西交大BIM建模-BIM基本知识

PBIM建模—Revit建筑设计1.2BIM的基本应用1.3BIM在国内外的发展现状1.4BIM主流软件简介CONTENTS目录1.1BIM概述BIM基本知识第1章学习目标BIM基本知识第1章学习目标(1)熟悉BIM的基本概念和应用。(2)了解BIM的主要特点。(3)熟悉BIM与Revit软件的关系。(4)了解BIM技术在国内外的发展现状。(5)了解BIM的软件产品。BIM概述1.11.1.1BIM简介

BIM由Autodesk公司在2002年率先提出，目前已在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为工程建设行业实现可持续设计的标杆。BIM概念和解决方案将是中国工程建设行业实现高效协作和持续发展的必由之路。1.1.1BIM简介从理念上说，BIM试图将建筑项目的所有信息纳入一个三维的数字化模型中。这个模型不是静态的，而是随着建筑全生命周期的不断发展而逐步演进的，从前期方案到设计、施工、建后维护、运营管理等各个阶段的信息都可以不断集成到模型中，如图1-1所示。图1-1建筑工程全寿命周期中的BIM1.1.1BIM简介因此，可以说BIM模型就是真实建筑物在计算机中的数字化记录。当设计、施工、运营等各方面人员需要获取建筑信息时，如需要图纸、材料统计、施工进度等，都可以从该模型中快速提取出来。BIM由三维CAD技术发展而来，但它的目标比CAD更为高远。如果说CAD是为了提高建筑师的绘图效率，那么BIM就是为了改善建筑项目全寿命周期的性能表现和信息整合。1.1.1BIM简介

从技术上说，BIM不像传统的CAD那样将建筑信息存放在相互独立的成百上千的DWG文件中，而是用一个模型文件来存储所有的建筑信息。当需要呈现建筑信息时，无论是建筑的平面图、剖面图还是门窗明细表，这些图形或报表都是从模型文件实时动态生成出来的，可以理解成数据库的一个视图。因此，无论在模型中进行任何修改，所有相关的视图都会实时动态更新，从而保持所有数据的一致和最新，从根本上消除CAD图形修改时版本不同的问题。1.1.1BIM简介在理解BIM时，需要阐明以下几个关键理念：

(1)BIM不等同于三维模型，也不仅仅是三维模型和建筑信息的简单叠加。虽然称BIM为建筑信息模型，但BIM实质上更关注的不是模型，而是蕴藏在模型中的建筑信息，以及如何在不同的项目阶段由不同的人来应用这些信息。三维模型只是BIM比较直观的一种表现形式。如前所述，BIM致力于分析和改善建筑在其全寿命周期中的性能，并使原本离散的建筑信息能够更好地整合。1.1.1BIM简介

(2)BIM不是一个具体的软件，而是一种流程和技术。BIM的实现需要依赖于多种软件产品的相互协作，有些软件适合创建BIM模型(如Revit)，而有些软件适合对模型进行性能分析(如Ecotect)或施工模拟(如Navisworks)，还有一些软件可以在BIM模型基础上进行造价概算或设施维护等。一种软件不可能完成所有的工作，关键是所有的软件都应该能够依据BIM的理念进行数据交流，以支持BIM流程的实现。1.1.1BIM简介

(3)BIM不仅是一种设计工具，更明确地说，BIM不是一种画图工具，而是一种先进的项目管理理念。BIM的目标是整个建筑项目周期内整合各方信息，优化方案，减少失误，降低成本，最终提高建筑物的可持续性。尽管BIM软件也能用于输出图纸，并且熟练的BIM用户可以达到比CAD方式更高的出图效率，但“提高出图速度”并不是BIM的出发点。1.1.1BIM简介

(4)BIM不仅是一个工具的升级，而且是整个行业流程的一场革命。BIM的应用不仅会改变设计院内部的工作模式，也将改变业主、设计、施工方之间的工作模式。在BIM技术支撑下，设计方能对建筑的性能有更高的掌控，而业主和施工方也可以更多、更早地参与到项目的设计流程中，以确保多方协作创建更好的设计，满足业主需求。在美国，已经有一些项目开始采取IPD这样的新型协作模式；而在我国，随着民用建筑越来越多地开始采取总承包模式，设计和施工流程逐渐整合，BIM逐渐发挥出它的价值。1.1.1BIM简介1.1.2BIM的基本特点可视化1.

可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化真正运用在建筑业的作用是非常大的。例如，对于经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上的线条表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是现在建筑业的建筑形式各异，复杂造型不断地被推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点儿不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路，将以往线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前，如图1-2所示。1.1.2BIM的基本特点图1-2可视化效果图（a）（b）1.1.2BIM的基本特点

在BIM的工作环境里，由于整个过程是可视化的，所以，可视化的结果可以用来汇报和展示，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都可以在可视化的状态下进行。1.1.2BIM的基本特点协调性2.在建筑物建造前期对各专业的冲突问题进行协调。由于各行业项目信息出现“不兼容”。例如，管道与结构冲突，预留的洞口没留或尺寸不对等情况；电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调，防火分区与其他设计布置的协调，地下排水布置与其他设计布置的协调等，使用有效BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案。1.1.2BIM的基本特点图1-3管道与结构冲突效果图1.1.2BIM的基本特点模拟性3.模拟性指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，如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟（见图1-4）、自然通风系统模拟（见图1-5）等；图1-5自然通风系统模拟效果图图1-4日照模拟效果图1.1.2BIM的基本特点1.1页.2嘉BI键M的基惧本特泡点优化性4.事实赤上整翅个设秒计、悼施工搜、运偿营的夸过程驶就是孝一个矿不断过优化研的过灰程，慨当然站优化棒和BI亡M也不存敞在实质端性的必肾然联系剩，但在BIM的基础改上可以储进行更盈好的优判化。优盒化受信赢息、复气杂程度河和时间膏的制约况。没有小准确的细信息无洽法做出泛合理的户优化结舞果，BIM模型提吴供了建险筑物实索际存在陵的信息巧，包括躺几何信捏息、物剥理信息夕、规则选信息，呜还提供商了建筑捎物变化妻后的实帐际存在凯。复杂穿程度高哥到一定令程度，想参与人塔员无法漫掌握所榴有的信楼息，必信须借助云一定的服科学技码术和设衫备的帮林助。1.1辰.2屠BI昨M的基本兄特点现代锯建筑酱物的巨复杂昌程度凭大多甜超过妨参与其人员岭本身塔的能禾力极酸限，BI东M及与其骨配套的销各种优简化工具另提供了涛对复杂偶项目进造行优化宣的可能壤，如图1-不6所示。图1-6优化性效果图（a）修改前（b）修改后1.1碰.2夹BI幸M的基本中特点可出图性5.BIM并不是覆为了出缴日常多和见的建蜘筑设计嚷院所出堂的建筑民设计图确纸及一松些构件狼加工的盈图纸，丝式而是通结过对建昨筑物进挥行可视室化展示陈、协调欺、模拟呼、优化运后，可讯以帮助溪业主打两印出如长下图纸住：(1)综合管防线图(经过碰凤撞检查戒和设计爬修改，膏消除了宝相应错至误以后)。(2)综合结戒构留洞眯图(预埋套才管图)。(3途)碰撞检宫查侦错尝报告和签建议改毅进方案锡。BI逃M的基压本应肺用1.斯21.木2.而1设计阶静段的应挥用BIM技术桂使建穗筑、诞结构咱、给鱼水排凡水、姿空调虏、电倾气等更各个惨专业滥基于榴同一取个模触型进袍行工拒作，咽从而巨使真应正意逐义上分的三绸维集唐成协线同设滑计成合为可品能。倾在二乓维图脊纸时滚代，冶各个饼设备楼专业蓄的管斗道综安合是饼一个缎烦琐板、费狸时的键工作育，做阅得不营好甚舍至经锄常引雾起施慕工中举的反园复变也更。耀而BIM将整谣个设红计整躺合到析一个萌共享灰的建府筑信枪息模辞型中万，结旨构与烤设备刊、设粗备与络设备戏间的宴冲突蚁会直卫接地搜显现闸出来包，通圣过BIM进行三付维碰撞蔽检测，汉能及时奥发现问决题并调俱整设计窜，从而未极大地当避免了烤施工中森的浪费导。1.普2.狱1设计西阶段也的应健用此外况，BIM技术故使得沟设计欲修改葱更容胆易。驳只要数对项崭目做牧出更纪改，胞由此携产生师的所雀有结驻果都税会在闹整个跪项目片中自眉动协彻调，肺各个典视图竟中的杂平、描立、阵剖面剥图自劳动修姐改，父不会途出现页平、签立、弹剖面挖不一堂致的路错误循，在舅建筑受设计染阶段血实施BIM的最终六结果一把定是所截有设计画师将其应应用到渔设计全弃程。但品在尚不磨具备全祥程应用畜条件的绿情况下称，局部栋项目、疏专业、畜过程的盼应用将垮成为未团来过渡早期内的天一种常厕态。因雀此，根筒据具体旨项目设使计需求姻、BI辟M团队肺情况晕、设董计周缓期等删条件评，可诵以选坏择在药不同诊的设问计阶存段中孕实施BIM。1.2服.1设计阶细段的应糟用对于设计师、建筑师和工程师而言，应用BIM不仅要求将设计工具实现从二维到三维的转变，更需要在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计理念。其最终目的是使整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效地实现节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。1.2唉.2施工阶壤段的应级用在施嗽工阶泽段，涂可以借通过BI狂M技术帽对施示工进掉行模侍拟，泛这是BI付M技术宅的重棵要应亮用之预一。妖模拟跑施工滴的目蛮的是蓝在施锡工前酿对施抽工整漆个过墓程进象行模判拟，茂分析酱不同荒资源感配置栽对工旁期的餐影响殃，综鸭合成猜本、类工期推、材裕料等肿得出艺最优据的建屈筑施河工方暖案，慈从而填减少特因为炊建筑性过程嘉中的期错误锡造成闸的成恒本浪秒费，拣甚至愁可以鸣帮助嫌人们畏实现俘建筑禾构件垒的直阔接无袄纸化剩加工凤建造业，实捡现整迎个施私工周戴期的哑可视摊化模杏拟与韵可视洞化管鞠理。羡施工练人员偶可以适迅速长为业震主制辈定展续示场损地使管用情议况或怖更新离调整垃情况竭的规璃划，姜从而鸭和业楼主进热行沟若通，生将施喘工过洗程对馋业主划的运浪营和雅施工泡人员突的影努响降致到最棵低。BI较M还能提奔高文档惯质量，凑改善施葡工规划裳，从而贫节省施姨工中在狭过程与盗管理问放题上投权入的时鞠间与资奥金。1.2涛.3运营阶饱段的应找用BIM自引气入我及国工冶程建充设领筒域以五来，轿带给访行业跌的变镰革不同仅体摔现在蚂技术捆手段炼上，漏还体带现在掩管理绍过程争中，遥并贯抛穿于虾建筑盐全寿弄命周易期，堆其价胃值逐丹渐被事认知附并日刷益凸吴显，斤对于名公共挪建筑矮和重封要设裹施而酱言，念设施陈运营矿和维料护方蹈面耗疯费的镰成本夜相当抢高。BIM的特点饰是，能输够提供谱关于建虚筑项目朽的协调沉一致、甩可计算火的信息鹊，通过脾在建筑阁寿命周烫期中时世间较长秧、成本缘瑞较高的今维护和全运营阶锤段使用既数字建言筑信息蹈，业主姜和运营姑商便可攀大大降睡低由于拖缺乏互慨操作性锁而导致良的成本圾损失。剖目前，扁在运营胖维护阶限段BIM的应桨用需埋求非场常大钳，尤半其是码对于先公共登设施虚维护低、重灯要设遗施维肝护，研如对乳公共连建筑领的能斥耗、望折旧谈、安竹全性命预测朱、物院业使没用、盏维护规、调子试手影册、战物业虎变化窑前的渗原始具信息现、建估筑使掉用情寒况或汗性能视，其株创造茎的价冻值不舅言而柱喻。1.历2.令3运营阶帖段的应对用最近几年，我国的建筑业技术发展很快，“甩图板”是中国建筑业发展历程中的一大飞跃，通过这项革命，从图板时代进入计算机时代，为中国建筑业的飞速发展奠定了技术基础。建筑信息模型为建筑行业领域带来了第二次革命，不仅实现从二维设计到三维全寿命周期的革命。最重要的是，对于整个建筑行业来说，BIM改变了项目参与各方的协作方式，改变了人们的工作协同理念，引发了建筑行业一次脱胎换骨的技术性革命。BIM理念正在逐步深入人心。1.惧3BI沃M在国内引外的发展现谋状1.3离.1顺BI得M技术在赤美国的易发展美国是较早启动建筑业信息化研究的国家，发展至今，BIM的研究与应用都走在了世界前列。目前，美国大多建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用点也种类繁多，且存在各种BIM协会，也出台了各种BIM标准。根据McGrawHill的调研，2012年工程建设行业采用BIM的比例从2007年的28%增长至2009年的49%直至2012年的71%，超过了建筑师(70%)及机电工程师(67%)。BIM的价值不断地被认可。有统计数据表明，近年来，美国建筑业300强企业中90%以上都应用了BIM技术。1.昨3.珍1谊B砍IM技术匪在美馋国的筑发展美国的经验告诉我们，虽然BIM这个被行业广泛接受的专业名词的出现及BIM在实际工程中的大量应用只有不到10年的时间，但是美国对这种技术的理论研究和小范围工程实践从20世纪70年代就开始了，而且一直没有中断过，佐治亚理工、斯坦福和宾夕法尼亚等大学在这方面做了大量的基础理论研究。如果从具有市场影响力的BIM核心建模软件来看，ArchiCAD是20世纪80年代的产品，BentleyArchitectire(TriForma)、Revit和DigitalProject则起始于20世纪90年代。1.姥3.棍1欣B孙IM技术在肆美国的重发展美国形成了一个BIM软件研发和推广的良性产业链：大学和科研机构主导BIM基础理论研究，经费来源于政府支持和商业机构赞助，大型商业软件公司主导通用产品研发和销售，小型公司主导专用产品研发和销售，大型客户主导客户化定制开发。1.3艇.2椅BI行M技术在策日本的乞发展在日本，BIM应用已扩展到全国范围，并上升到政府推进的层面，甚至有“2009年是日本的BIM元年”之说。大量的日本设计公司、施工企业开始应用BIM，而日本国土交通省也在2010年3月表示，已选择一项政府建设项目作为试点，探索BIM在设计可视化、信息整合方面的价值及实施流程。1.观3.赢2遮B胶IM技术驶在日旱本的吩发展日本软件业较为发达，在建筑信息技术方面也拥有较多的国产软件，日本BIM相关软件厂商认识到，BIM需要多个软件来互相配合，因此，多家日本BIM软件商在IAI日本分会的支持下，以福井计算机株式会社为主导，成立了日本国产解决方案软件联盟。此外，日本建筑学会于2012年7月发布了日本BIM指南，从BIM团队建设、BIM数据处理、BIM设计流程、应用BIM进行预算和模拟等方面为日本的设计院和施工企业应用BIM提供了指导。1.也3.链3突B租IM技术在崭中国的矿发展BIM在中国发展存在的问题1.近年纷来，BIM在国内川建筑业凭形成一戒股热潮仇，除了傲前期软匙件厂商祖的大声死呼吁外蒜，政府钥相关单星位、各糟行业协这会与专胃家、设窄计单位索、施工糊企业、撑科研院玻校等也别开始重钥视并推类广BI兵M。虽汪然BIM将是未嫩来建筑腾业发展惰的主流图方向，耳但BI音M的推罚广使彻用才修刚刚槐起步障。目煌前，庸国内BI资M的应用阳主要集溉中于项所目设计恰阶段，坡部分应摩用于施快工阶段解，维护沿管理阶哲段的应碰用很少低，如图1-8所示虚。BIM的功郊能没垦有充壁分发主挥，瓦这是距由BI察M处于推夹广阶段围的客观匀实际决拼定的：BI列M技术本伪身有待粉完善和饰发展；苹市场和盏行业还乎没有完档全接受BIM技术；赠与BIM相适应肆的管理偶思维、遣组织方椒式还没巩有形成处。1.3绢.3昆BI孙M技术航在中盼国的辣发展图1-8在项目中使用BIM的统计1.3想.3界BI幸M技术忧在中劝国的谦发展虽然BIM将成为下一代主流技术，但推广应用的大环境尚不成熟。与国外相比，我国现有的建筑行业体制不统一，缺乏较完善的BIM应用标准，加之业界对于BIM的法律责任界限不明，导致建筑行业推广BIM应用的大环境不够成熟。国内外专家普遍认为现有我国建筑行业体制、国内标准、规范的差异是推广BIM应用急需突破的障碍。设计方是使用BIM的先行军，但目前我国只有在一些相对比较大的设计院、比较复杂的工程或在前沿的业主要求下应用。1.3租.3咽BI背M技术在侮中国的革发展对一些比较小的设计院不利的问题主要是：设计单位使用BIM技术需投入一定的时间和资金来建立设计工作的新流程，培养具有BIM理念和技术的设计人员，同时要加大设施费的投入；设计方对于同一工种之间的协作设计基本都可以实现，但在不同工种之间进行协调存在一定的难度；建筑师和工程师设计理念的转变不容易。从2D设计到3D设计，从相对独立的设计到协同设计，实现BIM技术要求设计师们两个转变，思维定式在短时间里改变确非易事。1.原3.鸭3贸B稻IM技术互在中犹国的侵发展BIM的推广应用2.政府职能部门在BIM的推广应用过程中起着主导作用，需要政府职能部门将建筑行业内各参与者联系起来，从各参与方的角度综合考虑来推动BIM的推广，达到一个互利共赢的局面。另外，政府部门需要继续加大对建筑信息化的投入力度。1.3尺.3烂BI棉M技术在豆中国的徐发展对于BIM标准的统一和宣传，任何技术的推广都要从理念知识开始，目前在我国有一部分业主要求使用BIM，但是其对BIM的了解和认识只是处于表面，对其真正的核心价值认知比较肤浅，大多数从业人员对BIM还缺乏足够的了解，这就需要政府职能部门加大对BIM研究成果的宣传力度和推广。同时，积极开展国内BIM应用成功案例的经验交流，用BIM成功应用带来的高效率和高效益，充分调动建筑业界各方面尤其是受益最大的业主方的积极性。1.3迫.3谈BI请M技术肯在中券国的厌发展在国外BI级M已经让被普其遍推韵广且冲比较屯成熟学，其许中最岔主要蓄的一怀个原盯因就梢是国吵外针差对BI且M制定梳了统贺一的们标准砌，所婶以在BI谈M推行的蛾过程中箱，仅仅骄依靠建塞筑设计略企业加爷强BI谢M标准拜的研绑究是蠢不够土的。琴在美布国、蕉英国早、新疲加坡伐等发桑达国机家，滚都有鼓政府轻或行帽业协肌会在谈进行BI傍M标准爬的研麦究工盼作。践因为BI疲M标准不项只是针规对某一饿项目，顶还要兼酸顾整个信建筑行悦业的协殃作需求洽，需要限各项目志参与方它共同完饰成。政体府或行裹业协会尊的BI刚M标准将耍对建筑损设计企弹业开展BIM工作钉起到具指导惯性作克用。轿而企盗业需带要再镰结合离实践零经验但完善BI献M标准。误目前建葱立我国篮的国家BIM标准限，是护急需厌解决姥的问蚂题，胜也是BIM广泛僻推广宏的基哑础。1.挖3.目3长B支IM技术在磁中国的毙发展1.3税.3于BI忘M技术在道中国的饺发展BIM在我国的发展前景3.我国的荒建筑市制场仍然能处在黄宜金期，互大量的搁现代化船、高科钳技化的图新型建流筑出现质在人们校的眼前竭，但手衰工绘图置和计算富机绘图仆的习惯牵并没有瓜多大的县变化。源而BIM技术衡的到剪来不鸡仅仅秃只是声更换幼了一凝种绘曲图工芝具，蹲而是顾带来故了一汗种新础的思柳想。陕从小突的层巡寿次上维讲，世其将诸改变肾设计当人员刚的设模计习幕惯、瓜协同温模式移等；长从大送的方碑面讲框，其送将改锈变设肢计、纤施工溉、运茧营行黎业全镰企业流链的秧协同穴作业传模式猾、利外益分歇配等吐，从淘而极正大地籍促进受整个你行业这的进般一步晒资源乓优化丧整合凯。可木以相吓信，练传统丘制图览方式领会被输逐渐悦淘汰棋，以BIM为开端钢的设计过革命已庙经悄然琴开始，沸可以说菠建筑行汤业已经浅进入BIM设计悄应用枕时代宗。1.4BI看M主流骆软件梁简介1.机4.殃1雷B甚IM核心建坚模软件

BIM核心建模软件（BIMauthoringsoftware）是BIM之所以成为BIM的基础。换句话说，正是因为有了这些软件才有了BIM，也是从事BIM的同行要碰到的第一类BIM软件。因此，称其为BIM核心建模软件，简称BIM建模软件。1.陷4.洁1断B笨IM核心候建模龙软件

Revit建筑、结构和机电系列是Autodesk公司的BIM软件，针对特定专业的建筑设计和文档系统，支持所有阶段的设计和施工图纸，从概念性研究到最详细的施工图纸和明细表。Revit平台的核心是Revit参数化更新引擎，它可以自动协调在任何位置(如在模型视图或图纸、明细表、剖面、平面图中)所做的更改，这也是在我国普及最广的BIM软件。实践证明，它确实大大提高了设计效率。其优点是普及性强，操作相对简单。在民用建筑市场借助AutoCAD的天然优势，有相当不错的市场表现。1.4庸.1劝BI肥M核心建何模软件Ben晚tle挣y软件包颠括建筑雷、结构锤和设备迷系列，字在工厂痛设计(石油柜、化桶工、厨电力肉、医惜药等)和基举础设膜施(道路派、桥汗梁、旋市政气、水目利等)领域顾有无浅可争撕辩的展优势发。对于一鸡个项目禁或企业BI威M核心臣建模连软件功的确蜡定，滋可以絮参考舱以下粒基本谷原则糠：(1湖)民用否建筑坐用Au友to穷de优sk琴R宅ev悟it。(2颠)工厂陷设计件和基壮础设归施用Be膀nt毅le毒y。(3城)单专业笼建筑事疫务所可口选择Ar核ch崖iC渡AD、Rev功it、Ben立tle道y。(4套)项目走完全斯异形陪、预递算比塑较充圾裕的虹，可扯以选趴择Dig安ita轰lP勇roj尊ect或CAT潮IA。1.贱4.阻2其他类烂型的BI咐M软件BIM可视化软件1.有了BIM模型以后，对可视化软件的使用至少有以下优点：(3)可以在项目的不同阶段及各种变化情况下快速产生可视化效果。(2)模型的精度和与设计(实物)的吻合度提高了。(1)可视化建模的工作量减少了。1.4蚕.2其他类朽型的BIM软件常用的可视化软件包括：（1）3dsMax（2）Artlantis（3）Accurender（4）Lightscape1.那4.爷2其他株类型摘的BI福M软件BIM造价管理软件2.造价管理软件利用BIM模型提供的信息进行工程量统计和造价分析，由于BIM模型结构化数据的支持，基于BIM技术的造价管理软件可以根据工程施工计划动态提供造价管理需要的数据，这就是所谓的BIM技术的5D应用。国外的BIM造价管理软件有Innov