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BIM数字孪生

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数字技术的快速发展已经渗透到各个行业中,建筑行业也不例外,建筑信息模型技术(BIM)的作用是带动建筑行业数字化转型,BIM技术是一种基于数字化、智能化、全方位的建筑项目管理和协作办法,通过使用3D建模来协调和管理建筑项目的数据,有利于降低建筑项目成本,提高建筑的质量和效率,增加建筑项目的可持续性和经济性。


BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础而建立的建筑模型。通过数字信息仿真,模拟建筑物所具有的真实信息。BIM是以从设计、施工到运营协调、项目信息为基础而构建的集成流程,它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5大特点。建筑公司通过使用BIM,可以在整个流程中将统一的信息创新、设计和绘制出项目,还可以通过真实性模拟和建筑可视化来更好地沟通,以便让项目各方了解工期、现场实时情况、成本和环境影响等项目基本信息。


可视化,即“所见即所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化真正运用在建筑业地作用非常大。例如,经常拿到的施工图纸只是各个构件的信息,在图纸上以线条绘制表达,但是真正的构造形式就需要建筑业人员去自行想象了。如果建筑结构简单,那么没有太大的问题,但是近几年形式各异、复杂造型的建筑不断推出,那么光靠想象就不太实际了。所以BIM提供了可视化的思路,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。


协调性是建筑业中的重点内容,无论是施工单位和设计单位还是业主,都在做着协调及相互配合的工作。一旦在项目的实施过程中遇到了问题,就需要各相关人员组织起来进行协调会议,找出施工中问题发生的原因及解决办法,然后做出相应变更、补救措施等来解决问题。那么,问题的协调就只能等出现问题后再进行协调吗?在设计时,由于各专业设计师之间的沟通不到位,往往会出现各种专业之间的碰撞问题,例如,在对暖通(供热、供燃气、通风及空调工程)等专业中的管道进行布置时,可能遇到构件阻碍管线的布置。这种问题是施工中常遇到的碰撞问题,而BIM的协调性服务,可以帮助处理这种问题,也就是说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,生成并提供出协调数据。当然,BIM的协调作用也不止应用于解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调以及地下排水布置与其他设计布置的协调等问题。


BIM的模拟性并不是只能模拟、设计出建筑物的模型,还可以模拟难以在真实世界中进行操作的事件。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些事件进行模拟实验,例如,节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟和热能传导模拟等。在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(3D模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而确定合理的施工方案。同时还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而实现成本控制。在后期运营阶段,还可以进行日常紧急情况处理方式的模拟,如地震人员逃生模拟和消防人员疏散模拟等。


事实上,整个设计、施工和运营的过程就是一个不断优化的过程,在BIM的基础上,可以更好地进行优化。优化通常受信息、复杂程度和时间的制约。准确的信息影响优化的最终结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息以及规则信息。对于高度复杂的项目,由于参与人员本身的原因,往往无法掌握所有的信息,因此需要借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的服务。