概念与分析原理讲座

BIM技术概述凃逸晨

2024/2/18公司简介

盖德软件科技集团有限公司东经天元REL北纬华元RNL互联立方isBIMAutodesk工程建设行业总代理及软件增值开发服务商

工程建设行业解决方案供应商及BIM服务商

国际领先的专业BIM咨询服务企业

BIM技术概述目录

Projectcase如何开展BIM技术的探索与实施基于BIM技术的3D、4D、5DBIM技术原理以及发展历程我们今天是如何工作的？一些低级错误不能使用我们可以避免错漏碰缺与不合理吗？如何精确监测施工质量？

施工进度如何控制和表达？我们能准确理解业主意图吗？可视化质量/安全规范施工图性能指标材料/成本信息信息在工程实施过程中的损失设计采购施工管理设计采购施工管理項目完成投标选标建筑物正式运作項目完成投标选标建筑物正式运作时间知识一个笑话…

赵子龙大战长坂坡的故事曹操：“传令下去，生擒赵子龙，不许放冷箭，要活的！”

“是！”士兵甲：“丞相有令，生擒赵子龙，不许放冷箭，要活的！”士兵乙：“丞相有令，不许放冷箭，生擒赵子龙，要活的！”士兵丙：“丞相有令，要活的！不许放冷箭！生擒赵子龙！”士兵丁：“丞相有令，要活的！不许放冷箭！抓赵子龙，要生擒！”

……士兵999#：“丞相有令，要活的！不准放箭，抓赵子龙，要申请！”士兵1000#：“丞相有令，要活命的，不许放箭和抓赵子龙！”

于是，赵云闯出长坂坡。业主想要的信息在工程实施过程中的损失设计师设计的图纸表达的施工完成的如何应对？大师之道——BuildingInformationModeling（BIM）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，可以为设计和施工中提供相协调的、内部保持一致的并可进行运算的信息。BIM是管好虚拟，现场管好；虚拟管不好；现场一定不好。Thequalityofthefirst(PhysicalAsset)isdirectlyproportionaltothesuccessofthesecond(VirtualAsset)BIM平台的哲学所有生命周期中的参与者可以接收、使用并且提供项目的信息，为工程项目实施提供全周期的支持与帮助。BIM与BLM的本质建筑设计行业现状工程建设过程：规划设计施工操作、维护、修理、改善、更新……(operation,maintenance,repair,substitution…)拆除建筑全生命周期管理BLM（Building

LifecycleManagement）20~100Years0.5~3Years建筑生命周期如何实现？BuildingInformationModeling(BIM)：基本概念：建筑信息模型化（扩展为“工程项目信息模型化”），是在建筑（或工程项目）全生命周期内生产和管理工程数据的过程。BIM的载体：是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，该模型可以为设计和施工提供相协调的、内部保持一致的、并可进行运算分析的信息。1.了解BIMBuildingInformationModeling(BIM)：2.理解BIM实现BIM的工具：新型的3D设计、分析、模拟软件工具，新型的项目协同与数据管理软件工具……。BIM不是软件，是一个概念（或理念）、是一个可以提升工程建设行业从策划、设计、施工、运营全产业链各个环节质量和效率的系统工程。3.创建BIM3D参数化建模——创建阶段的BIM基本概念：有别于传统AutoCAD二维表达方法的一种全新的三维创建方法。特点：全新的专业设计工具、实时的三维可视化、更先进的协同设计模式、由模型自动创建施工详图底图、工程量数据、一处修改处处更新、配套的分析、模拟设计工具。BIM包含3D

但BIM≠3D4.运用BIMBIM的特征：（1）可视化（Visualization）：建筑描述通俗化、三维直观化，项目管理者和业主等非专业人员对项目判断更为明确、高效，决策更准确（2）协调（Coordination）：专业内多成员间、多专业多系统间的三维协同

，避免不必要的设计、理解错误，提高工程质量和效率（3）模拟（Simulation）：将建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾（4）优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得工程优化成为可能，这点对目前越来越多的复杂造型建筑尤其重要（5）出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度保障工程设计出图的准确、高质量。BIM能做什么？BIM在AEC产业链中的价值BIM在项目各阶段的典型应用分析：设计阶段施工阶段运营阶段设计投标、4D模拟异型造型设计施工图设计管线综合设计建筑性能分析虚拟现实、展示招投标阶段虚拟现实展示管线综合设计

4D模拟BIM顾问咨询投标、虚拟现实施工方案展示深化设计4D模拟:施工进度机电工程算量材料及工程管理设备管理维修记录项目改造4D模拟虚拟现实设计院施工企业物业管理业主如何从BIM中获益？BIM在项目各阶段的典型应用分析：设计阶段施工阶段运营阶段设计投标、4D模拟异型造型设计施工图设计管线综合设计建筑性能分析虚拟现实、展示招投标阶段虚拟现实展示管线综合设计

4D模拟BIM顾问咨询设备管理维修记录项目改造4D模拟虚拟现实设计院施工企业物业管理业主项目投标、虚拟现实施工方案展示深化设计4D模拟:施工进度机电工程算量材料及工程管理业主/开发商规划设计师项目经理建筑师结构工程师水暖电工程师供应商总承包商施工出图分包商物业管理BIMBIM在AEC产业链中的位置“创新杯”——建筑信息模型设计大赛

济南中海广场—环宇城BIM设计全纪录华艺设计顾问有限公司案例二：BIM技术概述目录

Projectcase如何开展BIM技术的探索与实施基于BIM技术的3D、4D、5DBIM技术原理以及发展历程1、二维图纸设计时代

2、三维模型设计时代（1）向工业造型软件学习（2）像汽车一样建造（3）工业造型软件的不足（4）向机械制造软件学习

3、建筑信息模型的出现BIM技术原理以及发展历程1、二维图纸设计时代

古埃及底比斯车城住宅剖面图（公元前1440年）

2、三维模型设计时代（１）、向工业造型软件学习ａ．工业造型设计类的常用软件有犀（Rhino）、Alias、玛雅（Maya）、3Dmax等等。ｂ．数年前，世界上一些先锋建筑师正在探索如何用借鉴工业造型设计软件进行三维设计，例如格雷格·林（GregLynn）、本纳赫·弗兰肯（BernhardFranken）、纽约CAP设计小组（ContemporaryArchitecturePractice）以及dECOi设计小组等等。ＣＡＰ小组采用玛雅（Maya）设计的迪拜高层住宅

（２）、像汽车一样建造无纸化制造（PaperlessManufacture）

无纸化制造是指在整个设计制造过程中，信息传递不再是依靠传统的二维图纸，而是直接通过计算机数字信息传递完成加工、装配和检测，实现最后的产品。a、无纸化汽车设计制造b、无纸化建造实例分析（３）、工业造型软件的不足数字化建筑师们实现了三维设计和无纸化建造，但是他们的三维电脑模型所包含的信息量仍然是有限的。在他们那令人眩目的各种建筑电脑模型中，所传达的信息是唯一的，那就是“视觉信息”，犀牛等工业造型软件实际上只是为建筑师提供了一个强大的形态研究工具，可以帮助建筑师虚拟出各种各样的空间形态，但这些软件建立的模型在容纳更多信息量（如面积、材料、重量、受力等等）上却无能为力。

（４）、向机械制造软件学习机械制造类的常用软件有Catia、AutodeskInventor、SolidWorks、Pro/E等；机械制造软件的四个发展历程：１、贝塞尔曲线算法－－CATIA２、实体造型（Solidmodeling）－－I-DEAS３、参数化实体造型（parametricsolidmodeling）－－Pro/E、Inventor４、变量化实体造型技术（VariationsolidmodelingTechnology）

3、建筑信息模型出现（１）概念:

所谓建筑信息模型（BIM），英文全称是BuildingInformationModeling，我们可以这样简要地描述它：通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何形信息，如建筑构件的材料、重量、价格等。（２）本质：建筑信息模型的出现并非偶然，而是顺应整个设计制造行业发展潮流而生，它与机械制造行业的计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）技术发展密不可分。建筑信息模型从实质上是借鉴了机械制造领域三维CAD技术发展的第三阶段成果，即参数化实体造型技术

（4）众多的ＢＩＭ软件（5）BIM的四个基本概念参数化模型构件关联性设计参数驱动形体设计协作设计

a、参数化设计参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计，建筑信息模型是由无数个虚拟构件拼装而成。其构件设计并不需要采用过多的传统建模语言，如拉伸、旋转等，而是对已经建立好的构件（称为族）设置相应的参数，并使参数可以调节，进而驱动构件形体发生改变，满足设计的要求。

参数化设计更为重要的是将建筑构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟，并进行相关数据统计和计算。在建筑信息模型中，建筑构件并不只是一个虚拟的视觉构件，而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性，如材料的耐火等级，材料的传热系数，构件的造价，采购信息、重量、受力状况等等。例如，在建筑信息模型中，梁与墙是不同属性的构件，梁的属性对话框里将包含其尺寸大小以及各向受力等数据，而墙的属性则是完全不同于梁。过参数定义属性的意义在于可以进行各种统计和分析，例如我们常见的门窗表统计，在建筑信息模型中是完全自动化的，而参数化更为强大的功能是可以进行结构、经济、节能、疏散等方面的计算和统计，甚至可以进行建造过程的模拟，最终实现虚拟建造。b、构件关联性设计

构件关联性设计是参数化设计的衍生。当建筑模型中所有构件都是由参数加以控制时，如果我们将这些参数相互关联起来，那么我们就实现了关联性设计。换言之，当建筑师修改某个构件，建筑模型将进行自动更新，而且这种更新是相互关联的。例如，我们在实际工程中经常会遇到修改层高的情况，在建筑信息模型中，我们只要修改每层标高的数值，那么所有的墙、柱、窗、门都会自动发生改变，因为这些构件的参数都与标高相关联，而且这种改变是三维的，并且是准确和同步的。我们不再需要去分别修改平立剖。（图14）关联性设计它不仅提高了建筑师的工作效率，而且解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。

c、参数驱动建筑形体设计

参数驱动建筑形体设计是指通过定义参数来生成建筑形体的方法，当建筑师改变一个参数，形体可以进行自动更新，从而帮助建筑师进行形体研究。参数驱动建筑形体设计仍然可以采用定义构件的方法实现。体量在Revit中，还有另外一种方便的工具—体量。体量设计更加接近建筑师的工作模式，建筑师可以从体量推敲做起，而不必关心体量与尺寸参数的关系，当体量推敲满意后，再为体量附着上具有真实属性的建筑构件，例如给形态附着幕墙、墙、楼板等。体量模式较为强大的功能还在于，当我们再次修改体量时，原先附着的建筑构件可以相应更新。这实际上实现了“先形状后尺寸”的设计方式，其技术思想与“变量化实体造型技术”较为接近。

d、协作设计

在以往，我们理解的协作设计通常是建筑专业与结构水暖电的专业协作。而今天，随着建筑工程复杂性的增加，跨学科的合作成为建筑设计的趋势。在二维CAD时代，协作设计缺少一个统一的技术平台，但建筑信息模型为传统建筑工种提供了一个良好的技术协作平台，例如，结构工程师改变其柱子的尺寸时，建筑模型中的柱子也会立即更新，而且建筑信息模型还为不同的生产部门、甚至管理部门提供了一个良好的协作平台，例如施工企业可以在建筑信息模型基础上添加时间参数进行施工虚拟，控制施工进度，政务部门可以进行电子审图等等。这不仅改变了建筑师、结构工程师、设备工程师传统的工作协调模式，而且业主、政府政务部门、制造商、施工企业都可以基于同一个带有三维参数的建筑模型协同工作。SO~如果说，十多年前我们抛弃绘图板，转向计算机辅助绘图是一次进步的话，那么，今天我们采用建筑信息模型进行辅助设计应称得上是一次飞跃和革命。建筑信息模型通过参数化实体造型技术使计算机可以表达真实建筑所具有的信息，信息化的建筑设计得以真正实现，这就突破了千百年来用抽象的视觉符号来表达设计的固有模式。在这瞬息万变得信息时代，我们需要转变固有的设计思维模式，从传统的二维设计走向三维信息化设计，让计算机成为真正的设计工具。诚然，就目前的各种BIM软件而言，与机械行业相比较还有一定的差距，某些工具模块还有待改进，但这并不能阻碍BIM发展的潮流，它将不受个人好恶和思维习惯的束缚而向前推进，从而将深刻影响我们的设计方法和设计模式。BIM技术概述目录

Projectcase如何开展BIM技术的探索与实施基于BIM技术的3D、4D、5DBIM技术原理以及发展历程应用软件及解决方案：Autodesk®Revit®ArchitectureAutodesk®Revit®StructureAutoCAD®Civil3D®Autodesk®Navisworks®Autodesk®3dsMax®Autodesk®AutoCAD®Microsoft®Project®

土方量采用Civil3D建模自动计算，与实际工程的土方量相符。2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛高效的计算使设计师的工作效率大大提高。2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛进度模拟2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛将施工进度等信息（Project）导入BIM模型，建立4D施工信息模型。综合工程进度、人力、材料、设备和场地布置的动态集成管理及施工过程，形成动态、集成和可视化的4D施工管理。2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛远程监控将BIM模型与施工信息相结合，即可实现四维施工模拟，起到实际指导施工的作用。1.通过它可以直观地体现施工的界面、顺序，从而各专业施工之间的施工协调变得清晰明了；设备吊装方案及一些重要的施工步骤，现在都可以用四维模拟的方式很明确地向业主、审批方展示出来。2.在施工质量与进度控制方面，施工过程中将BIM与数码设备（3G、WIFI网络）相结合，实现异地远程的监控模式，项目各参与方的负责人都能在第一时间了解现场的实际情况，更有效地管理施工现场，监控施工质量。这种模式使现场管理人员不用花费大量的时间进行现场的巡视监控，而是腾出更多的精力用于对现场实际情况的提前预控和对重要部位的严格把关等准备工作。这不仅提高了工作效率，减少了管理人员数量，还可以帮助管理人员尽早发现并防止质量问题的发生。2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛无线接入器网络摄像机交换机路由器Internet异地远程监控无线接入器监控前端无线信号监控终端信号传输本地监控2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛本地及桥梁下部构造施工阶段2012—“创新杯”建筑信息模型BIM设计大赛施工模拟2012——创新杯桥梁上部构造施工阶段施工模拟进度实时反馈技术现场实时监控反馈技术实现项目信息化反馈以及便携设备应用利用电子标签RFID，工地的工作进度便能实时反馈到平台，让项目团队能更有效地管理。电子标签与无线射频技术RFID简介RFIDPrinterRFIDTagRFIDReaderTransformthesitedataintodigitizedcorporateinformationandknowledge实时工地进度报告(BIM和无线射频的整合)实时工地进度与计划进度比对报告从5D应用看BIM在工程全生命周期的价值香港房屋署BIM实施情况自

2006年,香港房屋署（HA）应用BIM于:房屋署计划

2014/2015

前所有新的项目必须基于BIM模式完成设计.设计绿色建造场地规划施工安全模拟QSBIM背景及过程香港房署工料测量部门预见BIM是未来的方向，定下要在2012开始实施BIM于工料测量范畴。在2011年9月和isBIM进行为期2天的可行性工作坊。在2011年12月选定试点项目，香港沙田水泉澳项目。在2012年2月和中国建筑及isBIM进行为期9个月的第一阶段QSBIM

5D合作项目。在2012年7月获得香港房署创新奖及香港AUTODESK的BIM大奖在2012年7月在香港发布QSBIM解决方案目前项目涵括之工程种类为:专案总造价共计13亿港币目前项目涵括之工程造价

共计3亿港币亚太区首个实际5D案例香港沙田水泉澳公租屋项目QSBIM

5D专案地基工程混凝土工程土方工程地下管道工程本项目之发展重点为利用BIM蕴含之信息达至下列目标:QSBIM

5D项目目标提升效能，提高生产力提高数据准确性改善工程各方交流BIM解译Building

Information(IT)Modeling

Interoperability

异质软件系统(互用+标准)建模程序SOP化/流水线…Infrastructure(私有云IDC虚拟化+3D文檔管理GPU化+3D渲染GPU化+…ManagementERP介接设计(Oracle;SAP;用友…..Information

数据库+前台3D设计+后台ERP整合->3D算量+4D+5DMobility2D/3D行动协同设计平台化(HTML5)Business

高管经营效率数据可视化呈现Intelligent(智能化:标签+可视化图型+智能终端设备+Internet(互联网)Innovation(创新工法)采购物联网321手动量度图纸数据将量度得出之呎吋综合至电子表格或其他报表进行项目造价估算及营造款项审批传统工料测量步骤行业挑战设计意图与造价数据没有数据关连管理造价、查询造价数据极为困难BIM算量挑战不统一的建模方法会产出不稳定的数据必须遵循行业或企业标准算量法进行算量BIM化工料测量流程分析模型与文档标准建筑信息分类编码规