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等同BIM系列6:BIM比CAD改变了什么

发布于:2022-12-20 10:40:03
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本文来源:微信公众号gh_176188fea1b3  更多文章请关注公众号!

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本文中,我们通过图形、文字、数据这几个关键信息形式的对比,来看BIM发展的过去和未来。

01

从手工到CAD时代

手工时代
回想一下手工时代:手绘的图纸,手写的文档,手工制作的表格。这三个代表性的信息(图形、文字、数据),都是以手工方式制作的。有时候这些信息都集中在一套图纸上,很早期都没有设计文件(除了结构计算要有计算书),就只是一套图纸。
要是现在还想看手绘工程图,画错了拿刀片去刮啊刮,刮出一个洞来这张图就废掉了,那就很难了,不知道现在大学里面还教手绘图吗(我读大学的时候,老师要求不准用CAD,理由是手绘图可以锻炼手感,这可能是借自建筑系的说法,而我们是工民建,手感个啥?)。
在这个时代的图纸差错——所谓“对图”,是拿各个工程专业的硫酸纸(透明纸),摞在一起,靠人力肉眼去核对,而且还需要一定的水平、空间想象力。有空间想象力障碍的朋友此时最绝望。
CAD时代
到了CAD时代,有些变化了:用CAD绘图(打印出图),用word做文档,用Excel做表格记录数据。这个时代还在延续,大家想看还可以看到很多活生生的景象。也有用CAD软件做完文档和表格的,但是这三个软件是完全的格式不兼容的。
CAD时代的“对图”很多时候被CAD的多图层功能代替了,在电脑里对图就可以了,还是人工体力活。但是受限于屏幕尺寸太小,仍然有人喜欢打印出来,在纸上对图。这个屏幕尺寸的限制,在BIM时代依然存在。
这个时代虽然用CAD冠名,但是并不全是CAD。Excel在计算方面起的作用一样很大,算量、造价、甚至于结构结算,凡是要计算的东西,无一不用Excel。我在90年代大学毕业设计时,用一个Excel文件,编了大概20个表格,实现了半自动的结构计算,这个小程序,让手工计算的同学们很想咬牙切实的灭了我,最后的妥协是我帮很多人“上机计算”。不允许我们使用Excel的老师,理由仍然是这样“会影响建立力学概念”,我的理由也一样充分:计算交给计算机,多出来的时间多学一点力学概念。
这是计算机对建筑业的第一波冲击。这次冲击虽然表面上是技术驱动的,实际上则是背后多年来庞大的需求,遇到了无法跨越的技术障碍(绘图、计算,word也是传递信息和方便修改之用),在这些障碍被技术攻破之后,多年来的需求开始释放了。
在这一波浪潮中,诞生了国内第一家基于专业的BIM:建科院研发的PKPM系统。最早就只是结构设计:绘图+计算(自带图形引擎和计算模型)。后来慢慢延伸到建筑、水电暖通、造价施工、管理。在国外,则是CAD软件和FM基础管理软件(文档+计算)的长足发展,其实极少数如ARCHIBUS实现了与CAD的融合,这是所谓的“基于管理的BIM”。Autodesk的CAD在这个时代中成为事实上的CAD标准和代名词,国内外基于CAD的二次开发的专业软件也层出不穷。另外还有少数是自带图形引擎的,比如建筑设计第一款BIM软件ArchiCAD。

02

BIM时代

我们正在经历这个转变,很多条件都比以前更好了。我刚才看到一份1995年几家厂商讨论BIM发展的几个瓶颈(图形软件、标准、硬件、存储方式等等),这些问题现在基本上都不存在了,但是在中国,依然有一些国外没有的困难。这是中国特色。
先说BIM怎么和以前的方式对应起来。
(1)首先,图形部分。由2D的CAD软件已经变成了相对比较成熟的3D绘图软件了,以REVIT为代表。这个模型所携带的信息并没有超出CAD(2D时代的高度用标高表达,其他高度用图形、文字、数据混合表达),只是在3D方面的可视化程度大大提高了。在这个层面上,BIM实在就是图纸,只不过变成3D的了。
国产的中望CAD现在在3D的图形引擎方面还无法与Revit竞争。PKPM虽然是基于专业的BIM,但是她也有自主研发的图形引擎,但是据说到现在都还比较难用。
(2)然后,数据。这是Excel表格工具所对应的信息。这个信息在各类基于专业的BIM软件中,都得到了充分的展现,比如结构设计所需要的基础数据和计算公式都已经就绪,只要输入原始数据或由绘图工具图形化输入,就可以得到分析结果。结构设计应该是第一个彻底BIM化的专业,然后是EMP、光学声学等等。这些专业的分析方法(算法)是很早就有了,结构专业更是在50年代就有了(有限元方法),但是计算工具一直都不行,九几年我算一栋小楼,都算了几个小时。现在的软件和硬件进步很大,力学分析软件的能力大大提高,但这些其实不是BIM这个建模思想带来的,虽然很多人也把它归入BIM的功劳。
不管怎么样,我们也可以把这些自CAD时代就开始的进步也放进BIM时代里面。在BIM时代,这些能力的确也在进步,而且随着图形平台的共享,让建模变得更加容易(复用次数提高,总成本降低),这种复用,有技术的一面(制定数据接口标准也算是技术一面),更多的是管理协同带来的效益。
在数据方面,很多初学BIM的人有个误区:只是去学习软件操作,而忽略专业数据部分。孰不知,阉掉专业数据的BIM就只是图纸了(基于绘图的BIM),这也是为什么我经常说“BIM就是图纸”的背景.在很多人那里,BIM简直就是个图纸,尤其甲方说“我不要CAD,我要BIM”,他的意思就是指BIM形式的图纸/光盘。
在数据这一块,除了AEC各专业的数据之外,还有一类属于管理数据,很难划入某专业。这一块的数据还基本上没有被国内建筑业所认识,这个背后的理论体系仍然是作为全生命周期的设施管理FM。管理的数据信息包括:设备系统等相关的信息、建筑尺寸相关的信息、预算造价金额相关的信息。这些信息,如果未经管理方面的策划,可能就只能得到干巴巴的设备指标、建筑图量出来的尺寸以及实际发生的预算数据。在管理角度所需要的数据,是无止境的,它甚至于可以决定技术数据的深度和质量。
有无数的设施管理案例可以证明这一点,比如原设计空间容纳300人,后来被改造成写字楼,坐了1000人,新风不足导致缺氧、环境不佳。这种空间数据在没有全生命周期管理的支撑下,很可能会丢失(或者一直就没有被记录过)。在这里,我想指出的是:工程数据本身就是无止境的,我们现成看到的都只是某个深度,是有限的信息,是应某个需求而做到的深度,而这个需求就来自于管理。这是管理在BIM应用乃至于建筑业的重要性之一个细节。
(3)最后,看看文档信息。这里面的误区就更大了,争议也最多。文档的深度,比之数据,更难确定。在很多人的眼里,文档可能都还是可有可无的。
年龄大一点的设计师都应该记得,很多年前国内的建筑设计是没有说明书的,连建筑寿命都不会写下来;现在由国家驱动,要求设计必须写一点东西,有的项目还得写一本厚厚的说明书。我早年在镇江干工程的时候,看到一个奇闻:英国的设计事务所寄来一份“工程寿命到期通知书”,是镇江在殖民地时代的一个工程,设计寿命是80年,现在时间到了,设计事务所还记得此事!
讲到这里,大家应该明白为什么管理在BIM应用中非常重要。可以说,文档方面的信息,大部分都来自管理需求。我们现在也应该可以理解,现在市面上关于BIM的讨论,为什么都主要局限于绘图,连数据方面讨论的都不多,更何况文档。
在国外的FM软件行业,并没有因为BIM的到来而发生多么巨大的变化,因为在设施管理上,对于3D的需求实在是不大。而缺少设施管理理论体系的中国,又对3D的BIM有着巨大的热情,热情是好事,但是被忽悠起来的热情并不可靠。唯一可靠的是坚实的市场需求。
可以这样说,从全生命周期管理的角度,需求是用文档描述,也就是首先是对BIM文档方面的要求,进而需要很多数据进行计算,再深入下去才是作为原始数据之一的图形。真正的甲方都不需要BIM或者图纸,他要BIM,只是为了让设施服务(后勤运营维护)去使用BIM,或者让承包商降低造价和风险,使用BIM的目的是为了给甲方提供决策的依据,其形式则是:可视化的文档。这个格局就是中国BIM的未来。

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