某项目BIM应用简介

1、国家三星级绿色建筑项目/美国LEED金奖认证项目/新加坡Green Mark铂金奖认证项目某科研综合楼工程BIM应用简介项目简介及建设难点项目概况 设计要求 项目难点设计要求舒适、绿色、低碳的办公建筑、一定的前瞻性、系统设备在运行过程中便于管理。时间要求建筑设计、施工组织设计精细、工期紧。协同要求设计施工全过程要求一体化。成本要求建设项目总成本要求精细化控制。绿建要求LEED铂金认证国家绿建三星新加坡Green Mark International（for China）白金奖认证项目简介及建设难点 项目概况设计要求项目难点BIM优化设计设计阶段施工阶段运维阶段运维设计施工BIM应用于建筑项目全

2、生命周期BIM应用于建筑项目全生命周期场地模型体块模型措施模型施工图模型竣工模型运维模型施工场地模型施工节点模型场地分析模型措施分析模型方案模型施工方案模型运维分析模型BIM在建筑设计中的应用1 规划设计5.1.1 场地自然环境分析 5.1.2 规划设计外部条件 5.1.3 施工场地组织2 方案设计5.2.1 建筑体块分析 5.2.2 方案分析比选 5.2.3 综合权衡确定方案3 优化设计5.3.1 主/被动措施优化 5.3.2 可再生能源利用 5.3.3 运维概念优化4 施工图设计5.4.1 漫游展示 5.4.2 施工图成果展示场地自然环境分析方案分析比选绿建措施优化施工场地组织施工方案初拟

3、绿建设计施工设计阶段施工阶段运维阶段BIM在建筑设计中的应用建筑体块分析规划设计将地块的气象数据导入模型中，得出基础数据作为后续规划设计的依据。气候综合数据风环境数据最佳朝向数据获取气候数据规划设计外部条件施工场地组织场地自然环境分析规划设计场地受周围建筑遮挡严重，太阳辐射量呈南北梯度分布（南部区域遮挡严重，北部区域受遮挡较少），冬季尤其明显。太阳辐射模拟冬季夏季规划设计外部条件施工场地组织场地自然环境分析规划设计4.4方案优化场地风环境满足绿建要求，但场地风速过低，不利于建筑过渡季的自然通风。场地风环境模拟冬季夏季规划设计外部条件施工场地组织场地自然环境分析规划设计规划设计分析施工场地组织场

4、地环境分析基于以上场地信息综合本项目的诸多限制条件进行规划设计分析。日照分析分期建设环境融合规划设计规划设计分析场地环境分析北侧摆放停车楼北侧摆放办公楼倾斜东西向办公楼北侧摆放办公楼时，建筑高度需增加至25m，对住宅楼大寒日日照产生不利影响，北侧摆放停车楼则无不利影响。办公楼角度倾斜，对住宅楼大寒日日照时间产生影响，平均日照时间下降2.42h。北侧住宅日照影响分析施工场地组织规划设计规划设计分析场地环境分析分期建设要求本项目在需要在建设中保证设计院的正常运营。原场地一期工程二期工程施工场地组织原办公楼规划设计规划设计分析场地环境分析环境融合保留原有绿植遵循低影响开发的原则，对场地内景观绿化进行

5、保护，建筑基座建立在原有网球场及停车场上，场地内乔木等尽可能得到了保留。施工场地组织规划设计规划设计分析场地环境分析综合上述分析，得出建筑体块方案，地块北侧设置四层停车楼，南侧设置十二层办公楼。分析结论施工场地组织规划设计4.4方案优化针对已有总图，初步比选施工现场布置方案、车流流线。场地组织方案一场地组织方案二连桥下皮高度验证施工场地预演规划设计分析场地环境分析施工场地组织建筑东立面受遮挡比较严重，窗墙比应在0.40.5。建筑西立面基本无遮挡，窗墙比应在0.4。建筑南立面受遮挡较多，窗墙比应在0.40.5。建筑北立面受遮挡较多，窗墙比应在0.20.3。绿建分析指导设计针对规划设计阶段确定的体

6、块对各个立面日照进行分析，得到各立面的窗墙比建议值，指导设计。方案设计建筑体块分析方案分析比选综合权衡确定方案结合分析结果进行建筑设计得出四个方案，针对各方案从建筑设计、节能效果、经济性等方面进行综合比选。多方案比较方案设计建筑体块分析方案分析比选综合权衡确定方案方案一方案二方案四方案三窗墙比比较方案设计建筑体块分析方案分析比选综合权衡确定方案方案一方案二方案四方案三方案一方案二方案三方案四北侧0.210.280.290.24南侧0.430.460.410.53东侧0.430.450.420.44西侧0.450.340.420.42方案设计建筑体块分析方案分析比选综合权衡确定方案方案一从建筑设

7、计风格上充分考虑采用呼吸式幕墙设计，通过被动措施优化室内气流组织从而达到节能效果。方案二在设计中重点考虑外遮阳与建筑的整合、太阳能资源侧充分利用节能措施应用比较方案设计建筑体块分析方案分析比选 综合权衡确定方案方案三在设计中充分考虑通过空腔墙体整合室内气流组织、利用太阳能、拆改建筑材料回收利用等绿色建筑理念。方案四在设计中重点考虑外遮阳与建筑的整合、呼吸中庭的概念设计。节能措施应用比较权衡结论：经过初步比选，方案三 具有综合优势方案分析权衡方案设计窗墙比遮阳气流组织节能措施经济比较合计方案一3344216方案二3423415方案三4344419方案四4433317建筑体块分析方案分析比选综合权

8、衡确定方案优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化被动节能措施: 气流组织优化对方案模型进行整体分析，得出地块内自然通风数据，再针对方案进行建筑内部气流组织分析，指导优化。由分析结果得出：建筑东西侧风压压差较小，不利于室内气流组织。优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化被动节能措施: 气流组织优化墙上通风口室内墙增加墙上通风口，使东、西与南、北朝向房间具有自然通风的通道，实现不同朝向房间的通透。室内大部分区域内风速在0.1m/s2.1m/s之间，基本满足自然通风对风速的要求。室内温度场分布比较均匀，小开间在23 25之间，大开间在23.5 26.6之间。优化设计主/被动措

9、施优化可再生能源利用运维概念优化被动节能措施: 开窗形式优化在窗墙比不变的情况下，通过对“窄高窗”“宽矮窗” 进行对比分析，优化开窗形式。使用“窄高窗”，使自然采光效率提高7%。优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化主动节能措施: 高效空调系统采用温湿度独立控制的空调系统；采用变风量，变水量控制，减少空调系统能耗；采用热水型吸收式单效高温冷水机组，提高机组COP，较常规热水型吸收式单效冷水机组制冷COP可由0.5提高至0.7左右；部分房间采用无动力空调末端形式；采用直流无刷风机盘管，减少风机能耗；风机、水泵采用高效电机空调系统COP优化优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念

10、优化对太阳辐射强度和时间进行分析通过分析数据，确定采用太阳能集热器并拟定其摆放位置。优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化将太阳能数据整合至模型中参与量化计算优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化整个供冷季逐时单一太阳能制冷满足小时数为550小时，比例为46%；单一太阳能供冷不满足小时数为650小时，比例为54%。整个制冷季制冷量富余210000kWh，蓄能器可以在夏季发挥作用。整个供热季逐时单一太阳能供热满足小时数为606小时，比例为33.6%；单一太阳能供热不满足小时数为1194小时，比例为66.4%。整个供热季供热量需要补充272791kWh（982000MJ），

11、需要30000m燃气，费用9.5万/年。优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化天津市办公建筑平均能耗本项目能耗可再生能源能耗设计结论本项目较普通节能建筑能耗减低50%，能够满足绿色建筑高标准要求。优化设计主/被动措施优化可再生能源利用运维概念优化序号区域控制策略实现方式强电照明回路划分要求1卫生间人体、恒照度雷达传感器男女卫生间应单独回路2走道智能开关面板智能开关面板每隔3个灯一个回路3电梯厅智能开关面板智能开关面板至少2个照明回路4会议室、贵宾室场景模式智能开关面板至少3个照明回路5开敞办公智能开关面板智能开关面板尽量每排工位一个照明回路6开敞办公走道智能开关面板智能开关面板每隔

12、3个灯一个回路7开放式展厅人体、恒照度、调光、智能开关面板雷达传感器、智能开关面板至少3个照明回路8控制中心人体、恒照度、调光、智能开关面板智能开关面板至少2个照明回路9八层开敞办公人体、恒照度、调光、智能开关面板雷达传感器、智能开关面板每排工位一个照明回路根据功能要求制定照明控制策略。根据运维要求在设计阶段对模型进行深化。施工图设计设计阶段施工阶段运维阶段BIM在施工管理中的应用设计阶段信息梳理设计模型利用施工模型输入应用编码体系施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案复杂难点优化施工安全优化施工构件优化施工降噪优化BIM信息利用设计模型利用施工模型输入 应用编码体系继承设计阶段BIM模型，按照

13、施工建设的需求对模型进行整理、拆分、深化，梳理所需的资源。（1）在设计模型建立之初，充分考虑了施工模拟需求，满足模型重复利用的可能性。（2）在设计模型建立期间，注重结合建筑构造做法进行模型搭建，丰富模型可继承价值。（3）在设计模型建立完成，经过简单调整即可支持施工阶段BIM应用，做到模型的重复利用。细化分层建立墙体族，以便在施工模拟的分层需求。对窗户族进行详细建模，并加入性能参数，以备将信息传递进入运营维护阶段。建立之初针对不同系统建立不同的工作集，方便后续工作。水系统模型暖通系统模型建立之初设计模型利用 施工模型输入应用编码体系BIM信息利用在模型建设中按构造做法分项建立，方便在施工阶段的详

14、细拆分。逐一核对结构降板，拆分楼板，指导施工浇筑。深化楼梯建模，指导楼梯各阶段安装。建立期间设计模型利用施工模型输入应用编码体系BIM信息利用整理构件结合点，指导算量扣减重建外挂陶板体系，指导算量建立完成设计模型利用 施工模型输入 应用编码体系BIM信息利用为满足建设过程的精确模拟需求，在BIM模型中补充施工建设所需的附属构件。设计模型利用 施工模型输入应用编码体系BIM信息利用针对设计模型进行编码体系的梳理，进一步拆分模型，使其满足算量、排期等需求。编码体系设计模型利用施工模型输入 应用编码体系BIM信息利用基于BIM的多维度施工过程模拟规划施工方案分项逐一比选初拟施工方案施工难点分析施工场

15、地空间有限靠近居民区与办公区，尽量降低干扰项目周围人流量大，应保证行人安全安全工序多，工期紧产生设计变更，返工严重外部预制构件种类多，不易控制数量施工阶段的成本控制绿色建筑标准高施工变更与碰撞问题钢筋混凝土工程施工强度大 质量进度成本4D进度计划检验5D工程量统计把BIM模型与进度计划集成，可以按月、周、天进行形象模拟施工进程，能够使设备材料进场，劳动力配置等各项工作的安排变得更有序。BIM的可视化及虚拟特征可以对照图纸进行形象化的认知，从而有效地指导施工作业，保障施工质量与施工安全。基于BIM模型，建立或提取各种工程量信息，快速做出成本核算，达到有效控制成本的目的。3D可视化模拟规划施工方案

16、 施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案垂直运输机械布置搅拌站的布置加工厂布置材料堆场及仓库布置现场运输路线布置管线布置与切改3D施工场地布置优化及方案比选4D施工现场管理系统3D可视化4D模拟各类3D场地实体模型均可以显示、隐藏及改变颜色，直观逼真地体现了实际施工现场布置，实现了3D可视化效果。与传统施工平面布置图相比，基于BIM的4D管理使用户可以快捷查询每个设施/设备的详细信息，实时修改其布置状况和相关信息，进而实现了整个施工场地的3D动态设计和可视化模拟。针对施工难点进行逐一比选：（1）施工场地布置比选通过3D可视化施工模拟可以发现：方案二的高塔吊存在限位问题，高低塔吊存在重合区域，而且

17、高低塔吊的重合区域不仅存在碰撞隐患，而且增大了高空坠物的可能性。通过4D动态模拟可以发现：方案二的效率较高，但高强度施工导致方案二的直接工程费与措施费增加，总成本上升。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案方案一：单塔吊模式方案二：高低双塔吊模式垂直运输机械布置材料堆场及仓库布置搅拌站的布置加工厂布置通过3D可视化施工模拟可以发现：方案一中塔吊只覆盖一个加工区，而方案二的塔吊覆盖了大部分加工区，增大高空坠物伤人可能性。混凝土搅拌区在施工过程中易产生粉尘，方案一将其单独放置进行封闭管理，满足了环境保护和文明施工要求。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案方案一：单塔吊模式方案

18、二：高低双塔吊模式现场运输路线布置方案一：同一进口，不同出口方案二：同一进口，同一出口通过4D车辆运输模拟可以发现：方案一通过增设出口分散了车流；方案二的车辆大部分路线在场内，减少夜间施工时对周围居民区的干扰，但施工现场进出口宽度有限(4m)，两辆车在进出口区域易产生冲突。而且超长运输车在施工现场的转弯及倒车行驶需要大量空间，造成了施工现场有大量空地未被有效利用。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案施工场地管线切改规划施工方案施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案场地布置方案模拟施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案（2） 施

19、工组织排期方案利用BIM模型模拟了不同的施工进度方案，并结合成本控制进行对比。寻找最佳的施工进度计划，以便更严密的组织施工，缩短施工时间，降低成本。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案在施工模拟中加入采购计划时间控制，使施工计划更具有可操作性。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案在本项目施工阶段，将要运用激光扫描、GPS、移动通讯、RFID和互联网等技术与项目的BIM模型进行整合，指导、记录、跟踪、分析作业现场的各类活动，除了保证施工期间不产生重大失误以外，同时也为项目运营维护预先准备准确、直观的BIM数据库。施工难点分析分项逐一比选初拟施工方案规划施工方案施工方案优化

20、复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化复杂钢筋节点安装优化插入钢筋安装动画，通过截图表现安装中的关键点（绑筋顺序、混凝土浇筑、振捣难点）施工方案优化复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化设备管线安装优化在设计阶段进行了基础碰撞检测施工方案优化复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化设备管线安装优化在施工阶段针对施工工法再次进行碰撞检测施工方案优化复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化设备管线安装优化碰撞点优化调整施工方案优化复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化设备管线安装优化安装工序调整施工方案优化复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优

21、化在BIM模型中加入安全防护策略方案，使模型对施工节点指导更精细。施工方案优化 复杂节点优化施工构件优化施工降噪优化施工安全优化通过对外饰面陶板进行构件排布优化，减少了陶板规格种类。施工方案优化 复杂节点优化施工构件优化 施工降噪优化施工安全优化通过对施工场地噪音源的分析，施工对周边建筑噪音干扰已被施工维护和场地原有围墙有效遮挡。设计阶段施工阶段运维阶段BIM在运营维护的应用系统管理划分空间管理划分视图管理划分信息提取划分设计、施工阶段BIM信息运营维护管理所需提取信息BIM模型信息完善设备空间位置设备参数信息设备变更信息设备安装时间运维信息平台设计阶段预留施工阶段丰富运维阶段提取运维阶段的预先规划运维阶段的预先规划信息提取划分BIM模型信息完善 给排水喷淋系统给排水消火栓给排水雨水排水系统暖通风系统暖通水系统暖通消防系统运维阶段的预先规划信息提取划分BIM模型信息完善 F1F3F5F7分层示意图运维阶段的预先规划7.1.1 信息提取划分7.1.2 BIM模型信息完善 按部门划分按占有率划分按名称划分运维阶段的预先规划信息提取划分BIM模型信息完善 会议室卫生间办公室空调机房运维阶段的预先规划信息提取划分BIM模型信息完善 运维阶段的预先规划