建筑工程信息模型培训讲义一建继续教育

工程项目管理前沿理论与发展第四部分建筑工程信息模型四.建筑工程信息模型建筑工程信息模型是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。它正在引发工程建设行业一次史无前例的彻底变革，并给采用该模型的建筑企业带来极大的新增价值。“你按快门，剩下的交给我们！”这则闻名世界的广告语，是柯达公司创始人乔治·伊士曼在一个多世纪前提出的著名口号。事实上，在上世纪70年代中叶，仅在美国，柯达已经垄断了90%的胶卷市场，以及85%的相机市场份额。4.1.如何面对（1）1975年又一个具有里程碑意义的事件降临柯达。柯达的工程师斯蒂夫·萨森在实验室中制造出第一台数码相机。不过，公司管理层对于这个新鲜玩意儿似乎并不感兴趣。一方面，当时冲印照片依然是人们保存影像的首选方式；另一方面，柯达担心数码影像会冲击自己的胶片市场，进而影响公司的巨额利润。但是后来的技术发展史却证明，柯达公司最终就是栽在了自己的这一发明上。传统影像没落和数码影像崛起的转换期，柯达未能及时把握转型的机会。4.1.如何面对（2）传统影像没落和数码影像崛起的转换期，柯达未能及时把握转型的机会。这说明，任何一个行业，任何一个企业都不应该漠视新技术带了的挑战和发展机遇。4.1.如何面对（3）信息模型在汽车业、航空业已非常普遍，至少在20年前就开始使用3D计算机辅助设计了。比如飞机制造，不用实体制造，在计算机完成3D模型后，便可知道产品的很多特性，发现设计中大量的问题。随着技术越来越成熟，成本越来越低，3D计算机辅助设计的应用已经扩展到其他业界以及规模不大的小型公司。4.1.如何面对（4）建筑信息模型可以运用到建筑工程项目各个生命周期，并引起建筑业在设计、建造和管理上的变革4.2.引发建筑设计的变革1建筑表现的形式是数字化的模型，而不是传统的图纸2设计者、业主、管理者通过“真实的建筑”了解建筑3设计者实现可视化设计、可视化设计分析和优化、协同设计4.2.引发建筑业的变革—设计施工前就可以反复模拟施工，颠覆了建筑工程项目的一次性特性。在设计时，就可以模拟施工，确保了建筑的易建性。“真实的冲突”检查，建筑、结构和水暖电的几何冲突，通过虚拟方法加以解决，而不必到施工是才发现1234.2.引发建筑业的变革—建造1.工厂化的成成本控制在在建筑工地地上实现，，每一个构构件的价格格及发生的的时间将准准确的被预预测2.动画、立体体而非平面面的安排施施工进度。。3.工作流控制制，实时模模拟不同地地方的人流流、交通流流、物资流流4.2.引发建筑业业的变革—管理4.向客户实时时展示工程程的进程，，及今后使使用的情景景总体而言，，建筑信息息模型带给给企业的新新增价值是是：增加竞争力力：使用建建筑信息模模型技术的的企业，改改变了与其其他企业的的竞争基础础，它能用用全新的服服务、生产产方式来为为客户服务务，而且效效果更好、、成本更低低。革新的来源源：建筑信信息模型带带来了新的的机遇，促促进建造师师用新的思思维，去改改进企业服服务、生产产方法。高效率：以以模拟的方方式表示现现实的物体体和情景，，能最便捷捷的进行沟沟通、发现现问题。4.3.新增价值几个世纪以以来，设计计人员一直直在使用绘绘图和实物物模型的方方法，向项项目决策和和最终使用用者传递他他们的构思思。绘图变变成了标准准格式文件件（平面图图、立面图图、剖面图图以及详图图）。透过过其它文件件的补充（（规定施工工质量要求求、签订施工合合同），说说明、表达达设计意图。。4.3.新增价值—设计（1）几个世纪以以来，设计计人员一直直在使用绘绘图和实物物模型的方方法，向项项目决策和和最终使用用者传递他他们的构思思。绘图变变成了标准准格式文件件（平面图图、立面图图、剖面图图以及详图图）。透过过其它文件件的补充（（规定施工工质量要求求、签订施工合合同），说说明、表达达设计意图。。4.3.新增价值—设计（2）然而，设计文件的绘制制与编写一一直都是提提高项目整整合度和协协作度的最最大障碍，，因为，每每个工程都有成成百上千份份设计文件，这些文件是由不同的专专业人员独立完成的。由于没有有一个能有有效整合所所有专业信息以保证证数据完整整性的中央央储存库，，所以设计文件必须依靠人人力解读才才能相互联联系成为一一个可理解解的整体。。因此，如如何保证各各专业设计计的协作，，如何使设设计意图上上下沟通畅畅达，始终终是设计面对的的艰巨挑战。。同时也可以以看出，设设计过程中中面面对的的最主要的的问题之一一是管理问问题而非技技术问题。。4.3.新增价值—设计（3）新增价值一一：整合设计，，使各专业业的协作在在设计开始始就“自然然”地通过过中心数据据库实现，，无须具体体人员的参参与、组织织、管理，，设计中的的交流、沟沟通显而易易见，但基基本上不需需要任何成成本。4.3.新增价值—设计（4）新增价值二二：改变人们认认识建筑的的方式，通通过数字模模型更直接接、更快速速、更有效效、更准确确、更便宜宜。4.3.新增价值—设计（5）新增价值三三：增强了方案案、设计优优化的手段段。基于数数字化模型型可以对设设计进行：：设计—检查—协调修改—再设计的循循环过程，，直至在施工工之前解决决所有设计计问题，尽尽而消除设设计错误和和设计忽略略，减少施施工中的返返工成本。。4.3.新增价值—设计（6）先试后建。。基于数字字模型施工方案优优化是一个个重复的过过程，即““初步施工工方案-模拟-发现问题-更新方案””，直到在在真实施工工之前找到到一个最佳佳的施工方方法。其带来生生产方式的的转变包括括：4.3.新增价值—虚拟施工根据该建筑的设设计图纸，首先先将整个建筑分分解为柱、梁、、楼板和墙等主主要构件，并通通过三维构件模模型将它们的长长度、体积、重重量直接测量下下来。其次，针针对主要构件选选择施工设备，，确定主要的施施工方法。这样样，通过建筑构构件建模，可以以帮助施工者事事先研究如何在在现场进行构件件的安装和控制制。4.3.新增价值—建筑构件建模设计人员通过计计算机建立了一一个虚拟三维全全真模型。在该该模型中，设计计人员能比较直直观的绘制嵌入入伸臂桁架中钢钢筋和钢构件的的施工详图，并并精确的标示出出它们的位置。4.3.新增价值—建筑构件建模施工现场虚拟三三维全真模型可可以非常直观、、便利的协助计计划者分析现场场的限制，便于计划人员重点研究解决施施工现场整体规规划、现场进场场位置、卸货区区的位置、塔吊吊的位置及其危危险区域等问题题，找出潜在的问题题，制定可行的的施工方法。它它极大地提高了了效率，有效地地减少传统施工工现场布置审查查会议的次数，，及早发现施工工图设计和施工工方案的问题，，提高现场生产产率和施工安全全性。4.3.新增价值—施工现场建模通过虚拟三维模模型再现施工过过程，建立了伸伸臂桁架钢构件件的吊装路径和和危险区域，确确保了施工安全全。反复模拟车车辆进出现场状状况，确定了最最佳的行车路径径，避免频繁进出的的运输伸臂桁架架构建车辆与混混凝土搅拌车之之间的冲突。4.3.新增价值—施工现场建模施工方法通常由由建筑产品和建建筑设备的使用用决定，而施工工现场整体规划划、现场空间、、设备能力、设设备安装和拆除除的方法又决定定了施工设备的的选型。通过建模可以预预先了解设备生生产情况，便于于准确选型。4.3.新增价值—施工设备建模利用虚拟三维全全真模型将预留留孔洞和横梁的的位置关系显示示出来，并模拟拟出爬升挂靴的的插入状况，这这样就可以精确确的确定预留孔孔洞的位置，并并在爬架爬升前前，事先发现可可能存在的问题题，及时予以调调整。4.3.新增价值—施工设备建模临时设施是为工工程施工服务的的，它在现场的的布置将影响到到工程施工的安安全、质量和生生产效率。构建建临时设施虚拟拟三维全真模型型对承包商很有有用，它可以帮帮助承包商事先先准确的估算所所需要的施工资资源，评估临时时设施的安全性性，是否便于施施工，以及发现现可能涉及到设设计错误。4.3.新增价值—零时设施建模虚拟三维全真模模型可以将非标标准层的梁、墙墙体的尺寸、位位置非常直观的的显示出来，这这样就可以很容容易的计算出非非标准层需要模模板的数量和规规格。4.3.新增价值—临时设施建模虚拟原型技术能能在模拟系统里里全真运行整个个施工过程，项项目管理和计划划人员可以了解解每一步施工活活动。如果发现现问题，施工计计划人员可以提提出新的方法，，并对新的方法法进行模拟来验验证其是否可行行，这在虚拟施施工中叫做施工工试误过程，它它能够做到在建建筑工程施工前前绝大多数施工工风险和问题能能被识别，并有有效的解决。。4.3.新增价值—施工方法验证过过程模拟发现的许多问题，例如如，台模板没有有为柱的施工预预留工作面；塔塔式起重机和爬爬模之间有冲突突。发现这些些问题后，承包包商在施工之前前及时地做出了了调整，这样在在施工前承包商商对自己的施工工方法已经胸有有成竹。4.3.新增价值—施工方法验证过过程虚拟施工还提供供了可视化的施施工空间。施工工空间随着工程程的进展会不断断的变化，它将将影响到工人的的工作效率和施施工安全。通过过可视化的模拟拟工作人员施工工状况，可以形形象的看到施工工工作面、施工工设备位置的情情形，并评估施施工进展中这些些工作空间的可可用性、安全性性。4.3.新增价值—工作空间可视化化可视化的工作空空间与真实的施施工现场。4.3.新增价值—工作空间可视化化新增价值一：实现成本的动态控制制，成本控制更更加准确、费用用更低。4.3.新增价值—管理（1）4.3.新增价值—管理（2）新增价值一：将将每一个构件与与进度联系在一一起，就可以实实现建筑成本的的动态控制。新增价值二：为客户提供更为为个性化的虚拟拟样板间，降低低销售成本。4.3.新增价值—管理（3）4.3.新增价值—管理（4）使客户身临其境境感受整个建筑筑的氛围。4.3.新增价值—管理（5）实时查询居室空空间，如不同时时间房间内阳光光的真实变化。。4.3.新增价值—管理（6）亲身感受居室空空间，实时家居居布局。第五部分建筑业绿色产业业链绿色建筑发展高歌猛进，工程师们关注的重点已经不仅仅只是单个的绿色建筑，他们认为“一枝独秀不是春，满园春色才是春”。因此，绿色城市、生态城市开始应运而生。这是一个更大范围内、更系统化的实践可持续发展观。五.建筑业绿色产业业链绿色建筑呈点状状、分散的发展展方式，不利于于节能、节水、、节材、节地和和环境保护在更更大空间得以实实现，限制了新新材料、新产品品、新技术、新新工艺、新理念念等全方位的推推广。特别是在在我国，发展速速度缓慢，难以以根本解决我国国城市化、城镇镇化高速发展中中对的土地、能能源、水等资源源与生态环境，，不合理消费和和破坏的现状。。5.1.绿色建筑向生态态城市的发展1土地集约利用2生态环境保护3能源高效利用4资源可持续利用5绿色交通5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—生态城内容土地混合利用，，紧凑开发；公公共交通导向发发展；地下空间间开发利用；适适应性空间形态态。5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—措施（1）适应性城市设计计；城市通风；；净化水的湿地地廊道；城市噪噪声防治；开放放空间计划；生生态安全。5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—措施（2）资源能源评估；；减少常规能源源使用；积极使使用可再生能源源；提高能源效效率；智能能源源管理系统；制制定能耗定额5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—措施（3）水资源循环利用用；水资源管理理系统；分质供供水；废弃物物循环利用；废废弃物综合管理理系统；可再生生利用的材料；；废物能源转换换。5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—措施（4）综合性公共交通通系统：地铁、、内部轻轨环线线、快速公交系系统；慢行交通通：适宜的步行行网络、自行车车道系统。5.1.绿色建筑向生态态城市的发展—措施（5）作为一个完整的系统体系，城市成为资源利用和环境污染的焦点—而建筑则是一门具有全行业性影响的生态学，这是我们刚开始意识到的。过去我们过多的从建筑本身谈建筑、城市的绿色发展，而忽视了其上游、下游的相关产业。5.2.生态城市发展中中的问题要建设绿色建筑筑、生态城市，，要高效的利用用能源，包括能能源集约化利用用、可再生能源源利用、能源供供应体制创新，，这不是建筑行行业能解决的问问题5.2.生态城市发展中中的问题—能源高效利用水资源的有效利利用，建筑废物物及使用废物的的有效处理，也也不是建筑行业业独自能解决的的问题5.2.生态城市发展中中的问题—资源可持续利用用绿色建筑材料开开发要基于，基基础科学的发展展，及相应制造造行业和工艺水水平的提高，建建筑业需要与这这些行业共同来来开发。5.2.生态城市发展中中的问题—绿色材料的开发发基于产业生态学思想，即研究物理、化学和生物之间以及组成它们的内部各个要素之间相互作用相互影响的学科。换句话说，就是达到一个工业过程上产生的废弃物可当作原材料用于另一工业过程的目标。5.3.建筑业绿色产业业链的提出产业生态学实现现的途径一生物物新陈代谢。5.