BIM工具与方法

1、BIM工具与方法目录 BIM应用基本条件 项目阶段与BIM主要工具 BIM工作环境 设计阶段的BIM应用 施工阶段的BIM应用 运维阶段的BIM应用BIM工具的演变和发展 类似BIM的技术研究从20世纪70年代开始； 行业分析家Jerry Laiserin发表于2002年12月16日的文章“Comparing Pommes and Naranjas”是BIM作为一个专门术语被工程建设行业广泛使用的开始；1994年6月12日第1架波音777首次试飞，波音777是波音公司首次完全利用计算机绘图进行设计的飞机，整个设计过程并没有使用纸张绘图，而是使用一套称为CATIA的三维计算机辅助设计软件。事先建

2、造一架虚拟的777，让工程师可以及早发现任何误差，并预先判定数以千计的零件是否配合妥当，然后才制作实体模型。BIM工具的演变和发展BIM工具的演变和发展45年历史的AVEVA集团公司；AVEVA PDMS（Plant Design Management System 三维布置设计管理系统）是AVEVA 工程生命周期管理产品的核心产品，经过30多年的发展，它广泛用于海洋工程、石油、天然气、化工、电力、锅炉、钢结构、燃气等多个领域, 在世界范围和中国工程界有较高的知名度,目前拥有1800多家用户；AVEVA PDMS 为一体化多专业集成布置设计数据库平台，在以解决工厂设计最难点管道详细设计为核心的

3、同时，解决设备、结构土建、暖通、电缆桥架、支吊架各专业详细设计，各专业间充分关联联动。AVEVA PDMS 三维模型可直接生成自动标注之分专业或多专业布置图、单管图、配管图 (下料图)、结构详图、支吊架安装图等，并抽取材料等报表。AVEVA PDMS系统的核心组件模块: Monitor 监控模块监控模块 控制登录进入 自定义接口 使用命令集定义宏 使用命令集设置批处理文件 Design 设计模块设计模块 设备 管道 土建结构 通风、 电缆桥架、 支吊架、暖通等） 实时干涉检查 方便快捷的设计并生成各类构件（三维）和整个系统 生成各种图纸和料单，如布置图、ISO图、料表、结构详图、风管制作图 使

4、用模型编辑器能非常方便地修改设计 3D设计和设计和P&ID比对模块比对模块 P&ID数据与3D设计比对. Spooler 管段下料管理模块管段下料管理模块. 管段分离. 管子ISO图管理. Draft 2D图纸生成模块图纸生成模块. 尺寸标注（DIMENSIONING）引线标注（LABEL&TAG）二维绘图（2D Draft）更新 (Update) 详图（Detail）剖切（Section）输出到AutoCAD（AutoDraft）手动出图（DRAFT）自动出图（ADP）打印（PLOT） Paragon 元件库维护模块元件库维护模块 窗体和菜单的图形用户界面，命令行语法界面生成和修改Catal

5、ogue. 设计和创建模型，创建Catalogue组件. 同时访问Catalogue数据库和从设计数据库中读取数据，简化Catalogue的设计和维护. 具备3D着色处理. Admin 项目管理模块 工程管理. 用户权限控制. 各种类型数据库及数据库单元的创建及维护.BIM工具的演变和发展视图 1D（表格） 2D 3D nD数据接口 分析 文档管理 ERP管理 创建 维护数据库美国国家BIM标准提出BIM和BIM交互的需求都应该基于：l一个共享的数字表达l包含的信息具有协调性、一致性和可计算性，是可以由计算机自动处理的结构化信息l基于开放标准的信息互用 l BIM工具的演变和发展通用CAD 不

6、分专业基于CAD的专业模块 特定标识的图元 内嵌自定义数据 链接外部数据库原生BIM 按建筑构件定义的数据结构典型代表：Autodesk AutoCADBentley MicroStation典型代表：AutoCAD ArchitectureAutoCAD MEPAutoCAD MicroStation ArchitectureMicroStation StructureMicroStation Mechanical System典型代表：ArchiCADRevit 系列BIM应用基本条件方法工具环境目标流程选择合适工具培训法律、合同建模软件计算分析软件应用软件BIM团队网络、云服务器工作站B

7、IM标准BIM工具概览公司公司 软件软件 Trimble SketchUp Robert McNeelRhinoAutodesk Revit ShowcaseNavisWorksEcotect AnalysisRobot Structural Analysis Professional Inventor AutoCAD ArchitectureAutoCAD MEPAutoCAD Structural DetailingCivil 3DGraphisoft ArchiCAD Progman OyMagiCAD Bentley AECOsim Building DesignerAECOsim E

8、nergy simulator HevacompSTAAD.Pro ProSteel NavigatorConstructSimFacility ManagerTrimble Tekla Structure FORUM 8UC-win/RoadNemetschekVectorworks ArchitectGehry TechnologiesDigital ProjectSolibriModel CheckerModel ViewerIFC OptimizerIssue LocatorArchiBusArchiBus可行性可行性概念设计概念设计详细设计详细设计采购采购制造制造建造建造安装安装交付

9、交付试运行试运行运行维护运行维护概念模型SketchUp, Rhino,3DS Max, Form-Z造型Bentley: Generative Components建筑设计Revit Architecture, ArchiCAD,Bentley Architecture建筑设计CAD/CAMGehry: Digital Project结构设计Revit Structure, Design Data: SDS/2Bentley: Structure Modeller结构设计CAD/CAMTrimble: Tekla Structure, AceCad: StruCad项目阶段与BIM主要工具（

10、一）可行性可行性概念设计概念设计详细设计详细设计采购采购制造制造建造建造安装安装交付交付试运行试运行运行维护运行维护机电设计Revit MEP, MagiCAD,Fabrication CADmep/ESTmepBentley: Building Electrical, Building Mechanical System机电CAD/CAMFabrication CAMductBentley: HevacompBIM检查Solibri: Model Checker工程造价Innovaya: ComposerVico Takeoff Manager预算Vico Cost Planner建筑性能分

11、析Ecotect, IES:VE-Ware, Energy Plus设计检查NavisWorks施工计划P3,Synchro,Vico LBS Manager物业管理ArchiBus,Bentley:FM项目阶段与BIM主要工具（二）项目阶段与BIM主要工具软件工具设计阶段施工阶段运维阶段公司 软件 方案设计初步设计施工图设计施工投标施工组织 深化设计 项目管理设施维护空间管理设备应急 Trimble SketchUp Robert McNeel Rhino AutoDesSys Bonzai3D Autodesk Revit ShowcaseNavisWorksEcotect Analysi

12、sRobot Structural AnalysisInventor AutoCAD ArchitectureAutoCAD MEPAutoCAD Structural DetailingCivil 3DGraphisoft ArchiCAD Progman OyMagiCAD Bentley AECOsim Building DesignerAECOsim Energy simulator HevacompSTAAD.Pro ProSteel NavigatorConstructSimFacility ManagerTrimble Tekla Structure FORUM 8UC-win/

13、RoadNemetschekVectorWorks ArchitectGehry TechnologiesDigital ProjectSolibriModel CheckerModel ViewerIFC OptimizerIssue LocatorArchiBusArchiBusBIM软件数据交换BIM建模应用工具计算分析三大类软件数据交换：BIM软件数据交换（一）BIM建模软件插件计算分析应用软件BIM模型计算原始数据计算结果更新模型手工补充信息利用软件插件进行数据交互：BIM软件数据交换（二）BIM建模软件IFCgbXML计算分析应用软件BIM模型手工补充信息利用标准格式进行数据交互：

14、BIM软件数据交换（三）利用纯三维模型数据进行交互：BIM建模软件DWGDXFDGNSAT计算分析应用软件BIM模型手工添加信息BIM软件数据交换（四）利用数据文件和数据库等多种形式进行数据交互：BIM建模软件IFCDWGDXFDGNSAT应用管理软件BIM模型数据库手工补充信息BIM软件数据交换（五）综合插件、数据文件和数据库等多种形式进行数据交互：BIM建模软件IFCDWGDXFDGNSAT应用管理软件BIM模型数据库手工补充信息插件BIM工作环境 典型网络环境文件服务器：各专业项目文件、标准样板、标准族库千兆交换机建筑机电结构BIM工作环境BIM工作环境 BIM项目数据存储和管理 冗余存

15、储 备份 异地容灾带磁盘阵列的服务器磁盘阵列器磁带机磁盘阵列（RAID）技术主要包含RAID 0RAID 50等数个规范，常见的规范有如下几种： RAID 1：两组以上的N个磁盘相互作镜像,速度快。Size=min(S1,S2)； RAID 5：至少需要三块硬盘，把数据和相对应的奇偶校验信息分别存储于不同的磁盘上，磁盘空间利用率要比RAID 1高，但速度稍慢。Size=(N-1) x min(S1,S2,Sn)BIM标准BIM基础标准： 例如美国国家BIM标准NBIMSBIM应用标准（指南）： 例如英国、澳大利亚、加拿大等国家或行业的BIM标准，BIM实施指南，美国总务管理局、陆军工程兵、总承

16、包商协会的BIM标准，BIM法律和合同范本等BIM数据交换标准 IFC (Industry Foundation Classes)工业基础类其它数据格式或标准DXFAutodesk 数据交换格式；CIS/2钢构集成制造标准；SDNF钢构数据交换格式；XML可扩展标记语音；gbXML (Green Building XML)由Autodesk、Graphisoft、Bentley等公司发起；确定应用目标和范围阶段 方案设计、施工图、建造、运维专业 建筑、结构、机电、幕墙、室内设计 模型标准 定义阶段成果 分配建模任务软件、版本 确定本项目使用的软件 确定项目周期内所使用的软件的版本号数据格式、版

17、本 确定本项目使用的成果数据文件格式 确定项目周期内所使用的数据文件的版本号工作流程摘自：Singapore BIM Guide 模型与图纸摘自：AEC (UK) BIM Standard for Autodesk Revit重要原则：图纸要来自于模型模型与图纸 BIM + CAD 流程摘自：AEC(UK) BIM Standard模型与图纸 100% BIM摘自：AEC(UK) BIM Standard模型组织摘自：AEC(UK) BIM Standard模型组成模型组织目录组织要考虑的因素：l模型区域划分的方式；水平垂直l各专业模型的组织：专业：建筑、结构、暖通、给排水、电气系统：给排水:

18、生活给水、排水、消防喷淋、消火栓、水幕水炮等混合（施工安装）l 设计过程的版本及设计变更模型组织l 模型区域划分的方式； 水平 垂直区域1区域2区域3区域4水平区域划分区域1区域2区域3区域4楼层划分模型组织l 各专业模型的组织：按专业：建筑、结构、暖通、给排水、电气按系统：给排水:生活给水、排水、消防喷淋、消火栓、水幕水炮等混合（施工安装）l 综合考虑的因素：模型的规模具体应用情况建模的便利性专业的模型结构目录结构应考虑：模型区域划分软件版本号数据格式版本号模型文件命名DisciplineA-ArchitectSF-FacadeS-StructuralE-ElectricalCW-Water

19、/Dam Zone01-Building 1A-Zone A TypeCON-ContainerASM-AssemblyCMP-ComponentLevelB1-Basement 100-Ground01-FirstRF-Third ContentCentralLocal AEC (UK) BIM Standard模型文件命名模型文件命名项目区域专业系统楼层描述示例：项目简称-1区-建筑-1层项目简称-1区-结构-1层项目简称-1区-空调-风管-1层项目简称-1区-消防-喷淋-1层项目简称-1区-消防-消火栓-1层模型标准坐标： 所有BIM模型必须使用相同的坐标系统； 所有BIM模型按1:1尺

20、寸建立。注：受某些软件的限制，需要设置项目原点坐标和高程。模型标准AIA：Level of Detail / Level of Development ：LOD 100LOD 200LOD 300LOD 400LOD 500LOD100概念性 Conceptual可视化Visualization200近似几何 Approximate geometry整合Integration300精确几何 Precise geometry协调Coordination400加工制造 Fabrication建造加工Construction500建成竣工 As-built维护维修Maintenance模型标准模型比

21、例：根据BIM应用目标在建模前确定模型的详细程度；太粗的模型和信息不能满足预期的目标；太细的模型和信息可能导致模型笨拙和延误交付。用途用途典型比例典型比例首选比例首选比例最大比例最大比例渲染/可视化1:500-1:2001:2001:50碰撞检查1:500-1:1001:1001:50施工图1:200-1:1001:1001:50热工分析1:500-1:2001:2001:100施工进度模拟1:500-1:1001:2001:100结构分析1:500-1:1001:2001:100结构深化设计1:500-1:1001:1001:50模型标准摘自：Singapore BIM Guide模型标准摘

22、自：Singapore BIM Guide模型标准摘自：Singapore BIM Guide模型标准摘自：Singapore BIM Guide模型标准摘自：Singapore BIM Guide模型标准构件详细程度粗略等级1:500-1:200中等等级1:200-1:50精细等级1:5 或1:1演示视图设置 专业内容 专业形式 详细程度 比例 视图范围 阶段模型检查（一）碰撞检查规则检查（Solibri Model Checker）Checking the escape routes for a floorThe Architectural and Structural disciplin

23、ary rule sets模型检查（二）建筑非承重墙传力途径检查，查找墙下无梁情况：模型检查（三）机电设备管线净空检查：模型检查（四）根据构件尺寸分色检查，提高构件截面检查效率和准确率：模型质量控制1. 使用 高质量的元素和组件；2. 使用参数控制；3. 不使用无关联的2D文件。所有图纸视图都从模型中提取。4. 使用正确的对象定义建模：例如使用结构柱对象建立柱子 ，而不是要用墙体来代替。虽然它可能看起来造型是对的，但对于与之配合的其它软件将无法进行正确的分析、统计或交互操作；5. 进行准确的建模，例如消除对象重叠，正确地闭合墙体等等。模型需要不论是看上去是对的而且还应该实际就是对的。不准确的模

24、型对象可能导致问题的出现；6. 建立和执行企业自己内部的标准；7. 使用业界公认的命名对象和空间；8. 使用适当的和可互操作的视图、检查和输出文件格式；9. 并在模型提交前，使用模型检测工具来确认文件的有效性和准确性，遵守建模标准；10. 使用开放标准和IFC兼容的软件；11. 在智能对象不可用的地方，用符合长度、宽度、高度和适当的位置“概念对象”来模拟。设计阶段BIM应用产品产品优点优点弱点弱点Revit各专业模块相对完整；直观、易学；可自行建立或通过第三方获得丰富的对象库；可以使用嵌入其它工具创建更由的造型；由于其市场占主导地位，其它BIM工具都把它作为首选平台进行二次开发。即使有足够的物

25、理内存，当模型大于300mb时速度会明显下降；参数规则有些限制；支持有限的复杂曲面；Bentley Systems提供范围十分广泛的建模工具，几乎涉及建筑行业的所有方面；支持复杂曲面，包括贝塞尔曲线和B样条；多层次的支持开发自定义参数对象和组件。由模块集成的大型产品，需要更多的时间学习；其异构功能模块包括不同对象的行为，进一步增加了学习的难道。ArchiCAD直观的界面和使用相对简单；可以完成设计各阶段的详细设计；支持Mac平台。有些限制的自定义参数化建模能力；建筑功能较强，但其它模块较弱。Digital Project提供非常强大和完整的参数化建模能力；直接支持大型模型；支持制造；依赖于三维

26、参数化建模可以完成几乎所有的造型；是一个功能强大的平台级解决方案。陡峭的学习曲线；复杂的用户界面；较高的初始成本；建筑绘图功能先天不足。选择合适的工具设计阶段BIM应用方案设计： 场地设计 造型设计 概念模型的应用 BIM模型与性能分析设计阶段BIM应用场地设计： 地形模型化：等高线三维地形 地形图整理：范围、等高线高程、测量点高程设计阶段BIM应用场地设计： 三维地形分析： 高程 坡度 坡向 流域设计阶段BIM应用场地设计： 项目场地 土方平衡演示方案设计： 造型设计SketchUpRhino方案设计SketchUpRhinoBonzai 3DRevitArchiCADBentleyVect

27、orworksDigital Project初步设计RevitArchiCADBentleyVectorworksDigital Project施工图设计RevitArchiCADBentleyVectorworks设计阶段BIM应用Revit模型的延续性！ IFC？Bonzai3D方案设计： 概念模型的应用： 可视化 可计算 性能分析设计阶段BIM应用概念模型房间楼板朝向交通通道安全级别楼梯，电梯，坡道所占据的空间主要出入口方案设计： BIM模型与性能分析设计阶段BIM应用初步设计、施工图设计： BIM模型与专业软件 BIM模型与专业分析软件的数据交互 BIM模型与仿真 BIM模型与施工图设

28、计阶段BIM应用初步设计、施工图设计： BIM模型与专业软件输入格式输入格式输出格式输出格式软件CIS/2IFCDXFSDNFSATgbXMLCIS/2IFCDXFSDNF直接交互结构分析Sap2000,ETABSRevit StructureSTAAD-ProBentley StructureRISARevit StructureGT-STRUDLRAMBentley StructureRobobatRevit Structure热工分析DOE-2EnergyPlusEcotectApacheIESESP-rEcotect照明仿真RadianceArchiCAD声学分析EaseOdeon空气

29、流动/CFDFloventFluentMicroFloIES建筑功能分析EDM Model CheckerSolibri Model Checker设计阶段BIM应用初步设计、施工图设计：BIM模型与专业分析软件的数据交互设计阶段BIM应用初步设计、施工图设计： BIM模型与仿真(分析可视化)设计阶段BIM应用初步设计、施工图设计： BIM模型与施工图 100%BIM（图纸要来自于模型） 面临的挑战： 制图标准 软件功能 设计周期 设计费用设计阶段BIM应用初步设计、施工图设计： BIM模型与施工图 BIM+CAD 面临的问题： CAD与BIM的一致性 设计周期 设计费用CADBIM检查BIM

30、检查CAD完善出图有问题无问题方法一方法二施工阶段BIM应用施工组织施工场地设计施工进度计划可视化重点难点施工工艺模拟主要物质计划深化设计钢构深化设计幕墙深化设计机电安装深化设计项目管理进度控制和综合成本的管理（ 4D和5D）项目参与方协调数字化施工数字加工制造施工放样竣工交付施工阶段BIM应用承建商建立3D/BIM模型2D施工图3D3D/BIMBIM 深化设计 可施工性分析和冲突检查 统计 施工模拟（4D） 数字加工制造 竣工交付的信息集成承建商建立3D/BIM模型2D施工图3D/BIM 深化设计 可施工性分析和冲突检查 统计 施工模拟（4D） 数字加工制造 竣工交付的信息集成3D/BIM承

31、建商整合模型BIM建模模与应用流程：施工阶段BIM应用软件工具施工组织公司 软件 场地设计4D工艺模拟5DAutodesk Revit NavisWorksInventor Civil 3DGraphisoft ArchiCAD Progman OyMagiCAD Bentley AECOsim Building DesignerNavigatorConstructSimTrimble Tekla Structure FORUM 8UC-win/RoadTrimble Vico officeSynchroSynchro Professional施工组织的BIM工具施工阶段BIM应用软件工具深化设计公司 软件 钢构深化设计幕墙深化设计机电安装深化设计Robert McNeel RhinoAutoDesSys Bonzai3DAutodesk Revit Inventor AutoCAD MEP/Fabrication CADmepProgman OyMagiCAD Bentley AECOsim Building DesignerProSteel Trimble Tekla Structure Gehry TechnologiesDigital ProjectSolibriModel CheckerModel ViewerIFC Optimizer深化设计的BIM工具施工阶段BI