2007年，政府宣布計劃在瑞士阿爾卑斯山脈的塔米納（Tamina）山谷設計和建造一座橋梁。因為周圍的山體滑坡經(jīng)常將道路損毀，通往山谷的現(xiàn)有道路急需維修。該地區(qū)的土木工程師認為，從長遠來看，在山谷上建一座橋要比不斷維修谷底的道路更經(jīng)濟、安全。歷時4年，塔米納峽谷大橋建成通車。該橋為非對稱混凝土拱橋，全長417米，主跨長265米。拱肋及橋面結(jié)構(gòu)足夠堅固，可以承受來自山區(qū)峽谷的強風，以及抵抗地震。與此同時，外形美觀又輕巧，用料經(jīng)濟。由于該橋在設計時，利用復雜的BIM軟件解決了在陡峭山體兩側(cè)不同高度建設的難題，使得這座既輕薄優(yōu)雅，又結(jié)構(gòu)強大的峽谷大橋成為可能。

　　詳細的設計建模

　　Allplan公司的品質(zhì)部主管、BIM技術(shù)的早期支持者Daniel Bittrich表示:“最初，政府和承包商并不確定該設計能否建成。因此，設計師必須提供一個非常詳細的模型。而這個模型是在BIM中創(chuàng)建的，由于軟件中允許使用細長的截面，這使得橋梁可以建造得更為優(yōu)雅，同時節(jié)省材料和成本。”

　　BIM與CAD完全不同。Bittrich進一步解釋說，“使用CAD，你可以像使用數(shù)字繪圖板一樣使用軟件來創(chuàng)建線條、陰影、文本等。然而，使用BIM，卻可以創(chuàng)建一個三維模型，并將其用于傳輸、協(xié)作、模擬和優(yōu)化。同時，這個BIM設計模型，還可以用于可視化、成本估算、結(jié)構(gòu)和能源分析，協(xié)調(diào)設計人員、承包商和業(yè)主。”

　　使用BIM進行設計的優(yōu)點之一是，與傳統(tǒng)繪圖方法相比，它可以讓工程師們追求更漂亮、更新穎的設計。Bittrich說:“如果你所能做的就是基于傳統(tǒng)的圖紙進行設計，那么在美學層面上，它們可能不會像你的競爭對手所做的那樣令人驚嘆，因為你缺乏數(shù)字建模專業(yè)的前沿設計能力。你的設計也會消耗更多的能源，導致更多的二氧化碳排放。他們可能會為技術(shù)設施分配空間，但這些空間最終可能會在建設結(jié)束時被浪費掉，因為事實證明這些空間并不被需要。”Bittrich接著解釋了為什么不使用最新的BIM技術(shù)將會損害公司的聲譽。“最糟糕的可能是，你所在的咨詢公司不會再招收到年輕的人才。因為誰想在電腦上畫圖賺錢，而不是像電子游戲那樣在電腦上創(chuàng)建數(shù)字模型呢？”

　　BIM值得花時間和精力嗎?

　　目前的BIM設計過程包括三個主要部分：跨學科協(xié)作、結(jié)構(gòu)性檢查、成本優(yōu)化。

　　設計過程中的每一個主體——道路工程師、橋梁工程師、結(jié)構(gòu)工程師、巖土工程師，都有不同的角色定位，需要不同的信息來完成他們的工作。他們一般通過維護自己的文檔，來獲取并處理在各自的工作中需要了解的內(nèi)容。

　　Bittrich說:“道路工程師通常對橋梁設計的細節(jié)不感興趣，也可能對某一特定地點帶來的地質(zhì)問題不感興趣。然而，他們各自的模型和文檔卻都需要描述同一個項目。因此，當工程師們將這些模型上傳到像Bimplus這樣的BIM平臺上時，所有不同專業(yè)的模型結(jié)合起來，會很容易發(fā)現(xiàn)沖突和不一致，然后可以在協(xié)調(diào)會議上討論和解決這些問題。”

　　一旦發(fā)現(xiàn)沖突，會導致產(chǎn)生昂貴的費用，并且會在解決沖突問題時使項目進展滯后。例如，如果預制橋面板與支座或梁的安裝相沖突，在使用CAD設計的項目中，這種情況可能直到施工到那一階段時才會顯現(xiàn)出來。在BIM中，問題甚至可以在工作開始之前就被發(fā)現(xiàn)和糾正，并確保項目的每一位參與者都能在同一個平臺上進行交流。

　　為達到精確設計這一目的，特殊的軟件工具可以進一步加強對橋梁或結(jié)構(gòu)“可建造性”的分析。這些解決方案通過分析“聯(lián)合模型”來發(fā)現(xiàn)潛在的問題，“聯(lián)合模型”將不同工程師使用的各種單獨的模型數(shù)據(jù)組合成一個完整的模型。這個基于規(guī)則的檢查軟件，不僅可以發(fā)現(xiàn)和報告整體設計中的潛在沖突，還可以驗證它是否符合建筑規(guī)范和政府法規(guī)。

　　Bittrich說:“BIM當然可以幫助承包商獲得比通常少很多錯誤的設計，并使他們更容易在截止日期和預算前完成工作。這顯然也符合項目所有者的利益。”業(yè)主將從減少建設延誤的成本和更準確的投標中獲得更大的益處。一旦大橋建成，維修將會更加容易，檢查也不會那么麻煩。

　　就建筑環(huán)境而言，BIM可以預測結(jié)構(gòu)對周圍區(qū)域的影響，例如施工現(xiàn)場環(huán)境的破壞對周圍的影響，以及橋梁的最終外觀與周圍環(huán)境的和諧性，這兩者在人口密集的城市地區(qū)都顯得尤為重要。

　　我們已經(jīng)看到BIM如何幫助利益相關(guān)者改善合作，防止沖突，所有這些都有助于成本優(yōu)化。然而，有時聽到的關(guān)于BIM的反對意見之一是，對于軟件的投資，以及學習BIM軟件所耗費的成本較大，例如工程師們難以改掉以往的設計習慣。

　　Bittrich說:“BIM是否值得花時間和精力？這并不是一個問題。事實上，如果一家咨詢公司不拓展BIM能力，它遲早會倒閉。非BIM設計更容易出現(xiàn)漏洞和成本超支。”雖然很難精確計算BIM項目所節(jié)省的成本，但他補充說，“如果沒有BIM的介入，由于許多細小的問題被忽略，因此設計的過程會變得非常流暢。但當這些問題在建筑工地暴露出來時，就已經(jīng)為時過晚。設計必須改變，這需要花費時間和金錢，重要的結(jié)構(gòu)可能需要重新設計，可能會有其他不可預測的費用和延遲。也許在冬天來臨之前，建筑無法完工。新的軟件可能在某一時刻開始發(fā)揮作用。業(yè)主可能會超出預算，要求進一步修改以降低成本。這就是項目失控的原因，造成了數(shù)年的拖延，而且產(chǎn)生的費用是最初預估的好幾倍。BIM能夠顯著降低此類事情發(fā)生的風險。這才是它的真正價值所在。”

　　BIM的未來將走向何方？Bittrich給出的回答是，在設計階段之外使用它，并在整個施工過程中使用它，這也是一項現(xiàn)在正在進行的工作。“在未來，BIM將不僅僅局限于在設計和施工中使用，”Bittrich說，“其中創(chuàng)建的數(shù)字模型將直接用于制造和建設。推土機將完全由計算機控制，機器人將焊接并進行砌體工作。BIM也將應用于施工后的設施管理。”

　　他預測，BIM將變得更加強大，并將被授權(quán)用于重要的項目，就像現(xiàn)在許多國家正在推廣應用的一樣。“20年后，沒有人能想象沒有BIM的建設項目，在我們這個時代是如何完成的。”

　　資料來源 / ALLPLAN Whitepaper