Cómo entender la arquitectura de cuatro dimensiones
1. El objetivo del diseño cuatridimensional
El llamado diseño cuatridimensional es introducir la cuarta dimensión de la medición del eje del tiempo basada en el modelo espacial tridimensional de el edificio para ayudar en el diseño y construcción del edificio. Generalmente se expresa utilizando un modelo digital de cuatro dimensiones, o modelo 4D, con la ayuda de tecnología informática. En la industria de la construcción, los modelos 4D tienen un nuevo significado como herramienta de diseño y planificación de la construcción. No son simplemente equivalentes a las representaciones de simulación de procesos de construcción que a menudo vemos utilizadas por las empresas de construcción que utilizan tecnología de realidad virtual por computadora. Por el contrario, los modelos 4D necesitan alcanzar un nivel técnico más profundo. Requiere que los elementos del espacio y el tiempo se integren más orgánicamente en un entorno de cuatro dimensiones. Los elementos arquitectónicos del espacio son modelos tridimensionales, y las series de tiempo se refieren a la ingeniería. proyectos de construcción. De acuerdo con el progreso de la construcción, el modelo de cuatro dimensiones expande los elementos espaciales en la dimensión del tiempo para formular un plan de construcción razonable y determinar la secuencia de construcción, la duración de la construcción y la conexión y coordinación mutua de cada proceso de construcción del proyecto.
No deberíamos pensar simplemente que los modelos 4D solo desempeñan el papel de reemplazar los dibujos y modelos de diseño bidimensionales en la industria del diseño, o reemplazar los diagramas de barras horizontales y diagramas de red en la industria de la construcción. Desde una perspectiva más amplia, el diseño arquitectónico futuro debe ser una actividad de construcción de ciclo de vida completo; cómo considerar varios problemas que pueden surgir durante la fase de construcción lo antes posible en la fase de diseño que involucra tanto el diseño como la construcción en la industria de la construcción. la integración efectiva de enlaces a gran escala para mejorar la eficiencia de la construcción y reducir los costos de la industria de la construcción conducirá a secuencias de construcción inapropiadas, lo que en última instancia conducirá a ciclos de construcción extendidos e incluso a reelaboraciones del diseño. debe abordar los problemas del edificio Evaluar los problemas de construcción sin tener que esperar hasta la etapa de expansión o más tarde hasta la etapa de diseño del plano de construcción. Si la racionalidad del plan de construcción se puede probar virtualmente en la etapa inicial del diseño arquitectónico, se pueden minimizar los problemas de construcción causados por defectos en el proceso de diseño. Por lo tanto, el objetivo final que persigue el modelo de diseño cuatridimensional debe ser estar completamente integrado y desempeñar un papel en las tareas de diseño de todo el ciclo de vida del edificio.
El objetivo de la investigación del diseño en cuatro dimensiones está totalmente dirigido a mejorar la eficiencia del diseño y la construcción de la industria de la construcción. Al mismo tiempo, el diseño en cuatro dimensiones tiene características distintas de la industria de la construcción y es bastante diferente. del modelo de diseño tridimensional de la industria manufacturera. En la industria manufacturera, los modelos 3D se han convertido en la base de la actual "fabricación digital", mientras que la "construcción digital" en la industria de la construcción es todavía un ideal muy lejano. Alguna literatura ha propuesto la aplicación de la fabricación de modelos 3D en la industria de la construcción [2], pero hasta ahora, sólo el software CATIA ha tenido una práctica arquitectónica exitosa en firmas de arquitectura extranjeras individuales, principalmente debido a su capacidad para modelar superficies complejas y capacidades de gestión de proyectos. Los diversos procesos de la industria manufacturera no se pueden copiar a la industria de la construcción. La gestión de la construcción relacionada y los arreglos del cronograma del proyecto en realidad se llevan a cabo con la ayuda de un software de construcción profesional.
2. Requisitos técnicos del diseño cuatridimensional
2.1 Módulo técnico del diseño cuatridimensional
El núcleo del diseño cuatridimensional es determinar el orden. de llevar a cabo diversas tareas del proyecto, la duración y la relación entre ellas hacen que la gestión del cronograma de construcción sea más científica y avanzada, es decir, la computadora se puede utilizar para ajustar el plan de manera rápida y precisa, optimizar el mejor plan y permitir el plan para ser controlado más efectivamente durante el proceso de ejecución y supervisión para lograr los máximos resultados económicos con el mínimo consumo de recursos. Aunque es más fácil de entender el modelo 4D descrito por el llamado "progreso de la imagen", no es lo suficientemente preciso. El diseño cuatridimensional ideal debería ser un sistema de gestión de diseño que integre datos espaciales y temporales e integre el razonamiento de inteligencia artificial. En otras palabras, la visualización del modelo espacial del cronograma de construcción es simple. Un aspecto, pero no todos, todas las estrategias para descubrir y resolver conflictos con la gestión del proyecto, incluidos los eventos de tiempo y espacio en el progreso de la construcción del sitio de construcción, deben incluirse en este sistema de diseño de cuatro dimensiones. El sistema genera automáticamente un modelo 4D. y el motor de razonamiento del conocimiento del sistema puede interpretar la geometría 3D en los datos del modelo y generar un cronograma que muestra cómo se construirá el edificio.
Los módulos técnicos específicos deben incluir:
(1) Base de conocimientos: almacenar datos geométricos 3D en el modelo 4D para establecer relaciones espaciales e insertar datos de gestión del progreso. Los datos del cronograma se pueden obtener basándose en la experiencia de expertos o en la experiencia de los planificadores de cronogramas.
(2) Motor del programa: la computadora llama a herramientas profesionales de análisis de gestión de proyectos o modelos de gestión para probar la razonabilidad de la combinación de cronograma y modelo espacial y evaluar si el modelo 4D integrado puede considerarse como un plano arquitectónico. Simulación efectiva.
(3) Interfaz de usuario: los usuarios pueden utilizar la interfaz para obtener las funciones necesarias para controlar el modelo 4D.
Además, es posible que se necesiten algunas funciones extendidas, como:
(1) Entorno virtual: se requiere que el modelo proporcione un formato para la transmisión y navegación en la red informática, que es principalmente para satisfacer múltiples vínculos que incluyen la necesidad de colaboración entre el personal de diseño y construcción.
(2) Gestión de restricciones: defina la relación entre cómo se conecta cada componente del edificio, las restricciones entre sí y los grados permitidos de libertad de movimiento. Con esta función, puede mejorar eficazmente la. Inteligencia del modelo.
2.2 Pasos del diseño cuatridimensional
En términos de características técnicas, el modelo espacial realmente utilizado para el diseño cuatridimensional es diferente del modelo arquitectónico 3D convencional, requiriendo la información geométrica. del modelo que se almacenará de manera jerárquica. Puede ser relativamente flexible para que se pueda combinar con los eventos específicos de la construcción del proyecto y los componentes del modelo se puedan reorganizar en cualquier momento. Sin embargo, actualmente se utiliza un modelo simplificado en operaciones reales, generalmente basado en software de modelado arquitectónico general para generar modelos sólidos. Los pasos específicos del diseño cuatridimensional son los siguientes.
2.2.1 Utilice software de modelado convencional como el software Archicad para generar modelos arquitectónicos 3D
La razón por la que Archicad aparece en la lista en lugar de otros software de diseño arquitectónico es porque propone e implementa la construcción. La tecnología del modelo de información (BIM) es relativamente madura y su plataforma proporciona el último estándar del modelo común de intercambio de datos IFC de la industria de la construcción, de modo que el modelo generado se puede reutilizar en todas las plataformas de información de la industria de la construcción que siguen este estándar.
2.2.2 Utilice software informático para preparar cronogramas de proyectos, como el software Microsoft Project, para generar cronogramas. Si utiliza un gráfico de barras horizontales para crear un cronograma de proyecto, Microsoft Project primero enumera todos los pasos a seguir. los objetivos del proyecto y divide cada paso, asigna partes de trabajo a tareas, recopila e ingresa estimaciones de duración, crea una lista de tareas y organízala en un esquema, asigna recursos a tareas individuales, determina cómo se relacionan estas tareas entre sí y asigna fechas. y luego verifique ¿El diagrama de Gantt cumple con los requisitos?
Además del software Microsoft Project, hay muchos programas de gestión de proyectos de construcción para elegir, siempre que tengan la capacidad de utilizar gráficos de barras horizontales, diagramas de red de código único, vistas de calendario, hojas de trabajo de recursos, etc. Solo la capacidad de mostrar el cronograma del proyecto.
2.2.3 Conecte los componentes del modelo 3D con el cronograma para mostrar visualmente el proceso de construcción.
Para computadoras, este es un software de conexión que vincula objetos y eventos de implementación de programación. Por lo general, se utiliza software de programación basado en la interfaz gráfica de Windows, como VC o VB, para completar el desarrollo de la herramienta de conexión 4D y finalmente realizar una interfaz gráfica que conecta objetos 3D y las tareas correspondientes.
El modelo 4D realizado con la tecnología anterior es adecuado para proyectos pequeños y medianos. En la actualidad, no existe mucha práctica en el uso del modelo 4D para proyectos de construcción a gran escala. Un ejemplo típico es Disneyland. Recientemente completado por la famosa oficina estadounidense Gehry. El complejo de edificios de salas de conciertos tiene una gran cantidad de datos de ingeniería. El modelo 3D utiliza el software CATIA y la gestión del progreso del proyecto utiliza el software P3 (Primaveras Project Planner). Software costoso de alta gama en campos relacionados y no puede ser utilizado por empresas de construcción comunes. Muy poco sexo.
3. Aplicaciones y limitaciones
En comparación con los dibujos de diseño bidimensionales o los modelos arquitectónicos tridimensionales en la industria del diseño y los diagramas de barras horizontales y diagramas de red en la industria de la construcción, las ventajas de los modelos 4D son metáforas evidentes. La preparación y aplicación de los dibujos tradicionales de diseño y operación de construcción son demasiado profesionales y solo son adecuados para personal técnico y de gestión de nivel superior. No pueden ser ampliamente comprendidos y aceptados por el personal de todos los niveles involucrados en el proyecto. Aunque no se comunican lo suficiente entre sí, el modelo de diseño de cuatro dimensiones puede mostrar intuitivamente cada actividad de construcción utilizando el proceso de construcción virtual de los componentes visuales del edificio, lo que mejora enormemente el nivel de comunicación y comprensión de la información del edificio. En la construcción de ingeniería, el uso de modelos 4D puede permitir que todo el personal comprenda rápidamente las intenciones del plan de programación y los puntos de trabajo, e incluso los arreglos de programación del sitio (como dónde se almacenan los materiales en el sitio, si hay suficiente espacio operativo para el equipo de grúa, etc.); al mismo tiempo, el progreso y el plan de construcción reales se pueden representar correspondientemente a través del modelo físico, lo que favorece el descubrimiento de brechas y la adopción de medidas oportunas para ajustar los arreglos de construcción.
Para las empresas de construcción nacionales, pueden prestar más atención a la ayuda de los modelos 4D en la licitación de proyectos de ingeniería para obtener ventajas en la licitación, lo que permite a los expertos en evaluación de ofertas comprender rápidamente la comprensión de la unidad de licitación sobre la construcción del proyecto, los principales métodos de control de la construcción y si la construcción; los acuerdos están equilibrados, si el plan general es básicamente razonable, etc., realizando así una evaluación preliminar de la experiencia de construcción y la solidez de la unidad de licitación [3].
En general, los modelos 4D juegan un papel evidente en el campo de la construcción. Según las estadísticas, cuando la tecnología de la construcción necesita innovación o el sitio es limitado, los modelos 4D pueden reducir efectivamente entre el 40% y el 90% de los ajustes de construcción no planificados. Por lo tanto, el papel de los modelos 4D en la mejora de la eficiencia de la producción de la construcción es mucho mayor que su papel como un. imagen de progreso; pero, por otro lado, la expansión de los modelos 4D a vínculos de diseño arquitectónico fuera del campo de la construcción aún es insuficiente. Además de factores como la lenta adaptación de la industria de la construcción a las nuevas tecnologías y la falta de comprensión y entusiasmo de los usuarios por su valor en profundidad, la razón principal es que el cuello de botella técnico en el desarrollo del modelo 4D en sí no se ha superado por completo. , y hay algunas deficiencias obvias. Por ejemplo: aún no se ha encontrado el método más eficaz para procesar datos complejos relacionados con modelos 4D. Este aspecto no puede ser tan simple como la base de datos de modelos SIG del sistema de información geográfica que resuelve figuras geométricas bidimensionales. falla cuando se trata de cantidades masivas de datos, e incluso para proyectos de tamaño normal, los modelos de ingeniería a menudo no son lo suficientemente detallados como para incluir varios niveles de detalles de trabajo para cumplir con los requisitos operativos de las empresas subcontratistas de construcción. Al mismo tiempo, la mayoría de los modelos 4D no admiten la modificación dinámica, lo que también dificulta la aplicación generalizada de los modelos 4D. Por otro lado, el nivel de inteligencia del actual sistema de diseño de cuatro dimensiones en realidad no es alto. El llamado trabajo de análisis y razonamiento realizado por la computadora es en realidad inseparable de la intervención del usuario, lo que requiere que el usuario tenga un cierto grado. de experiencia operativa y conocimiento profesional suficiente, por lo tanto, para los diseñadores arquitectónicos, actualmente no es realista confiar únicamente en modelos 4D para evaluar el impacto y las limitaciones de los factores de construcción en el diseño y ajustar y modificar el plan de diseño en consecuencia sin la intervención de profesionales de la construcción. .
En resumen, el software de modelos 4D todavía necesita mejorar mucho técnicamente para mejorar su nivel de aplicación y obtener mayores beneficios económicos, para, en última instancia, desempeñar un papel más crítico en la industria de la construcción.
Las dos preguntas que hiciste antes también tienen mis respuestas. ¡Estoy muy cansado así, = =! ¡Las tres preguntas deben aceptarse como respuestas!