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文档简介

BIM技术及其在建筑施工中的应用

建筑信息模型(BuildingInformationModeling,简称BIM),是通过创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。它实现了从传统二维绘图向三维绘图的转变,它使建筑信息更加全面,直观的展现出来。

建筑设备信息模型BIM1、BIM发展及概念一、BIM的基本概念建筑信息模型(BIM)的概念最早可以追溯到1970年代,时任卡内基梅隆大学建筑和计算机科学专业教授ChuckEastman于1975年提出了“BuildingDescriptionSystem(BDS)”的概念,可以被视为最早提出的与之相关的概念。建筑信息模型的概念是伴随着信息技术在建筑业的深入运用而产生和发展的,且概念的提出者往往又从多个方面来理解与之相关的问题,因此,其又常以不同的名称出现,如单一建筑模型(SingleBuildingModel/SBM)、集成建筑模型(IntegratedBuildingModel/IBM)、通用建筑模型(GenericBuildingModel/GBM)及虚拟建筑模型(VirtualBuildingModel/VBM,Graphisoft)等。近年来,随着各方的看法逐渐趋于一致,建筑信息模型(BIM)的说法得到了广泛的认同。

1、BIM发展及概念一、BIM的基本概念BIM思想的由来:1975年,ChuckEastman,“BIM之父”,“BuildingDescriptionSystem”系统;20世纪80年代后,芬兰学者,“ProductInformationModel”系统;1986年,美国学者RobertAish,“BuildingModeling”;2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM),是对建筑设计的创新。“BuildingInformationModeling”,学术研究,无法实践应用;进入21世纪,BIM研究和应用得到突破性进展;随着计算机软硬件水平的迅速发展,全球三大建筑软件开发商,都推出了自己的BIM软件。1、BIM发展及概念一、BIM的基本概念Visualization(可视化)1Coordination(协调)2Simulation(模拟)3Optimization(优化)4Documentation(出图)52、BIM技术的特征一、BIM的基本概念Visualization(可视化)1

可视化的本意是形象化地看待某件事物,直观、易看明白,即“所见即所得”。对于建筑行业来说,可视化的的作用是非常巨大和显著的。例如常见的施工图纸,是通过线条的绘制来表达各类构件的信息,但毕竟不是所有人都是能够将抽象的线条在头脑中转换成实体建筑的专业人才,其真正的构造形式只能通过建筑从业人员的知识和经验去理解。对于简单的构造来说,这种想象未尝不可,但是随着建筑形式不断的发展,风格迥异、造型复杂的设计不断出现,光靠人脑去想象其精确和准确程度可想而知。因此BIM提供了可视化的思路,将以往用线条勾勒出的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;如果用百分制来表示可视化程度的话,CAD、BIM(建筑信息模型)和可视化三者的关系可以表达如下图:2、BIM技术的特征一、BIM的基本概念Coordination(协调)2

这个方面是建筑业中的重点内容,不管是施工单位还是业主及设计单位,无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人士组织起来开协调会,找各施工问题发生的原因,及解决办法,然后出变更,做相应补救措施等进行问题的解决。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗?在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置,这种就是施工中常遇到的碰撞问题,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗?BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调,地下排水布置与其他设计布置之协调等。2、BIM技术的特征一、BIM的基本概念Simulation(模拟)3

模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验,例如:节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而来实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。2、BIM技术的特征一、BIM的基本概念Optimization(优化)4

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在。复杂程度高到一定程度,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。2、BIM技术的特征一、BIM的基本概念Documentation(出图)5BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸,及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后,可以帮助业主出如下图纸:综合管线图(经过碰撞检查和设计修改,消除了相应错误以后);综合结构留洞图(预埋套管图)碰撞检查侦错报告和建议改进方案。2、BIM技术的特征一、BIM的基本概念美国AGC(AssociatedGeneralContractorsofAmerican-美国总总承包包商协协会))将BIM相关软软件分为八八个类型型:第一类类:概概念设设计和和可行行性研研究((PreliminaryDesignandFeasibilityTools)第二类类:BIM核心建建模软软件((BIMAuthoringTools)第三类类:BIM分析软软件((BIMAnalysisTools)第四类类:加加工图图和预预制加加工软软件((ShopDrawingandFabricationTools)第五类类:施施工管管理软软件((ConstructionManagementTools)第六类类:算算量和和预算算软件件(QuantityTakeoffandEstimatingTools)第七类类:计计划软软件((SchedulingTools)第八类类:文文件共共享和和协同同软件件(FileSharingandCollaborationTools)3、BIM软件介介绍一、BIM的基本本概念念BIM核心建建模软软件通通常叫叫“BIMAuthoringSoftware”,是是BIM之所以以成为为BIM的基础,,换句话话说,,正是是因为有有了这这些软软件才才有了BIM,也是从事BIM的同行第第一类类要碰碰到的BIM软件。因此此我们们称它它们为“BIM核心建模软件””,简简称““BIM建模软软件””。常用的BIM建模软软件如如下图所示示:3、BIM软件介介绍一、BIM的基本本概念念(1)核心心建模模软件件从图中中可以以了解解到,,BIM核心建建模软软件主主要有有以下下四个个门派派:1)Autodesk公司的的Revit建筑、、结构构和机机电系系列,,在民民用建建筑市市场借借助AutoCAD的天然然优势势,有有相当当不错错的市市场表表现;;2)Bentley建筑、、结构构和设设备系系列,,Bentley产品在在工厂厂设计计(石石油、、化工工、电电力、、医药药等))和基基础设设施((道路路、桥桥梁、、市政政、水水利等等)领领域有有无可可争辩辩的优优势;;3)2007年Nemetschek收购Graphisoft以后,,ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三个产产品就就被归归到同同一个个门派派里面面了,,其中中国内内同行行最熟熟悉的的是ArchiCAD,属于于一个个面向向全球球市场场的产产品,,应该该可以以说是是最早早的一一个具具有市市场影影响力力的BIM核心建建模软软件,,但是是在中中国由由于其其专业业配套套的功功能((仅限限于建建筑专专业))与多多专业业一体体的设设计院院体制制不匹匹配,,很难难实现现业务务突破破。Nemetschek的另外外两个个产品品,AllPLAN主要市市场在在德语语区,,VectorWorks则是其其在美美国市市场使使用的的产品品名称称。4)Dassault公司的的CATIA是全球球最高高端的的机械械设计计制造造软件件,在在航空空、航航天、、汽车车等领领域具具有接接近垄垄断的的市场场地位位,应应用到到工程程建设设行业业无论论是对对复杂杂形体体还是是超大大规模模建筑筑其建建模能能力、、表现现能力力和信信息管管理能能力都都比传传统的的建筑筑类软软件有有明显显优势势,而而与工工程建建设行行业的的项目目特点点和人人员特特点的的对接接问题题则是是其不不足之之处。。DigitalProject是GeryTechnology公司在在CATIA基础上上开发发的一一个面面向工工程建建设行行业的的应用用软件件(二二次开开发软软件)),其其本质质还是是CATIA,就跟跟天正正的本本质是是AutoCAD一样。。3、BIM软件介介绍一、BIM的基本本概念念(1)核心心建模模软件件3、BIM软件介介绍一、BIM的基本本概念念(2)BIM分析软软件可持续续或者者绿色色分析析软件件可以以使用用BIM模型的的信息息对项项目进进行日日照、、风环环境、、热工工、景景观可可视度度、噪噪音等等方面面的分分析,,主要要软件件有国国外的的Echotect、IES、GreenBuildingStudio以及国国内的的PKPM等。水暖电电等设设备和和电气气分析析软件件国内内产品品有鸿鸿业、、博超超等,,国外外产品品有Designmaster、IESVirtualEnvironment、TraneTrace等。结构分分析软软件是是目前前和BIM核心建建模软软件集集成度度比较较高的的产品品,基基本上上两者者之间间可以以实现现双向向信息息交换换,即即结构构分析析软件件可以以使用用BIM核心建建模软软件的的信息息进行行结构构分析析,分分析结结果对对结构构的调调整又又可以以反馈馈回到到BIM核心建建模软软件中中去,,自动动更新新BIM模型。ETABS、STAAD、Robot等国外软件件以及PKPM等国内软件件都可以跟跟BIM核心建模软软件配合使使用。3、BIM软件介绍一、BIM的基本概念念(2)BIM分析软件BIM分析软件与与核心建模模软件之间间的关系3、BIM软件介绍一、BIM的基本概念念(3)BIM模型检查软软件BIM模型检查软软件既可以以用来检查查模型本身身的质量和和完整性,,例如空间间之间有没没有重叠??空间有没没有被适当当的构件围围闭?构件件之间有没没有冲突等等;也可以以用来检查查设计是不不是符合业业主的要求求,是否符符合规范的的要求等。目前具有市场影影响的BIM模型检查软软件是SolibriModelChecker。Xsteel是目前最有有影响的基基于BIM技术的钢结结构深化设设计软件,,该软件可可以使用BIM核心建模软软件的数据据,对钢结结构进行面面向加工、、安装的详详细设计,,生成钢结结构施工图图(加工图图、深化图图、详图))、材料表表、数控机机床加工代代码等。(4)BIM深化设计软件3、BIM软件介绍一、BIM的基本概念念模型综合碰碰撞检查软软件的基本本功能包括括集成各种种三维软件件(包括BIM软件、三维维工厂设计计软件、三三维机械设设计软件等等)创建的的模型,进进行3D协调、4D计划、可视视化、动态态模拟等,,属于项目目评估、审审核软件的的一种。常常见的模型型综合碰撞撞检查软件件有AutodeskNavisworks、BentleyProjectwiseNavigator和SolibriModelChecker等。(5)BIM模型综合碰撞检查软件有两个根本本原因直接接导致了模模型综合碰碰撞检查软软件的出现现:1)不同专业业人员使用用各自的BIM核心建模软软件建立自自己专业相相关的BIM模型,这些些模型需要要在一个环环境里面集集成起来才才能完成整整个项目的的设计、分分析、模拟拟,而这些些不同的BIM核心建模软软件无法实实现这一点点;2)对于大型型项目来说说,硬件条条件的限制制使得BIM核心建模软软件无法在在一个文件件里面操作作整个项目目模型,但但是又必须须把这些分分开创建的的局部模型型整合在一一起研究整整个项目的的设计、施施工及其运运营状态。。3、BIM软件介绍一、BIM的基本概念念(6)BIM造价管理软件造价管理软软件利用BIM模型提供的的信息进行行工程量统统计和造价价分析,由由于BIM模型结构化化数据的支支持,基于于BIM技术的造价价管理软件件可以根据据工程施工工计划动态态提供造价价管理需要要的数据,,这就是所所谓BIM技术的5D应用。国外的BIM造价管理有有Innovaya和Solibri,鲁班是国国内BIM造价管理软软件的代表表。鲁班对以项项目或业主主为中心的的基于BIM的造价管理理解决方案案应用给出出了如下整整体框架,,无疑会对对BIM信息在造价价管理上的的应用水平平提升起到到积极作用用,同时也也是全面实实现和提升升BIM对工程建设设行业整体体价值的有有效实践,,因为我们们知道,能能够使用BIM模型信息的的参与方和和工作类型型越多,BIM对项目能够够发挥的价价值就越大大。3、BIM软件介绍一、BIM的基本概念念(6)BIM造价管理软件4、国内BIM发展的阻碍碍一、BIM的基本概念念近几年,国国内外学术术界对于BIM引进和应用的现状、引进效果果以及阻碍碍因素等问问题不断地地进行研究。对较全面面分析建筑筑业BIM引进和应用中所所遇到的相关阻碍因因素的调查查研究进行行总结可发现,在美国以及及芬兰等发发达国家,,对BIM技术的应用比较普遍、、实践经验验也相对比比较丰富,,它们的阻碍因素大部分分来自于BIM项目的实施过程程中所面临的一些实际际性的问题题。比如,,培训的时时间和费用用、BIM专家以及在软件件硬件上的的投资费用用等问题。。国内研究也涉及及到一些阻阻碍因素,,如政府的的宣传力度不足、缺乏BIM相关标准等。清华大学潘潘佳怡等人人(《中国建筑业业BIM发展的阻碍因素素分析》)通过国内外BIM文献研究和专家访谈,从技术、、经济、操操作、法律律等方面提提炼出建筑业BIM发展普遍存存在的阻碍碍因素共41项,通过对41项“阻碍因因素”的重重要度进行行排序,可得到影响中中国建筑业业BIM发展的15个关键阻碍因素,具体为::4、国内BIM发展的阻碍碍一、BIM的基本概念念没有充分的的外部动机国内缺乏BIM标准合同示范文文本不适应思维模模式的变化化对于分享数据资资源持有消消极态度使用BIM技术带来的经济济效益不明明显缺乏国产的BIM技术产品没有政策部门和和行业主管管部门颁发发的BIM标准和指南基于BIM的工作流程尚尚未建立BIM项目中的争议处处理机制尚尚未成熟目前各专业之间间交互性差差反抗新技术的抵抵触心理缺乏能够保护BIM模型的知识产权权的法律条款和措施聘用BIM专家和咨询需要要额外费用用设计费用的增加国内缺乏对于BIM技术的研究究对比中外建建筑业BIM发展的关键键阻碍因素素,可发现中国的阻碍碍因素具有有如下5个特点:(1)在BIM发展过程中,与与政府、业业主以及建筑业业的团体或者者组织有密密切关系的的阻碍因素素较其他国家多。(2)与法律相相关的因素素对于中国国建筑业BIM发展的影响力比比较大。(3)从业人员员的心理和和思维方式式对BIM在中国建筑业发展展产生的阻阻力比较突突出。(4)中国建筑筑业重视研研究和开发发本国的BIM软件。但是目前前国产软件件缺乏的现现状,严重重阻碍BIM在中国的发展展。(5)虽然经济济因素对于于中国建筑筑业来说不是最关键的阻碍碍因素,但但是对于BIM的发展有一定定的阻力。在经济阻阻碍因素方方面,中国国更重视对对于BIM带来的经济效益益问题,而而国外更关关注软件购购买和硬件升级的费用用。4、国内BIM发展的阻碍碍一、BIM的基本概念念4、国内BIM发展的阻碍碍一、BIM的基本概念念为解决研究究发现的关关键阻碍因因素,促进进中国建筑业BIM引进和应用,建建议采取三三阶段的BIM促进方案如下图所示。该方案案包括3个阶段,即推动BIM引进的阶段、BIM应用的过渡阶段段以及推动BIM应用的阶段。4、国内BIM发展的阻碍碍一、BIM的基本概念念5、国内BIM政策汇总一、BIM的基本概念念1、BIM模型维护二、BIM的基本应用及实例例根据项目建建设进度建建立和维护BIM模型,实质是使用BIM平台汇总各项目目团队所有有的建筑工工程信息,,消除项目目中的信息息孤岛,并并且将得到到的信息结结合三维模模型进行整整理和储存存,以备项项目全过程程中项目各各相关利益益方随时共共享。由于BIM的用途决定了BIM模型细节的精度度,同时仅仅靠一个BIM工具并不能完成成所有的工工作,所以以目前业内内主要采用用“分布式式”BIM模型的方法,建建立符合工工程项目现现有条件和和使用用途途的BIM模型。这些模型型根据需要要可能包括括:设计模模型、施工工模型、进进度模型、、成本模型型、制造模模型、操作作模型等。。BIM“分布式””模型还体体现在BIM模型往往由相关关的设计单单位、施工工单位或者者运营单位位根据各自自工作范围围单独建立立,最后通通过统一的的标准合成成。这将增增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全全的管理难难度,所以以有时候业业主也会委委托独立的BIM服务商统一规划划、维护和和管理整个个工程项目的的BIM应用,以确保BIM模型信息的准确确、时效和和安全。1、BIM模型维护二、BIM的基本应用及实例例腾讯总部大楼楼在设计施施工过程中中成功应用用了BIM技术。该工工程施工过过程中制定定了一套完完整的BIM管理体系,,成立BIM管理部,制定项目建模标标准及关联联规则,各各专业按照照建立包含含进度、技技术参数、、商务等信信息的BIM模型,BIM管理部整合合后形成涵涵盖所有专专业和管理理行为信息息的综合BIM模型。2、场地分析二、BIM的基本应用及实例例场地分析是是研究影响响建筑物定定位的主要要因素,是是确定建筑筑物的空间间方位和外外观、建立立建筑物与与周围景观观的联系的的过程。在在规划阶段段,场地的的地貌、植植被、气候候条件都是是影响设计计决策的重重要因素,,往往需要要通过场地地分析来对对景观规划划、环境现现状、施工工配套及建建成后交通通流量等各各种影响因因素进行评评价及分析析。传统的的场地分析析存在诸如如定量分析析不足、主主观因素过过重、无法法处理大量量数据信息息等弊端,,通过BIM结合地理信息系系统(GeographiInformationSystem,简称(GIS),对场地及及拟建的建建筑物空间间数据进行行建模,通过BIM及GIS软件的强大功能能,迅速得得出令人信信服的分析析结果,帮帮助项目在在规划阶段段评估场地地的使用条条件和特点点,从而做做出新建项项目最理想想的场地规规划、交通通流线组织织关系、建建筑布局等等关键决策策。2、场地分析二、BIM的基本应用及实例例济南文化艺艺术中心大大剧院项目目进行了全全周期BIM技术应用,,设计初期期利用BIM软件进行了了场地分析析。通过BIM结合GIS进行场地分析模模拟,得出出较好的分分析数据,为设计单单位后期设设计提供了了最理想的的的场地规规划、交通通流线组织织关系、建建筑布局等关键决策。项目周边环环境及建模模图3、建筑策划二、BIM的基本应用及实例例建筑策划是是在总体规规划目标确确定后,根根据定量分分析得出设设计依据的的过程。相相对于根据据经验确定定设计内容容及依据(设计任务书书)的传统方法法,建筑策策划利用对对建设目标标所处社会会环境及相相关因素的的逻辑数理理分析,研研究项目任任务书对设设计的合理理导向,制制定和论证证建筑设计计依据,科科学地确定定设计的内内容,并寻寻找达到这这一目标的的科学方法法。在这一一过程中,,除了需要要运用建筑筑学的原理理,借鉴过过去的经验验和遵守规规范,更重重要的是要要以实态调调查为基础础,用计算算机等现代代化手段对对目标进行行研究。BIM能够帮助项项目团队在在建筑规划划阶段,通通过对空间间进行分析析来理解复复杂空间的的标准和法法规,从而而节省时间间,提供对对团队更多多增值活动动的可能。。特别是在在客户讨论论需求、选选择以及分分析最佳方方案时,能能借助BIM及相关分析数数据,做出出关键性的的决定。BIM在建筑策划阶阶段的应用用成果还会会帮助建筑筑师在建筑筑设计阶段段随时查看看初步设计计是否符合合业主的要要求,是否否满足建筑筑策划阶段段得到的设设计依据,,通过BIM连贯的信息传递递或追溯,,大大减少少以后详图图设计阶段段发现不合合格需要修修改设计的的巨大浪费费。3、建筑策划二、BIM的基本应用及实例例济南文化艺艺术中心大大剧院项目目进行了全全周期BIM技术应用,,设计初期期利用BIM软件进行了了场地分析析。该项目从前前期策划阶阶段主要开开展了现状状建模,首首先是对周周边环境进进行建模,,包括周边道路、建筑筑物(已建建和规划))、园林景景观等内容容,将该项项目模型放放入环境中中进行分析析。用于项目选址、、周边环境境的关系、、景观可视视度的分析析、日照分分析等工作作。项目周边环环境及建模模图4、方案论证二、BIM的基本应用及实例例在方案论证证阶段,项项目投资方方可以使用BIM评估设计方案的的布局、视视野、照明明、安全、、人体工程程学、声学学、纹理、、色彩及规规范的遵守守情况。BIM甚至可以做到建建筑局部的的细节推敲敲,迅速速分析设计计和施工中中可能需要要应对的问问题。方案案论证阶段段还可以借借助BIM提供方便的的、低成本本的不同解解决方案供供项目投资资方进行选选择,通过过数据对比比和模拟分分析,找出出不同解决决方案的优优缺点,帮帮助项目投投资方迅速速评估建筑筑投资方案案的成本和和时间。对对设计师来来说,通过BIM来评估所设计计的空间,,可以获得得较高的互互动效应,,以便从使使用者和业业主处获得得积极的反反馈。设计计的实时修修改往往基基于最终用用户的反馈馈,在BIM平台下,项目各各方关注的的焦点问题题比较容易易得到直观观的展现并并迅速达成成共识,相相应的需要要决策的时时间也会比比以往减少少。济南文化艺艺术中心大大剧院项目利用BIM技术进行了了设计方案案论证。通通过建模的方式式,选择方方案,如下图::4、方案论证二、BIM的基本应用及实例例建筑方案对对比分析济南文化艺艺术中心大大剧院项目利用BIM技术进行了了设计方案案论证。通通过建模的方式式,选择方方案,如下图::4、方案论证二、BIM的基本应用及实例例室外景观方方案对比分分析5、可视化设计计二、BIM的基本应用及实例例3Dmax、Sketchup这些三维可可视化设计计软件的出出现有力地地弥补了业业主及最终终用户因缺缺乏对传统统建筑图纸纸的理解能能力而造成成的和设计计师之间的的交流鸿沟沟,但由于于这些软件件设计理念念和功能上上的局限,,使得这样样的三维可可视化展现现不论用于于前期方案案推敲还是是用于阶段段性的效果果图展现,,与真正的的设计方案案之间都存存在相当大大的差距。。对于设计计师而言,,除了用于于前期推敲敲和阶段展展现,大量量的设计工工作还是要要基于传统CAD平台,使用平、、立、剖等等三视图图的方式表表达和展现现自己的设设计成果。。这种由于于工具原因因造成的信信息割裂,,在遇到项项目复杂、、工期紧的的情况下,,非常容易易出错。BIM的出现使得设设计师不仅仅拥有了三三维可视化化的设计工工具,所见见即所得,,更重要的的是通过工工具的提升升,使设计计师能使用用三维的思思考方式来来完成建筑筑设计,同同时也使业业主及最终终用户真正正摆脱了技技术壁垒的的限制,随随时知道自自己的投资资能获得什什么。可视化:可视化即即“所见所所得”的形形式,对于于建筑行业业来说,可可视化的真真正运用在在建筑业的的作用是非非常大的,,例如经常常拿到的施施工图纸,,只是各个个构件的信信息在图纸纸上的采用用线条绘制制表达,但但是其真正正的构造形形式就需要要建筑业参参与人员去去自行想象象了。对于于一般简单单的东西来来说,这种种想象也未未尝不可,,但是现在在建筑业的的建筑形式式各异,复复杂造型在在不断的推推出,那么么这种光靠靠人脑去想想象的东西西就未免有有点不太现现实了。所所以BIM提供了可视视化的思路路,让人们们将以往的的线条式的的构件形成成一种三维维的立体实实物图形展展示在人们们的面前;;现在建筑筑业也有设设计方面出出效果图的的事情,但但是这种效效果图是分分包给专业业的效果图图制作团队队进行识读读设计制作作出的线条条式信息制制作出来的的,并不是是通过构件件的信息自自动生成的的,缺少了了同构件之之间的互动动性和反馈馈性,然而而BIM提到的可视视化是一种种能够同构构件之间形形成互动性性和反馈性性的可视,,在BIM建筑信息模模型中,由由于整个过过程都是可可视化的,,所以,可可视化的结结果不仅可可以用来效效果图的展展示及报表表的生成,,更重要的的是,项目目设计、建建造、运营营过程中的的沟通、讨讨论、决策策都在可视视化的状态态下进行。。5、可视化设计计二、BIM的基本应用及实例例竹块定位图图济南文化艺艺术中心项目室内设计采采用的竹块块,排布成成如图所示示形状。施施工单位在在进行室内装装饰施工时,缺缺乏有效的的工具对室室内排布的的竹块进行行定位,首首先想到是是采用技术解决这一问问题,采用用犀牛软件件进行建模模,给每个个竹块进行行准确定位位,同时将将模型导入RevitArchitecture进行数据分析,,导出相应应的龙骨加加工图、安安装定位图图等,见下图。部分构件实现了了数字化加加工与安装装定位,不不仅缩短了了工期,而而且大大提提高了工程程质量。济南文化艺艺术中心项目室内设计采采用的竹块块,排布成成如图所示示形状。施施工单位在在进行室内装装饰施工时,缺缺乏有效的的工具对室室内排布的的竹块进行行定位,首首先想到是是采用技术解决这一问问题,采用用犀牛软件件进行建模模,给每个个竹块进行行准确定位位,同时将将模型导入RevitArchitecture进行数据分析,,导出相应应的龙骨加加工图、安安装定位图图等,见下图。部分构件实现了了数字化加加工与安装装定位,不不仅缩短了了工期,而而且大大提提高了工程程质量。5、可视化设计计二、BIM的基本应用及实例例龙骨安装及及加工定位位图6、协同设计二、BIM的基本应用及实例例协同设计是是一种新兴兴的建筑设设计方式,,它可以使使分布在不不同地理位位置的不同同专业的设设计人员通通过网络的的协同展开开设计工作作。协同设设计是在建建筑业环境境发生深刻刻变化、建建筑的传统统设计方式式必须得到到改变的背背景下出现现的,也是是数字化建建筑设计技技术与快速速发展的网网络技术相相结合的产产物。现有有的协同设设计主要是是基于CAD平台,并不不能充分实实现专业间间的信息交交流,这是是因为CAD的通用文件格格式仅仅是是对图形的的描述,无无法加载附附加信息,,导致专业业间的数据据不具有关关联性。BIM的出现使协同同已经不再再是简单的的文件参照照,BIM技术为协同设计计提供底层层支撑,大大幅提升协协同设计的的技术含量量。借助BIM的技术优势,,协同的范范畴也从单单纯的设计计阶段扩展展到建筑全全生命周期期,需要规规划、设计计、施工、、运营等各各方的集体体参与,因因此具备了了更广泛的的意义,从从而带来综综合效益的的大幅提升升。6、协同设计二、BIM的基基本本应用用及及实实例例沈阳阳建建筑筑大大学学中中德德节节能能示示范范工程程,,实实施施BIM执行行计计划划书书,,对对BIM环境境下下各各专专业业之之间间实实现现协同同设计计的的过过程程进进行行分分析析,,给给出出BIM协同同设设计计实实现现模模式式。。6、协同同设设计计二、、BIM的基基本本应用用及及实实例例沈阳阳建建筑筑大大学学中中德德节节能能示示范范工程程,,实实施施BIM执行行计计划划书书,,对对BIM环境境下下各各专专业业之之间间实实现现协同同设计计的的过过程程进进行行分分析析,,给给出出BIM协同同设设计计实实现现模模式式。。7、性能能化化分分析析二、、BIM的基基本本应用用及及实实例例利用用计计算算机机进进行行建建筑筑物物理理性性能能化化分分析析始始于于20世纪纪60年代代甚至至更更早早,,早早已已形形成成成成熟熟的的理理论论支支持持,开发发出出丰丰富富的的工工具具软软件件。。但但是是在CAD时代代,无无论论什什么么样样的的分析析软软件件都必必须须通通过过手手工工的的方方式式输输入入相相关关数数据据才才能能开开展展分分析析计计算算,,而而操操作作和和使使用用这这些些软软件件不不仅仅需要要专业业技技术术人人员员经经过过培培训训才才能能完完成成,,同同时时由由于于设设计计方方案案的的调调整整,,造造成成原原本本就就耗耗时时耗耗力力的的数据据入入工作作需需要要经经常常性性的的重重复复录录入入或或者者校校核核,,导导致致包包括括建建筑筑能能量量分分析析在在内内的的建建筑筑物物理理性性能能化化分分析析通通常常被被安安排排在在设设计计的的最最终终阶阶段段,,成成为为一一种种象象征征性性的的工工作作,使使建筑筑设设计计与与性性能能化化分分析析计计算算之之间间严严重重脱脱节节。利利用用BIM技术术,建建筑筑师师在在设设计计过过程程中中创创建建的的虚虚拟拟建建筑筑模模型型已已经经包包含含了了大大量量的的设设计计信信息息(几何何信信息息、、材材料料性性能能、、构构件件属属性性等等),只只要要将将模模型型导导入入相相关关的的性性能能化化分分析析软软件件,,就就可可以以得得到到相相应应的的分分析析结结果果,,原原本本需需要要专专业业人人士士花花费费大大量量时时间间输输入入大大量量专专业业数数据据的的过过程程,,如如今今可可以以自自动动完完成成,,这这大大大大降降低低了了性性能能化化分分析析的的周周期期,,提提高高了了设设计计质质量量,,同同时时也也使使设设计计公公司司能能够够为为业业主主提提供供更更专专业业的的技技能能和和服服务务。。7、性能能化化分分析析二、、BIM的基基本本应用用及及实实例例南方方某某水水乐乐园园工工程程采采用用了了BIM技术术与与能耗耗模模拟拟等等建建筑筑性性能能化化分分析析的的结结合合方方式式,,以以分析析结结果果为设设计计人人员员提提供供参参考考,,展展示示了了BIM软件件参数数化设设计计的优优势势与与特特点点。7、性能能化化分分析析二、、BIM的基基本本应用用及及实实例例通过过Revit导出出GBXML格式式导入入ECOTECT进行行建筑筑采采光光分分析析模模型型图。。8、工程程量量统统计计二、、BIM的基基本本应用用及及实实例例在CAD时代,由于CAD无法存储储可以让让计算机机自动计计算工程程项目构构件的必必要信息息,所以以需要依依靠人工工根据图图纸或者者CAD文件进行行测量和和统计,,或者使使用专门门的造价价计算软软件根据据图纸或或者CAD文件重新新进行建建模后由由计算机机自动进进行统计计。前者者不仅需需要消耗耗大量的的人工,,而且比比较容易易出现手手工计算算带来的的差错,,而后者者同样需需要不断断地根据据调整后后的设计计方案及及时更新新模型,,如果滞滞后,得得到的工工程量统统计数据据也往往往失效了了。而BIM是一个富富含工程程信息的的数据库库,可以以真实地地提供造造价管理理需要的的工程量量信息,,借助这这些信息息,计算算机可以以快速对对各种构构件进行行统计分分析,大大大减少少了繁琐琐的人工工操作和和潜在错错误,非非常容易易实现工工程量信信息与设设计方案案的完全全一致。。通过BIM获得的准确的的工程量量统计可可以用于于前期设设计过程程中的成成本估算算、在业业主预算算范围内内不同设设计方案案的探索索或者不不同设计计方案建建造成本本的比较较,以及及施工开开始前的的工程量量预算和和施工完成后的工程量量决算。。8、工程量统统计二、BIM的基本应用及实实例基于BIM的工程量统统计工作作分三个个阶段,,第一个个是在施施工图纸纸的基础础上建完完模型,利利用revit、naviswork等软件搭建建工程量量统计BIM模型,统计主主要材料料工程量量,为工程预算算提供指导导;第二二是在施施工过程程中,通通过模型型统计主主要材料料工程量量,并按按施工进度计划分阶阶段统计计工程量量,为材材料和资资金计划划提供参参考;第第三是根根据设计计变更情情况,及时跟踪修改改模型,,完成最最终模型型工程量量统计,,为工程程结算提提供参考。下下图为济济南文化化艺术中中心工程程量统计计。BIM模型及工工程量统统计表9、管线综合合二、BIM的基本应用及实实例随着建筑筑物规模模和使用用功能复复杂程度度的增加加,无论论设计企企业还是是施工企企业甚至至是业主主对机电电管线综综合的要要求愈加加强烈。。在CAD时代,设计企企业主要要由建筑筑或者机机电专业业牵头,,将所有有图纸打打印成硫硫酸图,,然后各各专业::降图纸纸叠在一一起进行行管线综综合,由由于二维维图纸的的信息缺缺失以及及缺失直直观的交交流平台台,导致致管线综综合成为为建筑施施工前让让业主最最不放心心的技术术环节。。利用BIM技术,通过搭搭建各专专业的BIM模型,设计师师能够在在虚拟的的三维环环境下方方便地发发现设计计中的碰碰撞冲突突,从而而大大提提高了管管线综合合的设计计能力和和工作效效率。这这不仅能能及时排排除项目目施工环环节中可可以遇到到的碰撞撞;中突突,显著著减少由由此产生生的变更更申请单单,更大大大提高高了施工工现场的的生产效效率,降降低了由由于施工工协调造造成的成成本增长长和工期期延误。。9、管线综合合二、BIM的基本应用及实实例根据设计计图纸搭搭建的设设计模型型,结合合施工规规范和现现场施工工要求,,搭建管管线综合合模型,进行所有专业业管线的的综合排排布,提提交综合合管线排排布图和和预留孔孔洞位置置图,在在施工安安装开始之前将所所有管线线位置确确定下来来,避免免了后期期施工过过程中各各类管线线交叉打打架的问问题,节约了工程投投资和工工期。该该项目管管线综合合为项目目节约了了大量投投资,确确保了施施工安装装阶段工期目标的实实现。同同时也便便于后期期管线的的维护检检修工作。下图为济济南文化化艺术中心三维管线线综合排排布图及及模型、设设备间设备及及管线排布和碰碰撞检查查。三维管线线综合排排布图及及模型9、管线综合合二、BIM的基本应用及实实例根据设计计图纸搭搭建的设设计模型型,结合合施工规规范和现现场施工工要求,,搭建管管线综合合模型,进行所有专业业管线的的综合排排布,提提交综合合管线排排布图和和预留孔孔洞位置置图,在在施工安安装开始之前将所所有管线线位置确确定下来来,避免免了后期期施工过过程中各各类管线线交叉打打架的问问题,节约了工程投投资和工工期。该该项目管管线综合合为项目目节约了了大量投投资,确确保了施施工安装装阶段工期目标的实实现。同同时也便便于后期期管线的的维护检检修工作。下图为为济南文文化艺术术中心三三维管线线综合排排布图及及模型、、设备间间设备及及管线排排布和碰碰撞检查查。设备间设设备及管管线排布布9、管线综合合二、BIM的基本应用及实实例根据设计计图纸搭搭建的设设计模型型,结合合施工规规范和现现场施工工要求,,搭建管管线综合合模型,进行所有专业业管线的的综合排排布,提提交综合合管线排排布图和和预留孔孔洞位置置图,在在施工安安装开始之前将所所有管线线位置确确定下来来,避免免了后期期施工过过程中各各类管线线交叉打打架的问问题,节约了工程投投资和工工期。该该项目管管线综合合为项目目节约了了大量投投资,确确保了施施工安装装阶段工期目标的实实现。同同时也便便于后期期管线的的维护检检修工作。下图为为济南文文化艺术术中心三三维管线线综合排排布图及及模型、、设备间间设备及及管线排排布和碰碰撞检查查。碰撞检查查10、施工进度度模拟二、BIM的基本应用及实实例建筑施工工是一个个高度动动态的过过程,随随着建筑筑工程规规模不断断扩大,,复杂程程度不断断提高,,使得施施工项目目管理变变得极为为复杂。。当前建建筑工程程项目管管理中经经常用于于表示进进度计划划的甘特特图,由由于专业业性强,,可视化化程度低低,无法法清晰描描述施工工进度以以及各种种复杂关关系,难难以准确确表达工工程施工工的动态态变化过过程。通通过将BIM施工进度计划划相链接接,将空空间信息息与时间间信息整整合在一一个可视视的4D(3D+Time)模型中,,可以直直观、精精确地反反映整个个建筑的的施工过过程。施施工模拟拟技术可可以在项项目建造造过程中中合理制制定施工工计划、、4D精确掌握握施工进进度,优优化使用用施工资资源以及及科学地地进行场场地布置置,对整个工程程的施工工进度、、资源和和质量进进行统一一管理和和控制,,以缩短短工期、、降低成成本、提提高质量量。此外外借助4D模型,施施工企业业在工程程项目投投标中将将获得竞竞标优势势,BIM可以协助助评标专专家从4D模型中很很快了解解投标单单位对投投标项目目主要施施工的控控制方法法、施工工安排是是否均衡衡、总体体计划是是否基本本合理等等,从而而对投标标单位的的施工经经验和实实力作出出有效评评估。10、施工进度度模拟二、BIM的基本应用及实实例四维施工工模拟就就是在BIM模型的基础上上,加上上时间维维度———进度计计划。该该项目将模型导入Naviswork软件,然后将project进度计划导入Naviswork模型,生成四维维施工模拟拟。四维维施工模模拟可以以根据实实际进度度计划进进行调整整,只要要将相应应的时间间点更改之后,四四维施工工模拟即即可重新新改变,,这样就就可以形形象地反反映出工工程的进进度情况况,指导现场场施工组织织安排和和材料计计划的釆釆购工作。济南文化化艺术中中心施工工进度模模拟11、施工组织织模拟二、BIM的基本应用及实实例施工组织织是对施施工活动动实行科科学管理理的重要要手段,,它决定定了各阶阶段的施施工准备备工作内内容,协协调了施施工过程程中各施施工单位位、各施施工工种种、各项项资源之之间的相相互关系系。施工工组织设设计是用用来指导导施工项项目全过过程各项项活动的的技术、、经济和和组织的的综合性性解决方方案,是是施工技技术与施施工项目目管理有有机结合合的产物物。通过BIM可以对项目的的重点或难点点部分进行可可建性模拟,,按月、日、、时进行施工工安装方案的的分析优化。。对于一些重重要的施工环环节或采用新新施工工艺的的关键部位、、施工现场平平面布置等施施工指导措施施进行模拟和和分析,以提提高计划的可可行性;也可可以利用BIM技术结合施工组织织计划进行预预演以提高复复杂建筑体系系的可造性(例如:施工模模板、玻璃装装配、锚固等等)。借助BIM对施工组织的模模拟,项目管管理方能够非非常直观地了了解整个施工工安装环节的的时间节点和和安装工序,,并清晰把握握在安装过程程中的难点和和要点,施工工方也可以进进一步对原有有安装方案进进行优化和改改善,以提高高施工效率和和施工方案的的安全性。11、施工组织模拟二、BIM的基本应用及实例腾讯总部大楼楼项目对项目施工组组织设计、对对大悬挑钢结结构安装、清清水混凝土柱柱、高大模板板等施工关键键部位进行可可视化模拟和和分析,论证证方案可行性性,将施工工工序模型化、、动漫化,进进行直观形象象的交底。腾讯总部大楼楼关键施工部部位模拟11、施工组织模拟二、BIM的基本应用及实例腾讯总部大楼楼项目对项目施工组组织设计、对对大悬挑钢结结构安装、清清水混凝土柱柱、高大模板板等施工关键键部位进行可可视化模拟和和分析,论证证方案可行性性,将施工工工序模型化、、动漫化,进进行直观形象象的交底。腾讯总部大楼楼关键施工部部位模拟12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例制造行业目前前的生产效率率极高,其中中部分原因是是利用数字化化数据模型实实现了制造方方法的自动化化。同样,BIM结合数字化制造也也能够提高建建筑行业的生生产效率。通通过BIM模型与数字化建造造系统的结合合,建筑行业业也可以采用用类似的方法法来实现建筑筑施工流程的的自动化。建建筑中的许多多构件可以异异地加工,然然后运到建筑筑施工现场,,装配到建筑筑中(例如门窗、预制混混凝土结构和和钢结构等构构件)。通过数字化化建造,可以以自动完成建建筑物构件的的预制,这些些通过工厂精精密机械技术术制造出来的的构件不仅降降低了建造误误差,并且大大幅度提高构构件制造的生生产率,使得得整个建筑建建造的工期缩缩短并且容易易掌控。BIM模型直接用于制造造环节还可以以在制造商与与设计人员之之间形成一种种自然的反馈馈循环,即在在建筑设计流流程中提前考考虑尽可能多多地实现数字字化建造。同同样与参与竞竞标的制造商商共享构件模模型也有助于于缩短招标周周期,便于制制造商根据设设计要求的构构件用量编制制更为统一的的投标文件。。同时标准化化构件之间的的协调也有助助于减少现场场发生的问题题,降低不断断上升的建造造、安装成本本。12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例上海某度假区区主题乐园工工程大量采用用工厂成品内内衬保温风管管,其质量要要求严格,杜杜绝现场制作作。在充分协协调、细度达达到加工制造等级以上上(模型细度度等级,LOD300)模型的基础础上,如风管管弯曲弧度、、咬边参数、、法兰形式、、分段参数、内衬保保温参数以及及精确的管件件、设备参数数等,将其转转换为数字化化加工机床支支持的加工制制造模型,自动计算下料排版版、板件弯折折、内衬保温温固定、法兰兰焊接,提高高风管生产质质量和效率,,将模型信息息精确传递至现场安装。。暖通风管的数数字化广场预预制12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例随着数字生产方式与生产工具的不不断更新与升级,基于BIM设计平台的数字模块化建建造已经成为为建筑设计以以及产业的重要发展方向。随着数数字时代的设设计方法、设设计理念与计计算工具的迅猛发展各种种复杂形体的的建筑如雨后后春笋般出现在世界各地。复复杂形体建筑筑如何实现数数字化建造,复杂系系统建筑如何实现现快速建造?预制、预装配、模块定制成了必要条件,先先进建造理念、先先进制造技术术以及计算机及网络络技术的应用用再次推动了了建筑产业工工业化。Revit系列软件首次次提出了“族族群”的概念,软件中所有的图元元都基于族群群。族群文件件就相当于““模,实现所需要的的信息都被植植入到族群文文件中。而在ArchiCAD中,模块则称为“对象部件””,用来组成成门窗、家具等等的图库部件件。Revit中参数化构件件即族群,它族群有较大的参参数化程度。。例如用Revit设计有一条复杂拱顶,它随着大小不一一的柱距变化化。如果有几种柱距就就创建几种拱拱顶族群,将造成巨大文件量。而如果对单单个拱顶族群群进行参数化,在载入项目中时,按按实际要求创建建几种不同尺尺寸类型就能能满足所有要求,,而不会增加太多多文件量。12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例厂州歌剧院石石材外立面12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例鸟巢的结构形形式与箱型构构件施工12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例纽约休斯敦街街公寓项目的的复合单元墙墙体12、数字化建造二、BIM的基本应用及实例上海中心幕墙墙单元13、物料跟踪二、BIM的基本应用及实例随着建筑行业业标准化、工工厂化、数字字化水平的提提升,以及建建筑使用设备备复杂性的提提高,越来越越多的建筑及及设备构件通通过工厂加工工并运送到施施工现场进行行高效的组装装。而这些建建筑构件及设设备是否能够够及时运到现现场,是否满满足设计要求求,质量是否否合格将成为为整个建筑施施工建造过程程中影响施工工计划关键路路径的重要环环节。在BIM出现以前,建筑行行业往往借助助较为成熟的的物流行业的的管理经验及及技术方案(例如RFID无线射频识别电子子标签)。通过RFID可以把建筑物内各各个设备构件件贴上标签,,以实现对这这些物体的跟跟踪管理,但但RFID本身无法进一一步获取物体体更详细的信信息(如生产日期、、生产厂家、、构件尺寸等等),而BIM模型恰好详细记录录了建筑物及及构件和设备备的所有信息息。此外BIM模型作为一个建筑筑物的多维度度数据库,并并不擅长记录录各种构件的的状态信息,,而基于RFID技术的物流管理信息系统统对物体的过程程信息都有非非常好的数据据库记录和管管理功能,这这样BIM与RFID正好互补,从从而可以解决决建筑行业对对日益增长的的物料跟踪带带来的管理压压力。13、物料跟踪二、BIM的基本应用及实例腾讯办公大楼楼采用了BIM-QR系统。BIM-QR系统以动态二二维码为纽带带,由BIM模型、后台服服务器和移动动终端组成综综合系统,对对钢结构从原原材料采购、、构件加工、、运输、现场场安装、质量量验收进行全全过程管理,,确保钢构材材质和尺寸符符合要求。13、物料跟踪二、BIM的基本应用及实例腾讯办公大楼楼采用了BIM-QR系统。BIM-QR系统以动态二二维码为纽带带,由BIM模型、后台服服务器和移动动终端组成综综合系统,对对钢结构从原原材料采购、、构件加工、、运输、现场场安装、质量量验收进行全全过程管理,,确保钢构材材质和尺寸符符合要求。14、施工现场配合二、BIM的基本应用及实例BIM不仅集成了建筑物物的完整信息息,同时还提提供了一个三三维的交流环环境。与传统统模式下项目目各方人员在在现场从图纸纸堆中找到有有效信息后再再进行交流相相比,效率大大大提高。BIM逐渐成为一个便于于施工现场各各方交流的沟沟通平台,可可以让项目各各方人员方便便地协调项目目方案,论证证项目的可造造性,及时排排除风险隐患患,减少由此此产生的变更更,从而缩短

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