在实施虚拟建造技术和施工模拟技术的过程中,需要使用BIM相关的软件进行数字模型的创建和动态仿真。下面介绍一些常用的BIM软件。
Autodesk Revit 2021是一款三维建筑信息模型建模软件,适用于建筑设计、MEP工程、结构工程和施工领域。
当一幢大楼完成打桩基础(包含钢筋)、立柱(包含钢筋)、架梁(包含钢筋)、倒水泥板(包含钢筋)、结构楼梯浇注等框架结构建造后(此阶段称为结构设计),接下来就是砌砖、抹灰浆、贴外墙内墙瓷砖、铺地砖、吊顶、建造楼梯(非框架结构楼梯)、室内软装布置、室外场地布置等施工建造作业(此阶段称为建筑设计),最后阶段是进行强电安装、通风系统、供暖设备、供水系统等设备的安装与调试,这就是整个建筑地产项目的完整建造流程。
Revit软件是由Revit Architecture(建筑)、Revit Structure(结构)、Revit MEP(设备)三款软件组合成一个操作平台的综合建模软件。
Revit Structure结构模块是用于建筑项目第一阶段的结构设计的专业模块,图1-13为某别墅建筑项目的结构表达。建筑结构主要表达房屋的骨架构造的类型、尺寸、使用材料要求和承重构件的布置与详细构造。Revit Structure可以出结构施工图图纸和相关明细表。
图1-13 某别墅建筑结构
Revit Structure结构模块还包括钢结构设计模组,图1-14为Revit钢结构设计模组和某钢结构厂房的装配模型。
图1-14 钢结构厂房装配模型
全新的Autodesk Revit 2021将装配式结构设计功能(结构预制插件)整合到了Revit中,图1-15为利用结构预制插件设计的装配式建筑。
图1-15 结构预制插件的应用
鸿业装配式建筑设计软件是针对装配式混凝土结构、基于Revit平台的二次开发软件,考虑从Revit模型到预制件深化设计及统计的全流程设计。鸿业装配式设计软件集成了国内装配式规范、图集和相关标准,能够快速实现预制构件拆分、编号、钢筋布置、预埋件布置、深化出图(含材料表)及项目预制率统计等,形成了一系列符合设计流程、提高设计质量和效率、解放装配式设计师的功能体系。
Revit中的装配设计功能有许多优势,但也有BIM模型数据上的缺陷,具体如下。
1)装配式模型信息量大,Revit体量过大。
2)Revit平台钢筋绘制不够简便,预制件需要绘制大量钢筋。
3)出图体量大,Revit平台的批量打印功能有限。
4)钢筋表生成烦琐,钢筋加工图需手工绘制。
5)预制率统计各地算法有差异,手动设定属性计算操作烦琐,计算结果不准确。
利用鸿业装配式建筑设计软件可以很好地解决上述问题。
图1-16为利用鸿业装配式设计软件创建的某住宅项目的BIM模型。
图1-16 利用鸿业装配式建筑设计软件创建的某住宅项目BIM模型
广联达BIM模板脚手架设计软件是一款可以代替技术人员手工设计模架方案的软件,满足可视化模板设计、外架设计、模板支撑设计、高支模自动识别、安全计算书自动生成等需求,集模板设计、外脚手架设计、模板支架设计于一体。图1-17为广联达BIM模板脚手架设计软件的界面环境。
图1-17 广联达BIM模板脚手架设计软件的界面环境
广联达BIM模板脚手架设计软件的主要功能介绍如下。
1. 结构建模
提供高效导入Revit、GCL、CAD、GTJ模型及参数化主体结构构件建模功能(图1-18为酒店项目模型),用户可以轻松开始模架BIM设计,并将成果模型导出为高清图片或3D模型。
2. 外脚手架
外脚手架功能可以快速智能地生成架体,智能创建支撑和剪刀撑。外脚手架功能支持两种架体形式:扣件式和盘扣式。图1-19为已创建外脚手架的某酒店项目。
图1-18 结构建模
图1-19 外脚手架
3. 模板支架
模板支架设计功能可解决实际项目中建筑立面平面凹凸、立面高低错落时外架需要连续排布的设计场景。基于架体分块,可做到任意排数的架体混合连续排布,弧形外架自动拟合为折线,落地支撑和悬挑支撑自由编辑。图1-20为某小区住宅楼的模板支架。
图1-20 模板支架
广联达BIM施工现场布置软件主要专注于三维仿真和施工模拟的轻量级BIM产品,在投标、施工策划、施工管理中都能给用户带来巨大的价值,表现如下。
· 在投标时:协助客户快速做出三维策划图,如果有BIM加分项还能获得额外加分,如果有述标环节还能制作路线漫游和航拍视频,给述标环节增加亮点。
· 在策划阶段:协助客户进行可视化的策划设计,所见即所得的策划,有效规避策划问题带来的不必要的损失;实时的算量(也可以修改内置价格、出总价),便于策划阶段从技术和经济两个纬度进行实时的分析。
· 在施工阶段:通过虚拟施工,以航拍视频以及视点保存、增加备注的方式,形象地向领导或甲方汇报当前的施工情况,也可以通过这种方式将施工关键点向对应的负责人进行介绍。
· 在做观摩项目时:配合VR设备让观众提前走进场地策划的场景,还可以配合安全教育软件,加入危险源,更加逼真地进行安全教育,体现公司的科技水平。
图1-21为利用广联达BIM施工现场布置软件创建的毛皮鞋深加工项目施工现场布置效果图。
图1-21 某项目施工现场布置效果图
广联达BIM5D以BIM平台为核心,集成全专业模型,并以集成模型为载体,关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息,为项目提供数据支撑,实现有效决策和精细管理,从而达到减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量等目的。图1-22为利用广联达BIM5D软件对某住宅楼项目的施工模拟。
图1-22 BIM5D施工模拟
Lumion是荷兰Act-3D公司的产品,是一个实时的3D可视化工具,用来制作电影和静帧作品,涉及的领域包括建筑景观、城市规划和室内设计。Lumion的强大之处在于它能够提供优秀的图像,并将快速和高效工作流程结合在一起,为用户节省时间、精力和金钱。
Lumion大幅降低了高清视频的制作时间,在几秒钟内,用户可以以视频或图像形式可视化具有逼真背景和惊人艺术感的CAD模型。
用户利用Lumion具备的3D景观设计功能可以直接浏览结果,无须等待渲染,极大地提高了工作效率。新增的LiveSync功能,能够同时进行建模和渲染操作,方便设计者实时查看效果,同时提供了上百种逼真的材料,兼容性极强,支持市面上多款主流的建模软件的模型导入,带来更加逼真出色的渲染效果。这款软件简单易学,无须长时间培训就可以快速创建令人惊叹的图像、视频和360 °全景图。
Lumion包括39个预先配置的HDR天空环境,软件内置可定制的3D草、大气雨雪、地毯和织物等材料,包括可更新的100多种新材料和600多种新物体,是世界上运行速度最快的建筑师3D渲染软件之一。图1-23为利用Lumion对施工场地布置模型的渲染效果。
图1-23 Lumion中的场景渲染效果