封天賜　張高杰

（1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，四川德陽(yáng)　618000；2.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院國(guó)際技術(shù)教育學(xué)院，四川德陽(yáng)　618000）

BIM和3D打印新技術(shù)對(duì)建筑行業(yè)未來(lái)的影響

封天賜1張高杰2

（1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，四川德陽(yáng)618000；2.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院國(guó)際技術(shù)教育學(xué)院，四川德陽(yáng)618000）

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，作為中國(guó)三大產(chǎn)業(yè)的建筑行業(yè)將這些技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，當(dāng)前，普遍應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的新技術(shù)有一個(gè)非常重要的特點(diǎn)就是提供了在單一環(huán)境之下可以拓展的模型，所謂單一模型其實(shí)是非常靈活的，可以隨時(shí)補(bǔ)充或者添加更多的信息。現(xiàn)如今，在建筑行業(yè)中BIM新技術(shù)和3D打印技術(shù)于建筑領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為設(shè)計(jì)師們和建造師們工作的常態(tài)，涉及單體建筑，建筑綜合體，甚至城市規(guī)劃設(shè)計(jì)。所以對(duì)于未來(lái)的建筑行業(yè)是對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)BIM新技術(shù)和3D打印技術(shù)應(yīng)用對(duì)未來(lái)的影響更是有益，新技術(shù)影響著項(xiàng)目的方方面面，加強(qiáng)新技術(shù)是十分重要的。

新技術(shù)應(yīng)用發(fā)展影響

“科技創(chuàng)新，就像撬動(dòng)地球的杠桿，總能創(chuàng)造令人意想不到的奇跡”，習(xí)近平主席在中國(guó)科學(xué)院第十七次院士大會(huì)，中國(guó)工程院第十二次院士大會(huì)上講的這句話，正在不同的領(lǐng)域發(fā)展，在建筑行業(yè)更是尤為突出，現(xiàn)在我們住的房子，休閑場(chǎng)所，如今也能用3D打印機(jī)打印出來(lái)，例如：蘇州工業(yè)園數(shù)棟房子，武漢東湖漢街萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)等等。對(duì)中國(guó)和國(guó)外基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的新技術(shù)都頗有研究的理查德·亨弗萊認(rèn)為：“在我看來(lái)，要應(yīng)對(duì)建筑行業(yè)的挑戰(zhàn)就必須增加透明度，這樣才能更好地獲得融資，同時(shí)更好的管理復(fù)雜工程因此把建筑領(lǐng)域中的BIM引入到建筑當(dāng)中，其最關(guān)鍵不是特定的產(chǎn)品，而是由技術(shù)所支持的一系列過(guò)程的變革?！彼晕覀儜?yīng)在建筑行業(yè)大力發(fā)展BIM新技術(shù)和3D打印技術(shù)，使得我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和管理水平大幅度的提升。

1　BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)代建筑的推動(dòng)力

在美國(guó)業(yè)主和政府會(huì)很自然地將基礎(chǔ)設(shè)施與BIM聯(lián)系在一起，而中國(guó)很多人都不知道BIM是什么，BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)。早在2013年英國(guó)政府就已經(jīng)規(guī)定在2016年之前所有公共設(shè)施都要使用BIM。有這樣規(guī)定的國(guó)家可以說(shuō)是越來(lái)越多，例如：日本、巴西、墨西哥、芬蘭、德國(guó)等，都要求建筑從設(shè)計(jì)到施工都必須使用BIM技術(shù)來(lái)完成。因此中國(guó)建筑行業(yè)也在國(guó)內(nèi)不斷推出相關(guān)措施，如北京，率先在2014年9月發(fā)布BIM地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)；2014年10月29日，上海市政府頒布了《關(guān)于在上海推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，明確規(guī)定大型項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目，全面應(yīng)用BIM技術(shù)。中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)院BIM所所長(zhǎng)魏來(lái)說(shuō)出關(guān)于BIM審批的三個(gè)條件：標(biāo)準(zhǔn)化的交付體系，成熟的軟硬件系統(tǒng)，符合BIM特征的審批思維。在2015年舉辦的中國(guó)第五屆BIM論壇上，中國(guó)院與同行業(yè)分享了BIM3.0—中國(guó)本土化BIM整體解決方案并且分享了中國(guó)院這套經(jīng)過(guò)多項(xiàng)目測(cè)試、實(shí)踐、總結(jié)的整體解決方案。所以我們可以看出現(xiàn)在的很多國(guó)家對(duì)于BIM技術(shù)都是是十分重視的，現(xiàn)在的時(shí)代已經(jīng)是新技術(shù)的時(shí)代了，BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)代建筑的推動(dòng)力是十分明顯的，所以我們要大力發(fā)展BIM新技術(shù)。

2　利用BIM技術(shù)從設(shè)計(jì)到施工的無(wú)縫轉(zhuǎn)移技術(shù)

當(dāng)前，普遍應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的新技術(shù)有一個(gè)非常重要的特點(diǎn)就是提供了在單一環(huán)境之下可以拓展的模型，雖然是單一環(huán)境但是卻非常靈活的，它可以隨時(shí)補(bǔ)充或添加更多的信息。然后再通過(guò)云收集這些信息，上傳后可以通過(guò)不同的終端進(jìn)行瀏覽，并且隨時(shí)可以看到設(shè)計(jì)的模型。在這些環(huán)節(jié)當(dāng)中最重要的一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)到施工的環(huán)節(jié)，使用AutodeskInfraWorks這個(gè)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫轉(zhuǎn)移的技術(shù)，緊接著就是施工環(huán)節(jié)。中國(guó)黃登水電站這個(gè)大型水壩項(xiàng)目就包括InfraWorks在內(nèi)的新技術(shù)，利用BIM技術(shù)收集大量的建筑數(shù)據(jù)然后再將這些數(shù)據(jù)輸入，建立一個(gè)3D模型之后，就可以完成設(shè)計(jì)了，這是基于一定程序的過(guò)程，是以規(guī)則為基礎(chǔ)的一個(gè)過(guò)程。但是要想把BIM所生成的數(shù)據(jù)和顧客原有資產(chǎn)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)合在一起，便需要使用InfraWorks了，它會(huì)把數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，在項(xiàng)目最終結(jié)束的時(shí)候，我們也可以利用InfraWorks進(jìn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理，也有一些客戶會(huì)把InfraWorks處理過(guò)的數(shù)據(jù)和他們的資產(chǎn)信息結(jié)合在一起，所以對(duì)于這種類似的情況，現(xiàn)在我們可以創(chuàng)造出進(jìn)入式的3D數(shù)據(jù)。對(duì)于這些建模之后的數(shù)據(jù)我們不僅可以拿到實(shí)地去指導(dǎo)建筑工程，而且還可以將這些數(shù)據(jù)在未來(lái)城市的規(guī)劃和建筑的規(guī)劃可以更好地處理和發(fā)展。所以我們不再只是利用BIM處理數(shù)據(jù)而是可以使用BIM這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑的設(shè)計(jì)到施工的無(wú)縫轉(zhuǎn)移了，可以看出BIM技術(shù)在生活中是十分實(shí)用的，所以必須大力加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑中的使用。

3　BIM技術(shù)對(duì)超高層建筑的智能深化

對(duì)于超高層建筑智能深化有三個(gè)特點(diǎn)：超高層的技術(shù)特點(diǎn)，深入施工設(shè)計(jì)的工藝仿真模擬，結(jié)合前沿技術(shù)。當(dāng)BIM近年來(lái)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域引領(lǐng)風(fēng)騷之時(shí)，施工行業(yè)的建筑數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用也沒(méi)有絲毫的落后，并且在建筑行業(yè)里擁有著越來(lái)越多的案例。與此同時(shí)，更高層次的BIM實(shí)踐應(yīng)用也的確大大提高了建筑企業(yè)的生產(chǎn)效率、管理能力，同時(shí)也提升了工程建設(shè)的集成化程度。中建三局第二建設(shè)有限責(zé)任公司安裝公司就一個(gè)應(yīng)用BIM技術(shù)在建筑中的完美實(shí)踐，在深圳建造了深圳太平金融中心這棟超高層建筑。也因?yàn)锽IM技術(shù)的深化應(yīng)用，使得中建三局第二建設(shè)有限責(zé)任公司安裝公司走出了智能管理的新路，在建筑行業(yè)領(lǐng)域得到了大家的一致贊賞，同時(shí)也積累了在超高層建筑項(xiàng)目施工的經(jīng)驗(yàn)。深圳太平金融中心這棟超高層建筑包括了：具有世界上最大的采光井，世界上獨(dú)一無(wú)二的九面體單元板塊等等，所以中建三局第二建設(shè)有限責(zé)任公司整個(gè)項(xiàng)目都著眼于數(shù)字化建造目標(biāo)上，并盡可能實(shí)現(xiàn)整個(gè)大樓全生命周期管理的數(shù)字化平臺(tái)和相應(yīng)的管理手段。在深入施工設(shè)計(jì)的工藝仿真模擬這一特點(diǎn)上的建筑，例如：上海中心大廈，金茂大廈，上海環(huán)球金融中心等等，隨著BIM應(yīng)用在超高層建筑上不斷的深入隨之而來(lái)的問(wèn)題是運(yùn)維階段，BIM的突破只能是在運(yùn)維管理方面的突破，但是以現(xiàn)在的技術(shù)想要在運(yùn)維階段有所突破基本還是很難實(shí)現(xiàn)的，采用了AutodeskRevitArchitectrue軟件建立模型再利用Autodesk Navisworks Manage進(jìn)行三維渲染，動(dòng)態(tài)漫游及施工工序的演示。這種技術(shù)和BIM模型分析CFD的演算相似度達(dá)到70%這也就基本能解決一些施工工藝方面的模擬和能源消耗方面等問(wèn)題了。從BIM技術(shù)的拓展功能來(lái)看，我們要不斷發(fā)展從各個(gè)方面去發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)，來(lái)提高建筑在施工環(huán)節(jié)中的品質(zhì)和質(zhì)量，但是更為重要的是在完善BIM技術(shù)自身外，我們也需要與前沿技術(shù)相結(jié)合，不斷去推廣和開拓更多的使用功能。使的建筑更加美觀和實(shí)用。從BIM對(duì)超高層建筑的智能深化我們可以看出誰(shuí)先掌握了這樣技術(shù)就可以脫穎而出就例如中建三局第二建設(shè)有限責(zé)任公司。所以大發(fā)展建筑行業(yè)技術(shù)是十分重要的

4　BIM和3D打印技術(shù)在建筑上的混合使用

必須承認(rèn)，基礎(chǔ)設(shè)施要比單純的建筑項(xiàng)目更為復(fù)雜，畢竟，基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目并不是白紙一張從頭開始，它面臨著現(xiàn)有環(huán)境的制約，這也就是為什么我們需要用真實(shí)環(huán)境來(lái)建模。同時(shí)因?yàn)榻ㄖ袠I(yè)還涉及了不同的學(xué)科，需要多方的協(xié)調(diào)，另外大型建筑項(xiàng)目也會(huì)影響大眾，還需要考慮對(duì)于人們生活是否有著很大的影響，所以建筑這一行業(yè)更應(yīng)當(dāng)使用BIM新技術(shù)和3D打印技術(shù)，武漢東湖漢街萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)，是萬(wàn)達(dá)集團(tuán)迄今為止建成的最高端的購(gòu)物中心，由國(guó)際知名荷蘭UN Studio設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)的，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中打破了以往萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，甚至突破了國(guó)家規(guī)范，力求每一個(gè)細(xì)節(jié)做到完美。首先利用BIM處理大量的數(shù)據(jù)建立了3D模型，其次利用3D打印技術(shù)將玻璃打印出來(lái)，最為關(guān)鍵的是此次施工中運(yùn)用了世界唯一的全彩數(shù)碼3D打印技術(shù)，釉彩紋玻璃運(yùn)用了全彩數(shù)碼打印，其中所做的雙面打印是國(guó)內(nèi)還沒(méi)有出現(xiàn)的。3D打印建筑架構(gòu)首先來(lái)源于美國(guó)，如果我們利用BIM技術(shù)建立建筑模型，再利用3D打印機(jī)將建筑打印出來(lái)，那么我們的經(jīng)濟(jì)水平和管理水平將會(huì)提升很快，當(dāng)初的鋼結(jié)構(gòu)使得全世界都很出名的鳥巢花時(shí)5年時(shí)間才完成，如果運(yùn)用了3D打印機(jī)還需要那么長(zhǎng)的時(shí)間嗎？并且國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)的建筑依然很少，一旦我們擁有了3D打印技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的國(guó)家了。針對(duì)建筑行業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)平臺(tái)AutodeskInfraWorks之所以了不起，就在于它可以3D的環(huán)境之下對(duì)于不同的方案進(jìn)行比較評(píng)估，而且這個(gè)模型是基于真實(shí)的環(huán)境的模型。從時(shí)間上來(lái)講，你也可以看到不同的設(shè)計(jì)方案，不同的選擇，可以提前進(jìn)行比較，從而保證在整個(gè)生命周期當(dāng)中實(shí)現(xiàn)貫穿始終的效果。所以我們不僅只發(fā)展BIM技術(shù)同時(shí)也需要發(fā)展3D打印技術(shù)，這樣我國(guó)的建筑行業(yè)才會(huì)有所突破。

5　3D打印技術(shù)對(duì)未來(lái)建筑的影響

3D打印技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)，可大幅降低生產(chǎn)成本，提高原材料和能源的使用效率，減少對(duì)環(huán)境的影響，它還使消費(fèi)者能根據(jù)自己的需求量身定制產(chǎn)品。3D打印機(jī)既不需要用紙，也不需要用墨，而是通過(guò)電子制圖、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù)，使特定金屬粉或者記憶材料熔化，并按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來(lái)，最終把電子模型圖變成實(shí)物。其優(yōu)點(diǎn)是大大節(jié)省工業(yè)樣品制作時(shí)間，且可以“打印”造型復(fù)雜的產(chǎn)品。因此我認(rèn)為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)。將這種技術(shù)應(yīng)用于建筑中會(huì)對(duì)建筑制造時(shí)間縮短，效率會(huì)大大提高，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)和管理的水平。所以我們需要加快我們的發(fā)展速度，掌握3D打印技術(shù)不再被別人牽制。我們同樣可以建造成像悉尼歌劇院，埃菲爾鐵塔等著名的建筑。

6　結(jié)語(yǔ)

建筑領(lǐng)域的新技術(shù)對(duì)未來(lái)的影響是及其重要的。現(xiàn)在的是信息時(shí)代，信息時(shí)代的主要特征必將滲透到未來(lái)建筑的各個(gè)方面，包括BIM方面，工程進(jìn)度管理方面，建筑數(shù)據(jù)的收集等等。所以我們需要在建筑行業(yè)發(fā)展我們的BIM技術(shù)和3D打印技術(shù)，但是在實(shí)行新技術(shù)的同時(shí)我們必須實(shí)行可持續(xù)發(fā)展和人性化，建筑節(jié)能不僅要落實(shí)到具體建筑施工中，而且要貫徹最后建筑物的使用過(guò)程中。

［1］杜鴻翰，楊光，計(jì)增龍.《探究BIM在建筑施工中的應(yīng)用》.中國(guó)建筑一局有限公司東北區(qū)域公司.

［2］《BIM的發(fā)展趨勢(shì)》.21世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)網(wǎng).2012.

［3］李菲秘，田浩.《BIM帶來(lái)的建筑產(chǎn)業(yè)革命》.2013.