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在南加州大学电影艺术学院的设计和建设中,BIM过程被应用到各个方面。集成是如此彻底,以至于设计团队能够向客户交付一个信息丰富的三维建筑模型,特别设计用于设施管理的使用。
礼貌UDG

建筑师们知道建筑信息模型正在改变建筑的设计、建造和入住后管理的方式——但是他们真的利用了它所能做的一切吗?Aaron Seward考虑了三个项目的可行性。

一位设计师正盯着电脑屏幕上的一个3d模型,它描绘了一个看起来像是暴露根系的底片。实际上,这是一个新博物馆的内部,它需要一个结构来支撑它的有机形式,这将完全由铸石渲染。只需点击一下鼠标,设计师就可以设置软件工作,对钢框架进行合理化和分析。

这所学校的西班牙传教风格掩盖了支撑该项目的21世纪技术。
由南加州大学

在另一个地方,一位建筑师正在机场的休息室里等待时机,他对地球另一端正在施工的一项工程的一批面板的状态感到好奇。他拿出自己的智能手机,敲出一个实时更新的应用程序,甚至提供了项目的3d演示,显示迄今为止已安装的所有面板。

这些并不是科幻小说中的场景,而是真实生活中的故事,讲述的是建筑信息建模(简称BIM)在越来越多的应用中变得越来越复杂,建筑行业正在发生怎样的变化。任何熟悉BIM的人都会告诉你的第一件事是,它不是一种软件,也不是一种技术,而是一个过程——一种构想和执行建筑的方式,其核心是一个三维的、信息丰富的数字模型。这是众所周知的,但在过去的十年中,这一过程呈指数级加速,从设计专业人员到承包商,再到设施经理,每个人都在探索将BIM工具投入工作的更新方法,迫使软件公司推出更专业的产品,以进一步满足用户的需求。

Autodesk负责行业战略和关系的副总裁菲尔·伯恩斯坦(Phil Bernstein)说:“如果你回顾一下这件事的发展历史,就会发现它非常清晰。”尼古拉斯·尼葛洛庞帝曾经说过,技术的采用遵循不同的阶段。新技术的第一次使用是重复你以前所做的过程。在这种情况下,BIM最初是服务于生产力和更准确的图纸。在最后一个阶段,技术将底层过程转化为新的东西。现在,我们正处于最后的变革阶段。”

如今,一个项目可以通过一种综合的方法进行设计、工程、协调、排序、详细、施工和后期管理。来自BIM模型的信息可以直接输入到精密的CNC铣床上进行无瑕疵的加工。他们可以通过上传的GPS信息控制土方机械来美化一个站点。通过防止冲突,BIM在项目交付中产生了更高的效率,这些冲突以前必须在现场解决,通常压力很大,有很多人为错误的空间。它还给建筑师提供了一个易于理解的模型,增加了与客户和分包商沟通的难度和水平,从而使建筑师掌握了更多的控制权。

SHoP Construction开发了一款iPhone应用程序,用于跟踪大西洋场的制造和安装进度。
礼貌商店

后者当然是Trahan建筑师的路易斯安那体育名人堂和纳奇托什地区历史博物馆的情况。这个28000平方英尺的项目的内部与红河谷周围的沼泽地理相呼应,用铸造的石头面板呈现出流畅的形式。Trahan的Brad McWhirter说:“我们觉得,如果我们要做一些独特和不同的东西,我们最好完全理解系统和组件的集成。”“从业主的角度来看,BIM模型是绝对必要的,以消除人们可能会有的担忧,如果他们习惯于查看二维图纸集。这在竞标过程中也有帮助,这样卖家就不会说我们想做的事情是不可能的。”

Trahan及其设计团队与两家外部BIM咨询公司Case Building + Technology合作,Case Building + Technology负责整体项目协调以及石材面板的制作,Method design则与结构工程师合作,详细描述支撑面板的高度复杂系统。

两位顾问都解释说,如果没有BIM,这个项目就不可能实现,至少不会在当前的时间框架内(设计进度为20个月)和1260万美元的预算内实现。“在这个项目中,纯粹的几何复杂性需要3d,”案例合伙人Federico Negro说。“有超过1000个面板,它们都是不同的,每个面板有4到15个连接,从不同的角度向外投射。如果你没有找到对象的好方法,不能快速使用它们,不能理解关系是如何工作的,那么你就没有办法管理设计。你不能画出皮肤的高度。这是从来没有正交的。”

某些BIM软件的几何寻形能力使复杂形状的开发和合理化变得容易。它也使它更容易通过制造和施工指导那些形式。Case使用Trahan的Maya和Rhino设计文件,并使用Digital Project将几何图形面板化。一旦面板化完成,结构工程师就轮到他们的模型,使用Rhino和Grasshopper进行结构形式查找和分析,并设计连接。该软件的参数化建模功能使得Method Design只需点击一个按钮就能找到80%的项目加载路径和连接点,剩下的则需要手动解决。如果在二维图纸上手工完成这项工作,将花费大量的工时,从而使该项目无法实现。Method公司的里斯·坎贝尔(Reese Campbell)说:“这项技术可以让你把必须要做的思考最小化。”“所有的钢材都要经过一系列的算法来读取连接,合理的交叉,并进行结构分析。”结构工作完成后,模型返回Case, Case将面板(现在已经配备了完整详细的连接)送出去进行自动化制造。BIM模型在安装过程中也有帮助。 Method printed out a 72-page connection catalogue that construction workers used on site to understand how each panel connects to the steel structure.

路易斯安那体育名人堂和区域历史博物馆的直线外观让位于复杂和有机的内部几何结构。
礼貌Trahan

除了为那些想要创建几何复杂的项目的设计师提供工具外,BIM还帮助专业人员跟踪项目的预算。SHoP Architects,他们从BIM的第一个项目,P.S.1的环境就开始与之合作在布鲁克林的巴克莱中心,建筑师利用这一过程解决了形式和财务问题。SHoP的Jonathan Mallie说:“当我们为场馆开发立面设计时,我们使用BIM流程来理解几何形状和材料,以及每种材料如何进入成本矩阵,并与客户和立面制造商共享信息。”“在设计阶段,我们真正的关键是管理形式,并将其与确定的预算联系起来。”

SHoP与Rhino和CATIA在最初的形式寻找,然后与CATIA连接立面面板的设计无缝流动到制造。一旦找到了形式,该模型被带回Revit,以协调基础建筑结构,HVAC和MEP。

BIM模型的高度细节使得设计团队能够给施工队提供一份连接细节手册,以方便室内外覆层系统的安装。
礼貌TRAHAN

SHoP选择了风化钢板作为外部,并开发了一个iPhone应用程序,允许建筑师和客户跟踪面板的风化过程,以及他们的安装。Mallie说:“有了这项技术,我们可以进一步推动设计。”“它消除了很多模棱两可的地方,而且因为它是一个模型,它是人们可以看到的东西,我们可以让所有人达成一致。”

然而,如果认为BIM只是使非常规的形式制作成为可能,那就大错特错了。虽然像Rhino和CATIA这样的高级几何建模工具因为它们所产生的设计而获得了很多关注,但BIM过程中的3d建模软件更多地被使用和重视的是可以编程到模型中的纯粹的信息水平(以及高度的细节)。在南加州大学的新电影艺术综合学院,这些模型的潜力不仅被用于三阶段项目的设计和施工,也被用于建筑竣工后的管理。

该项目的建筑师、城市设计集团(UDG)的雷·卡尔表示,这所大学的做法在学术界是不同寻常的:“他们的设施和资本开发人员一起工作。你很少看到这种情况。当这种情况发生时,你就可以证明这可能不是一个项目的最低前期成本,但会在建筑的整个生命周期中降低。”

BIM的参数化能力允许设计师快速开发结构系统:软件本身发现并分析了钢框架和铸石包层之间80%的连接。
礼貌TRAHAN

在电影艺术学院,UDG与Matt Construction密切合作,这是一家加利福尼亚的建筑管理公司,它完全采用了BIM技术来协调建筑行业,帮助项目中的所有合作者在施工后进入下一个阶段。UDG为艺术学院提供了一个模型,其中嵌入了大学设施组维护结构所需的所有数据点,包括与材料、机器名称和型号相关的数据。虽然该模型充满了用于建筑管理的信息,但它允许设施团队开发筛选数据的角色,以只显示适用于某些功能的信息,如清洁或维修。建筑师还与霍尼韦尔合作,将BIM模型与建筑监控系统集成在一起,该系统为设施管理人员提供了建筑的可视化表示,显示每个房间的灯是否亮着,以及一天中不同时间的温度。该功能使建筑的能源使用效率比最初预期的提高了20%。

虽然BIM还没有成为项目交付的行业标准——部分原因是它对小公司来说仍然过于昂贵——但随着每一个成功的故事,它的影响力都在增长。这一过程仍在不断发展,因为玩家会以达尔文式的能量竞争,看什么方法最有效、最快。软件公司尤其在试图找出哪些互补系统将被证明是最有利的。伯恩斯坦说:“人们说,我可以用BIM来观察我如何交付项目的不同商业模式,我可以用它来驱动数字制造,我可以用它来帮助我采取更强大的可持续发展议程。”“它正处于角色和关系的转变过程中。”建筑师仍在探索这些不同用途的含义,以及它可能对职业产生的变革性影响。伯恩斯坦继续说:“我相信十年后人们的工作方式将与现在有根本的不同。”显然,那些最能预测可能发生的变化范围的人,将处于控制新建筑形状的最佳位置。

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