我算一棟小樓,都算了幾個小時。現在的軟件和硬件進步很大,力學分析軟件的能力大大提高,但這些其實不是BIM這個建模思想帶來的,雖然很多人也把它歸入BIM的功勞。
不管怎么樣,我們也可以把這些自CAD時代就開始的進步也放進BIM時代里面。在BIM時代,這些能力的確也在進步,而且隨著圖形平臺的共享,讓建模變得更加容易(復用次數提高,總成本降低),這種復用,有技術的一面(制定數據接口標準也算是技術一面),更多的是管理協同帶來的效益。
在數據方面,很多初學BIM的人有個誤區:只是去學習軟件操作,而忽略專業數據部分。孰不知,閹掉專業數據的BIM就只是圖紙了(基于繪圖的BIM),這也是為什么我經常說“BIM就是圖紙”的背景.在很多人那里,BIM簡直就是個圖紙,尤其甲方說“我不要CAD,我要BIM”,他的意思就是指BIM形式的圖紙/光盤。
在數據這一塊,除了AEC各專業的數據之外,還有一類屬于管理數據,很難劃入某專業。這一塊的數據還基本上沒有被國內建筑業所認識,這個背后的理論體系仍然是作為全生命周期的設施管理FM。管理的數據信息包括:設備系統等相關的信息、建筑尺寸相關的信息、預算造價金額相關的信息。這些信息,如果未經管理方面的策劃,可能就只能得到干巴巴的設備指標、建筑圖量出來的尺寸以及實際發生的預算數據。在管理角度所需要的數據,是無止境的,它甚至于可以決定技術數據的深度和質量。
有無數的設施管理案例可以證明這一點,比如原設計空間容納300人,后來被改造成寫字樓,坐了1000人,新風不足導致缺氧、環境不佳。這種空間數據在沒有全生命周期管理的支撐下,很可能會丟失(或者一直就沒有被記錄過)。在這里,我想指出的是:工程數據本身就是無止境的,我們現成看到的都只是某個深度,是有限的信息,是應某個需求而做到的深度,而這個需求就來自于管理。這是管理在BIM應用乃至于建筑業的重要性之一個細節。
(3)最后,看看文檔信息。這里面的誤區就更大了,爭議也最多。文檔的深度,比之數據,更難確定。在很多人的眼里,文檔可能都還是可有可無的。
年齡大一點的設計師都應該記得,很多年前國內的建筑設計是沒有說明書的,連建筑壽命都不會寫下來;現在由國家驅動,要求設計必須寫一點東西,有的項目還得寫一本厚厚的說明書。我早年在鎮江干工程的時候,看到一個奇聞:英國的設計事務所寄來一份“工程壽命到期通知書”,是鎮江在殖民地時代的一個工程,設計壽命是80年,現在時間到了,設計事務所還記得此事!
講到這里,大家應該明白為什么管理在BIM應用中非常重要。可以說,文檔方面的信息,大部分都來自管理需求。我們現在也應該可以理解,現在市面上關于BIM的討論,為什么都主要局限于繪圖,連數據方面討論的都不多,更何況文檔。
在國外的FM軟件行業,并沒有因為BIM的到來而發生多么巨大的變化,因為在設施管理上,對于3D的需求實在是不大。而缺少設施管理理論體系的中國,又對3D的BIM有著巨大的熱情,熱情是好事,但是被忽悠起來的熱情并不可靠。唯一可靠的是堅實的市場需求。
可以這樣說,從全生命周期管理的角度,需求是用文檔描述,也就是首先是對BIM文檔方面的要求,進而需要很多數據進行計算,再深入下去才是作為原始數據之一的圖形。真正的甲方都不需要BIM或者圖紙,他要BIM,只是為了讓設施服務(后勤運營維護)去使用BIM,或者讓承包商降低造價和風險,使用BIM的目的是為了給甲方提供決策的依據,其形式則是:可視化的文檔。這個格局就是中國BIM的未來。
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