4DBIM在工程上的应用

1、4-DBIM在工程上的应用姓名：xxx学号：61xxxxxx 专业：建筑与土木工程指导老师：冯xx2016年11月23日一、BIM简介：BIM是以3D数字技术为基础，包含了各种相关建筑信息的工程数据模型，可以为规划设计、施工建设、和运营维护提供相协调并可进行运算的信息. Hill Mcgraw建筑信息公司对三维建筑信息模型的定义是，创建并利用建筑信息模型对项目进行规划设计、施工建造及运营管理维护的过程，即利用计算机三维软件工具，创建包含建筑工程项目中完整数字模型，并在该模型中包含详细工程信息.基于包含了详细工程信息的三维数字模型，可以在不同阶段实现多种不同的应用.基于4D-BIM工程项目进度管

2、理最基础的就是建筑信息模型，在此模型基础上，加以进度计划，就可以制作最直观的项目进度的动画模拟.当项目进度计划变更时，牵一发而动全身的计划调整是相当繁琐的.利用BIM，那繁琐的调整在计算机中自动实现，方便、快捷.二、4D-BIM简介：4D-BIM就是把设计阶段创建的3D模型加上时间的维度，借助可视化设备对建立的模型进行虚拟描述.这样做可以按照工程的施工计划模拟实际中的建造过程，在三维模型的虚拟环境下发现实际施工过程可能存在的风险和问题，针对发现的问题，对三维模型和计划进行修改和调整，进而优化施工计划.如果发生了设计变更、施工图变更等情况，也可以迅速的对项目进度计划自动同步修改.再将修改后的模型

3、用来指导实际的项目施工，保证项目施工的顺利完成.但是，在当前条件下，4D 模拟技术更多的是应用于建设项目三维模型的可视化基于BIM模型实现微观4D和宏观4D的动态施工进度管理，提供了一个可视化的平台，方便中高层管理者监视和控制机电设备安装工程项目整体的施工过程.同时，也可以帮助现场施工管理员和工程师对于机电设备集中的关键区域在微观4D模型基础上，实现施工模拟、施工方案的优化和施工的动态管理.建筑的生命周期是指：规划、概念设计、细节设计、分析、施工图、预制构件、施工管理、运营维护、翻新或拆除。在工程项目全生命周期管理中，根据不同需求可划分为BIM模型创建、BIM模型共享和BIM模型管理三个不同的

4、应用层面.由于专业的复杂性，不同的阶段需要不同的BIM工具. 从建筑工程的整个生命周期来看，BIM应用的价值主要体现在以下几个阶段：在规划阶段，BIM可以帮助甲方进行建筑的商业定位和效能分析.在设计阶段，BIM可视化的应用不仅可以很好地把设计理念、设计效果直观地展现出来，还可以有效地解决设计阶段给排水、暖通、电气等专业的碰撞问题，使施工阶段的设计变更降到最低，提高设计水平和设计效率，为招投标阶段、施工阶段打下良好的基础.在施工阶段，BIM的应用可以使设计成果更好地指导施工，通过设计阶段创建的三维建筑信息模型模拟施工方案、施工进度，帮助业主精确复核承包方的工程量，最终创建的竣工模型又可辅助验收和

5、交付.在运营维护阶段，应用BIM技术的工程项目在竣工时会将带有丰富建筑项目信息的 BIM模型交给甲方，这些模型在工程项目日后漫长的运营期内会发挥重要的作用.绿色建筑强调的是在整个建筑生命周期中，在建造和使用流程上对环境负责（保护）和提高资源使用效率。绿色建筑与BIM之间不谋而合。 在工程建设全生命周期的各个阶段中的信息沟通和协调是相当重要的.传统模式下的协同工作体制问题颇多，新形势下BIM的应用开创了新的有效途径.具体的流程是：各个 BIM工作的参与方完成自己专业的 BIM 工作，同时积极协调其他参与方，共同推进 BIM 工作的落实和实施，各参与方动态更新自己部分的BIM 模型，保证模型的时效

6、性。甲方、建筑师、结构工程师、MEP工程师、施工管理员、物业，各方均可在同一平台上协作和交流。设计所用的4D施工进度管理能较好的适应结构施工和水暖安装的实际需求，实现了多层次的动态管理和4D模拟，特别是水暖设备管理运营的智能化以及设备运行过程中的多维信息支持、管理和动态的实时信息查询.通过本设计，可以提高各部门的工作效率和管理水平，达到节约资源和降低成本的目的.还可以辅助施工方案优化，为各个参与方的相互协作和交流提供最直观的可视化集成管理平台.适用于大型、结构复杂的建筑施工进度管理，促进了工程项目进度管理的信息化. 本工程的结构和水暖安装工程庞大、局部区域复杂，本设计采用基于BIM的双层次4D

7、模型，分为宏观4D模型和微观4D模型.宏观4D模型是将整体3D模型加上整体进度并使其相关联，微观4D模型是将局部、详细的三维模型加上相应的进度计划关联形成，只对复杂重要的节点进行微观模拟，来指导施工和进度.三、项目简介：建筑名称：xx大学医学大楼.建设地点：江苏省xx大学南校区的西北侧.设计规模：总建筑面积23117平方米，其中地上面积21239平方米，地下建筑面积1878平方米，建筑占地面积5393平方米.建筑层数地上5层，地下1层.停车位64辆（含2辆无障碍车位），其中地上18辆（含2辆无障碍车位），地下46辆. 使用功能：地下一层为汽车库、设备用房.教学实验楼主要功能为医学科研教学.公共

8、事务中心主要功能为行政办公、会议区.解剖学实验室与生命科学馆主要功能为尸体解剖、人体标本展示等.设计标高：本工程室内设计标高0.000相当于绝对标高4.600米，室外地坪设计标高-0.450，相当于绝对标高4.150米.本工程道路起点、变坡点、转折点和终点的设计标高，在竖向设计总平面图中表示.工程项目开始时间为2015年4月，结束时间为2016年5月.期间要完成桩基工程、非地下室部位土方开挖、地下室部位土方开挖、一至六层结构，屋顶层、墙体砌筑、主体验收、内外墙粉刷、外墙保温、外墙贴面、幕墙工程、外架拆除、楼层地面、室内腻子涂料、水电暖安装.MEP之间的冲突非常普遍，造成这些冲突的原因分为两种.

9、一种是当MEP管线由三位设计师设计，他们之间缺乏必要的信息沟通与交流，造成各自设计，不考虑其他管线的位置.另一种是像医学大楼这样的复杂项目，MEP管线也相对复杂，各种管线在空间上的碰撞等冲突，设计师在设计时由于人脑的三维想象有限，无法完全处理这种空间冲突.，按照设计图建立出来管线之间有碰撞，需要进一步优化.Revit软件自带管线碰撞检查功能，极大的方便了后期的模型优化.四、BIM在工程进度管理应用中的优势分析从CAD 2D平台的设计到BIM 理念的3D平台的设计的转变，其核心问题是思想观念的转变.BIM应用的核心是在设计过程中，设计工程师将2D的构件赋予了超过3D范围的信息赋值过程.对于设备专

10、业，设计工程师在满足建筑本身基本使用功能及符合国家相关规范标准及技术规程的前提下利用 MEP进行设计.在建模完成之后，通过各专业的协同优化设计，各专业优化管线、碰撞，节省投入的资金.设计工程师在设计时，常常忽略一个出发点，那就是从甲方的角度去思考，实际上建筑物设计、建造的目的是为了使用.而在BIM的设计中，很重要的一点，就是我们要学会在设计的时候考虑使用者的感受，考虑后期建筑的运营、建筑空间的管理以及设备检修等，用运营的要求来指导设计，起到一条设计行业与实际使用单位之间的纽带作用.建设工程项目中应用BIM和传统的方式相比，到底具体好在哪里？Kunz等通过问卷调查总结出 BIM 使用的价值和成功

11、实施的因素.BIM 应用提高了生产效率，减少了各方争端和索赔.早在2008 年，McGraw-Hill发布了一份BIM在AEC行业应用情况的市场调查报告，该报告预计 BIM将会有效的减少工程成本以及提高现场工程质量.全球经济一体化导致市场竞争的加剧，使得世界建筑业环境发生了深刻的变化.降低成本提高进度才能有竞争的优势.BIM应用最好的方式就是应用到全生命周期中.设计人员设计时创建模型，尔后模型服务于业主方、施工方和安装装饰方.设计阶段设计师利用BIM设计建筑、结构、水电暖，由于三维可视化的优势，设计人员在设计时节省很多脑力劳动，减少了设计的时间，更重要的是减少了构件之间、MEP之间、MEP与构

12、件之间的碰撞等问题，间接的减少了成本.有了三维模型，施工方在施工时按照模型施工，通过BIM平台及时与设计方进行信息沟通，减少了对传统图纸的误解，减少了施工错误，间接的降低了成本.对于装饰方，项目模型可以作为装饰深化时的基础，装饰方在此模型的基础上进行装饰方案的设计与优化，通常情况下，装饰方利用这个模型可以节省25%的时间，提高了效率，降低了成本.基于BIM的四维模型里有完整、大量的建筑信息，这不是简单的图形化，构件的尺寸数量、材质和项目的环境位置等的建筑信息完整的包含在内.把三维建筑信息模型加上进度计划进行虚拟建造，间接的将材料和资金供应计划生成并与进度计划关联，方便了施工之前和业主以及其他项

13、目参与方的联系.保证了施工中的材料和资金的供应.使影响施工进度的因素降到最低.计算机根据三维模型里附加的时间参数虚拟现实中施工建造过程，可以用来检查各工序的持续时间是不是合理，工序之间的逻辑是不是准确，进而优化和检查项目的进度计划.把优化后的模型和虚拟建造动画给相应的施工人员，让他们通过最直观的方式了解工程的具体情况、过程、设计意图和施工方案的要求，减少因信息传达不畅而造成的问题.保证了工程施工进度和质量.在进度管理中应用BIM的优势更加显著.首先大家有一个普遍的误区，拿概预算来说，应用BIM后的概预算还是做不到与实际的用量完全一样，很多人会质疑，那我用BIM来做概预算有什么用？由于建筑工程的

14、复杂性和不确定性因素很多，各种材料的用量也是不确定的.BIM能做的就是相对于传统的概预算，可以把理论上的净量做到相对准确，本人觉得这就足够了，根据不同的材料，净量乘以一个统计学系数就可以得出实际需要的量，由于建筑工程本身的单一性和复杂性，各种材料的系数需要在大量的工程基础上利用统计学方法得出来的，这属于行业机密.对于进度管理也是一样，再完美的计划面对建筑工程的复杂也不能做到面面俱到，也会遇到各种意想不到的状况，应用BIM的好处就是在遇到状况时，进度计划的实时修正，是一个动态的控制过程.在进度管理中，通过4D进度模型中的计划进度和现场实际施工进度的比较，分析当前各项工作的进展状况，对于落后的任务

15、，有针对性的进行方案调整，以控制好整体进度.表4-1 应用BIM技术对工程进度管理现存问题的改善影响因素BIM引入前BIM引入后环境因素1建筑场地周围环境影响施工4D模拟和虚拟建造功能能在一定程度上预测和评估项目周围环境对施工的影响，提前制定好方案，做好预防.资源因素2人员配置不足、设备和材料供应脱节4D模拟功能可以辅助动态场地资源管理，跟踪资源需求，实时查看、校对资源信息.3资金断链可通过动态成本控制，及时校对项目成本预算，减少由于资金供应问题对工程进度的影响.技术因素4设计缺陷、冲突碰撞、图纸错误在模型的建立阶段，就对模型进行碰撞检查和优化，使模型更有可建造性，减少施工时的设计变更.5进度

16、计划设计不周将模型附加时间后，四维模拟有利于进度计划的优化，提高工程进度计划的合理性6CAD二维图纸难以理解通过对三维模型任意位置的平面、立面、剖面、三维等视图的查看，可以得到所需建筑信息.虚拟漫游可以解决难以理解的问题.7新技术不成熟四维模拟和虚拟建造技术可实现技术的仿真，提高技术人员的认识，便于优化和推广新技术.风险因素8施工过程的安全管理难度大项目三维模型的实时动态跟踪可提醒可能存在的安全隐患，减少事故的发生.BIM的真正含义是，让所有建筑的设计人员真正的在三维，甚至于第四维时间上，设计建筑，而非原来的“纸上谈兵”.BIM在带来巨大方便的同时，其高门槛也让很多人望而却步.BIM对设备的配

17、置要求很高，即使是台式电脑，价格也要6000以上的运行起来才比较流畅.模型的体量越大运行起来越卡，整个医学大楼项目模型运行时就很卡，通常是用剖面框进行缩减体量.在对工程进行进度管理时，4D-BIM应用的局限在于进度管理方案的设计是在理想的各方资源供应条件下，估计各项施工工序的持续时间，在这种理想条件下得到的估计竣工日期和计划日期出现差异，这就需要在实际施工中进行动态调控.五、 4D-BIM在国内应用的障碍中国AEC行业的BIM应用并不普遍，其中很多因素阻碍了其在中国的发展，具体阻碍因素有：（1）在 BIM 发展过程中，与业主、政府以及建筑业的组织或者团体有密切关系的阻碍因素很多.（2）与中国建

18、筑业 BIM发展相关的法律法规、标准规范缺乏. （3）中国建筑业重视开发和研究本国的 BIM软件.但是目前国产软件缺乏的情况，严重阻碍BIM 在中国AEC行业的发展. （4）甲方权利过大，乙方完全从属.（5）过于透明.BIM的高效透明，也让原本有些可以藏猫腻的地方变的大白于天下.（6）行业保守.一个软件的推行有时候是需要每个设计单位负责人的认同的，而中国设计单位的很多负责人都趋向保守.（7）较高门槛.BIM要用到很多软件，尤其是Revit这个新兴的软件，很多思路和常用的软件不太一样，让中国大量的年长的建筑师和工程师群体重新学习、使用，难度可很大.对于年轻人来说还好，很多岁数较大的建筑师可能就学不会.（8）BIM技术人才少，相关的咨询和培训机构少.（9）中国建筑行业发展的巨大惯性、固有的思维模式和行为方式很难转变.六、4D-BIM在国内应用的建议BIM 是目前全世界AEC行业最为关注的信息化技术，西方发达国家在强力推动 BIM 的发展.为了促进中国AEC行业 BIM 的引进和应