致力有效利用BIM的設備設計,東京奧運村Village Plaza/株式會社日建設計

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利用BIM達成各方共識

新冠病毒暴發之前的建築設計,通常是藉由設計方(建築、結構、電氣、機械)與發包方、承包方及製造商等各相關方進行深入的面對面溝通達成共識的。然而在新冠疫情期間及後新冠時期,面對面交流的機會減少,網路會議的頻次卻日漸增長,由此可見在這種情況下利用Building Information Modeling(BIM)達成共識是一種行之有效的方法。

東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計

建築、結構、電氣、機械各領域BIM應用案例

本文介紹建築、結構、電氣、機械的各種領域中BIM應用案例的同時,展望今後BIM在建築設計和監理領域的應用前景。

 

BIM的概念圖
BIM的概念圖

支持木材循環利用的BIM

在這裡為大家介紹「奧運村Village Plaza」這個案例。本作品是一棟臨時的木構造單層建築,用於2021年東京舉辦世界級體育賽事期間為參賽運動員提供交流場所以及各種便利。該建築使用日本各地方自治體提供的木材建造而成,計畫在其完成賽事配套設施的使命後拆除,並將拆下的木材返還給各自治體再利用於公共設施的建設。

內部裝飾中木材相互支撐的獨特結構,試圖實現「多樣性與和諧」的建築空間。為此,我們有效利用BIM技術,不僅實現了電纜架、照明設備、管道和空調室內機等機器設備的可視化,還實現了設計人員間的資訊共享。

木材相互支撐的獨特結構形態(2020年8月時點/內部裝修前 ©Tokyo 2020),東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
木材相互支撐的獨特結構形態(2020年8月時點/內部裝修前 ©Tokyo 2020),東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計

 

BIM在設備設計中的應用

近年來,人們對BIM在建築領域中的應用案例已經耳熟能詳,而在設備BIM領域雖然有很多關於電氣室和機房等局部空間中機器設備配置的研究,但事實上如何有效利用「Information」的案例卻少之又少。儘管大家已經認識到了機器設備可視化的優點,但由於在較短的設計週期內需要輸入的資訊量遠遠大於2D設計圖,導致BIM的應用難以快速推廣。本作品除了利用BIM立體數據的並行工程,還藉由利用BIM具有的「Information」,使一部分設計工作自動化,進而實現了設計工作的省力化。

① 建築・結構BIM的應用

利用立體模型進行環境分析,在確認將創建怎樣的建築環境的同時推進建築設計和設備設計,此一模式正在與日俱增。屆時,如果進行傳統的環境分析,那麼需要在分析前花費大量時間進行模型創建和條件構建。本作品藉由採用直接使用建築・結構BIM建模的方法,大大減少了環境分析所需的時間。

 

風速分佈分析,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
風速分佈分析,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
樑下設置照明,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
樑下設置照明,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
樑上設置照明,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
樑上設置照明,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計

 

照明分析

本作品中,日建設計還實現了基於複雜結構木樑演算法設計的照明配置自動化。這項技術可能是未來實現設備設計自動化的重要起步。

 

配合複雜木樑配置的照明器具,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
配合複雜木樑配置的照明器具,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計

② 設備方面對所輸入資訊的應用

除了在建築・結構設計中應用所輸入的BIM資訊外,設備設計利用所輸入的BIM資訊也可大幅提高建築設計收尾階段的工作效率。具體而言,藉由將有關配光特性的資訊添加到自動配置的照明中,可以自動生成照度計算書。另外,還可根據流量、管道尺寸、閥的個數以及高度等資訊自動生成管道壓力損失計算表,也可根據風量和管道尺寸等資訊自動生成管道靜壓計算表。此外,藉由開發一個EXCEL宏來分析和整理大量有關照明、插座、空調電源容量的BIM資訊,實現了自動生成配電盤清單。

除了製作設計圖外,利用照明和管道的設備類型以及室內・室外規格等「Information」,開發了基於估算數量的施工成本概預算程式。如此一來,就可以在短時間內獲得具有較高精度的概預算。

 

管道靜壓的自動計算,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
管道靜壓的自動計算,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
室內、室外施工分區,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計
室內、室外施工分區,東京奧運村Village Plaza的BIM運用/株式會社日建設計

 

BIM在新冠疫情時期的應用

在實現了設備的全BIM化後,連接建築 Revit BIM和結構BIM創建出了一個整合不同領域資訊的綜合模型。

 

綜合模型示意圖,使用Revit BIM加上GrassHopper設計特殊形狀,以及Rebro使用
綜合模型示意圖,使用Revit BIM加上GrassHopper設計特殊形狀,以及Rebro使用

 

藉由利用綜合模型,可以隨時在個人電腦上確認建築內部狀況,而無需與多方當面開會溝通。此外,藉由利用VR,無需前往現場即可在數位空間確認高密度的資訊。即使在施工階段,也可藉由積極利用BIM,對工地階段的設計變更做出及時應對,還可遠程進行部分監理工作。希望BIM可以像曾經促進設計・監理遠程辦公的發展一樣,今後作為合理化工具在建築生命週期的各個階段大顯身手。

 

VR體驗
VR體驗

 

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