BIM三维技术有什么用?有哪些应用?发展趋势?

日期:2021-01-12 01:30 | 人气:

       三维技术在如今的行业中的应用可以说是屡见不鲜了,除了常见到的影像技术之外,GIS与3D打印也是三维技术最大的应用点,而随着BIM技术的应用,将模型技术与三维技术相结合,创造出一个更为完整,带有工程信息的BIM信息模型,对于整体建筑行业的发展,也起到了至关重要的作用。
BIM三维

        BIM三维技术作用

       1.便捷的BIM导入机制

       为打破行业壁垒,SuperMap GIS提供了便捷的BIM导入机制,可直接导入BIM模型,支持主流的BIM数据格式(FBX、IFC、DAE.X、OBJ、3DS、OSGB/OSG),并以关键字段“图元ID”为媒介,确保模型与属性一一对应关联,实现从BIM到3D GIS的模型无缝对接、属性无损集成。

       2.优化高密度模型性能

       出于性能需求考虑,SuperMap GIS利用LOD(多细节层次技术)与实例化技术突破了BIM模型在GIS平台的浏览性能瓶颈。同时,还提供了BIM模型轻量化的优化处理,例如在模型导入时支持按模型类型区别,可动态控制模型数据量;提供提取BIM外壳功能,从而将BIM模型的可见部分(外壳)与不可见部分(内部模型)分离并分别存储,从数据层面解决了三维场景如何共存BIM与其他海量三维模型,既满足了场景完整性需求,也提升了浏览性能。

       3.BIM与GIS应用功能

       结合BIM模型特点,SuperMap GIS为BIM数据提供了多种实用的三维GIS查询与分析功能,同时发挥GIS的位置服务和空间分析特长,提供了BIM专用的动态模拟功能。
       ● 鼠标点击拾取BIM任意部件,查询部件详细属性信息;
       ● 统计查询功能,方便查看与统计建筑物同类型部件;
       ● 部件控制显示功能,可查询建筑物内部重要专业系统工程。
       ● 提供动态展示建造过程功能,可模拟建筑物构建过程、查看建筑生产情况;
       ● 基于BIM模型的室内逃生模拟,可指导紧急情况下人员疏散。

       BIM三维技术应用

       1、BIM三维碰撞检查

       施工过程中相关各方有时需要付出几十万、几百万,甚至上千万的代价来弥补由设备管线碰撞等引起的拆装、返工和浪费。BIM技术的应用能够安全避免这种无谓的浪费。
       传统的二维图纸设计中,在结构、水暖电等各专业设计图纸汇总后,由总图工程师人工发现和解决不协调问题,这将耗费建筑结构设计师和安装工程设计师大量时间和精力,影响工程进度和质量。由于采用二维设计图来进行会审,人为的失误在所难免,使施工出现返工现象,造成建设投资的极大浪费,并且还会影响施工进度。
       应用BIM技术进行三维管线的碰撞检查,不但能够彻底消除硬碰撞、软碰撞,优化工程设计,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性,而且优化净空,优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案,进行施工交底、施工模拟,提高施工质量、同时也提高了与业主沟通的能力。

       2、BIM虚拟施工

       虚拟施工对全过程来讲,施工模拟的价值在于:
       对比:随时随地都可以非常直观快速地知道计划是什么样的,实际进展是怎么样的。
       协同:无论是施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。
       这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测,大大减少建筑质量问题,安全问题,减少返工和整改。

       3、BIM三维动画渲染和漫游

       业主在进行销售或有关于建筑宣传展示的时候需要用到经过渲染的三维动画,给人以真实感和直接的视觉冲击。然而,对广告宣传公司的相关人员来说,三维建模是相当复杂的过程,好一点的公司有着大量的素材进行拼接整合,但往往不能很好的传达出业主希望通过建筑表现出来的真谛。同样,通过相关渲染软件进行三维建模需要投入大量的人力物力,效果却不尽人意。因此,饱含工程数据的BIM可以成为二次渲染开发的模型基础,大大提高了三维渲染效果的精度和效率。

       4、BIM三维模型校验

       目前的三维可视化技术可以直观的将工程建筑与实际工程对比,考察理论化与实际的差距和不合理性。同时,三维模型的对比可以使业主对施工过程及建筑物相关功能性进行进一步评估,从而提早反应,对可能发生的情况做及时的调整。

       BIM三维未来发展趋势

       一、未来的BIM是全息全维

       我们先定义一下什么是维度,维度又称维数,是数学中独立参数的数目。零维是一点,没有长度。一维是线,只有长度。二维是一个平面,是由长度和宽度(或曲线)形成面积。三维是二维加上高度形成体积。四维是三维加上时间进度,形成时空。五维是四维加上成本,形成造价。可能还有若干维,未来的BIM应该是全息全维,即全信息全维度应用。一个实体构件至少需要五维才具备完整的信息:实体模型、空间位置、建造时间和造价信息等,有人认为造价是信息不能算维度,其实造价才是核心,不论是从建筑业还是制造业,构件成本信息远比其他信息关注度要高,因为造价与财务经济相关联,这也许是某些参与者的终极目标。
       美国五角大楼修建管理采用一体化交付模式和BIM,BIM确保达到成本控制(五维)级。这里暂不讨论BIM究竟有多少维度,只是讨论BIM是否需要三维。有人认为,二维也可BIM,甚至一维0维也可BIM,乃至结绳记事也可BIM,凡承载建筑信息东西都可以是BIM。讨论这种泛化概念的BIM没意义,BIM是建筑业革命性平台,BIM应是能构建起三维以上的结构化数据库的BIM(建筑信息模型),没有三维不会建立起BIM价值体系,对行业没有任何意义,这与传统模式又有什么区别?

       二、为什么“二维也可BIM”的观点已不合时宜

       三维是BIM要素之一,没有三维的BIM是残缺的BIM。有人认为BIM不必三维,二维也可BIM,是小BIM。坚持二维是BIM的人,无非是在坚持有一种抽象的二维数字模型说法。在BIM技术日新月异的今天,死抱“二维也可BIM“的陈旧观念肯定是不合时宜。连个三维模型都搞不出来还搞什么BIM啊?虽然二维图纸也包含丰富的信息,也可以进行信息传递和处理,但与强大的三维根本不能相提并论。
       二维是初级的BIM,简陋的BIM,不是真正意义上的BIM。如果二维也是BIM,那么不是现在才BIM,应该CAD1.0时代就可BIM了。BIM模型一定是多维度的,二维肯定是满足不了各种深度需求。 BIM的核心是信息,它也不排斥二维,不过三维所包含和容纳的信息量远比二维丰富得多,对BIM来讲,三维无论如何是必需和必配。三维是BIM的提前,没有三维就不是真正的BIM。当然二维一维甚至0维也可以处理信息,但BIM绝不限于处理信息,不能什么都可以冒充BIM的 。
       3D取代2D是必然,过去设计师将设计表达摒除了Z轴2D化,相信并习惯于运用着这种复杂并且通常不明确的表达方式。3D的优势是显而易见的,3D图是最直接的设计沟通数据,完全不同于2D图架构的工作流程。3D模型设计软件可以随时创造出2D图,但是2D图却始终无法创造出3D模型。
       3D早就在各个制造领域额广泛应用了,毋庸置疑,建筑自然也不会例外。

       三、BIM是开放平台

       “BIM必须是可视化模型”是我对BIM的定义,因为现代三维技术已很寻常,三维模型能自动生成传统施工图。当然,也不排斥在二维工作模式下建模,许多软件二维能生成三维模型。
       BIM是广阔的海洋,可以兼容各种信息。BIM是个内涵和外延很广的概念, BIM包含以下几个层面:原理、方法论、管理与实施四个层面,而非“BIM是否要三维”之争。BIM中的“M”既是模型也是模型化,也有管理之意。CAD DWG 也可包含在BIM内,没有排斥,BIM是个开放的概念,整合建筑业整个信息数据链,它容纳一切有用信息。
       BIM平台的开放性还表现在与第三方的BIM或三维模型集成,它不会只在自己系统内进行死循环。

       四、为什么BIM需要三维

       虽然建筑信息模型(BIM)之父或之母把模型定义为数学模型和逻辑关系,确实没有要求一定是三维,但是三维是一个高起点。我们完全没必要教条,而应推陈出新。现在三维技术已很寻常,与当初提出BIM模仿时代不可同日而语了,用户需求和技术发展等情况发生的根本性变化,所以不必抱残守缺,活在别人的概念里而不能自拔。中国的工程实践与国外不同,我们为什么不敢越雷池一步?我们应该有“颠覆式创新”,没必要墨守成规。
       现实世界是三维实体,然而在传统的设计中,由于技术手段的限制,设计师选择二维的图形和文字表达作为两者之间的信息传递。基于二维设计在设计建造过程中将不可避免地产生一些低级错误,也很难表达和还原空间的三维复杂形态。建筑信息模型是通过参数化实体造型技术使计算机可以表达真实建筑所具有的信息,真实再现未来建筑的空间布局、管线走向及位置,让设计师与业主、工程师直接通过建筑信息模型完成信息的表达、传递和交换,使业主、设计师、建造师、咨询师之间的信息交流更方便。具有可视、具象、完整、关联和互用性等特征,是原始二维设计技术根本性提升。
       从现实操作的层面上看,如模型应用(虚拟施工、3D漫游、碰撞检查、管线综合、物业计划和配送等)、计量计价、信息应用(指工程量、备料、运营)和性能应用(与其他软件集成分析建筑性能等),这些都需要三维模型。
       三维不仅是解决“可视化”视觉效果,更是要解决“可计算”深层次应用问题,这是BIM核心应用,二维既不能解决“可视化”问题也不能解决“可计算”问题,其他的延伸应用无从谈起。随着BIM应用的深入和需求的增加,三维的重要性和必要性将凸现。没有三维模型,后续的许多BIM应用都无法进行。
       从更宏观层面看,建筑物在整个生命周期里是一个三维动态进化的过程,三维以上的结构化数据库才能解决现在的各种行业难题。
       建筑信息模型有了计算能力后可以生成各种有价值的基础数据,这是原始信息经过加工处理和计算的信息,此信息非彼信息,为示区别,我们把原始信息定义为信息,把计算过的信息定义为数据。一切以数据说话,数据是工程管理决策依据。信息也要变成有用数据才能产生更广泛的应用。信息变成数据,0维一维二维模型等三维以下载体都不能实现,所以它的应用价值不大,不属于我们所定义的BIM范畴,只有三维实体模型才有可能把信息变成数据。“不可计算的信息,不论信息有多少,是什么样的信息,对于建筑物来讲,基本上是不能“计算”的承载平台,都不能成为我们所需要的BIM。”
BIM三维

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