BIM技术在中国建筑领域的应用

BIM技术在中国建筑领域的应用

BIM是近年来在计算机辅助建筑设计领域出现的新技术，它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础建立完整的、高度集成的建筑工程项目信息化模型，从而在建筑工程设计、施工及管理等整个生命周期内，提高建筑工程的信息化、集成化程度。从BIM概念的出现到现在，BIM已经以极其强势的姿态进入到了建筑业的千家万户。随着建筑技术的迅速发展，建筑信息化已经是势不可挡的趋势。BIM就是建筑信息化的一场前所未有的革命，这场革命将为整个建筑业提供一个跨越式发展的契机。无论是国家政策，还是建筑技术发展的需要，BIM都将成为一个推动企业向前发展的利器。效率和质量就是企业的生命，而能全面提高效率和质量的BIM将给企业一个全新的生命，让企业在这场革命中脱颖而出。

主要内容BIM技术应用BIM技术认识BIM技术内涵BIM技术作用BIM技术管理结束语壹BIM技术内涵BIM技术应用BIM技术认识BIM技术作用BIM技术管理结束语1.1BIM技术基本概念◆BIM的含义：BuildingInformationModel，即建筑信息模型。BuildingInformationModeling，即建筑信息模型及其应用。是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程，是以三维模型为基础，集成了建筑项目规划设计、施工和运营维护各阶段工程信息的数据模型，从根本上解决各阶段应用系统间的信息断层问题。数字模型可以是3D、4D、5D、...的模型。3D=三维模型，4D=三维模型+时间，5D=三维模型+时间+成本。

BIM是技术：建筑信息模型首先是一种技术，是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。

BIM是方法：建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。1.2BIM在企业中的定位

BIM作为一项施工新技术，其提升施工企业技术含金量和核心竞争力的作用已得到了普遍认同。但BIM不仅仅是一项技术上的创新，它在实现企业标准化、精细化和信息化管理上还能发挥更大的作用。◆BIM是施工企业项目管理的基础信息平台。◆BIM是施工企业提高技术水平的有力工具。◆BIM是施工企业未来生存发展的基本条件。1.3BIM能力

BIM能力的三个方面◆信息——信息共享能力，是BIM的核心。◆

人——协同工作能力，是BIM的应用过程。◆工程——专业任务能力，是BIM的目标。

◆ERP→企业◆BIM→工程1.3BIM与ERP的关系

◆CAD→基本上一个软件就可以解决问题；只改变了生产的工具，没有改变生产的内容；更多地表现为个体运动，一个人使用就可以提高工作效率，使用者就是利益的获得者；成果是表态的、平面的，纸张可以作为承载和传递的媒介。◆BIM→需要一组软件才可以解决问题；既改变了生产的工具，又改变了生产的内容；更多地表现为团体运动，越多的项目成员使用价值越高，使用者和利益获得者不一定一致；成果是动态的、多维的，必须借助电脑和软件来承载和传递。1.4BIM与CAD的关系贰BIM技术管理BIM技术应用BIM技术认识BIM技术作用BIM技术内涵结束语2.1BIM战略决策规划

BIM需要一个明确的、有规划性的发展策略。

短期规划：创建BIM团队，建设BIM平台。

中期规划：深度挖掘BIM价值，全面推广BIM技术。

长期规划：BIM技术在企业项目中的全面运用。

企业根据实际情况选择适合内部发展的组织形式。全员参与：技术人员分批参与BIM培训，在项目实践中不断提升以达到全面推广的目标。专设部门：专设BIM研究部门，不断挖掘BIM价值，通过试点项目的示范来实现企业内逐步推广的目标，二者结合：既能兼顾BIM研究的高速又能实现BIM运用的广度。

BIM外包：把BIM的专业需要外包给专业公司，短期内即可满足项目需求目标。2.2组织形式

1、委托专业公司进行BIM技术培训。

2、引进和挖掘专业的BIM人才，作为企业发展的种子。

3、派专人与有经验的企业进行技术交流学习。4、收购整个BIM技术团队或提供第三方服务的IT公司。

学习BIM不难，难的是让有经验的人学习BIM。BIM人才必须具备建筑、机电安装、钢结构等实际施工经验和软件操作能力。2.3人才培养和团队建设1、BIM钢结构软件：AutodeskRevitStructures;BentleyStructures;TeklaStructures;AECOsimBuildingDesigner;AllplanEngineering2、BIM建筑幕墙软件：AutodeskRevitArchilecture;ArchiCAD;CATIA;BentleyArchitecture;AutoCADArchitecture;AECOsimBuildingDesigner3、BIM机电软件：AutodeskRevitMEP;AutoCADMEP;MagiCAD;DigitalProject;AECOsimBuildingDesigner4、BIM分析模拟评估软件：鲁班项目基础数据分析系统（PDS）;AutodeskEcotect;AutoCADCivil3D;AutodeskGreenBuildingStudio;ArchiCAD;AECOsimEnergySimulator;ConstructSim5、BIM算量软件：鲁班算量系列；广联达算量系列6、BIM综合应用软件：广联达模型检查产品GMC;Navisworks;Navigator;ProjectWise2.4软件配置

电脑硬件配置、网络搭建必须紧跟BIM发展的步伐。

通过云计算技术，将BIM设计软件集中在数据中心，通过云终端将设计界面发送到每个设计师，而所有的存储都集中在数据中心的设计平台内。这样可以使设计文件在一个高速的云内运转，大大提高协同效率，并且这种云技术采用远程桌面协议，只要支持这种协议的终端设备都可接入，有天下一定的处理能力、一定的互联网带宽，哪怕你的电脑没装过设计软件，都可以直接参与设计。通过更高级的集群云技术，使终端能得到超越单台服务器计算能力的性能，通过轻量级的模型转换程序，结合ERP、项目管理、维护服务（应用集群）等实现贯穿设计-施工-维护的BIM全生命周期的应用。2.5硬件配置

1、制定统一的建模标准。

2、划分合理的工作界面。3、选择合理的工作集划分。

BIM建模流程的建立，规范BIM建模效率，为BIM技术应用打下坚实基础。工作集标准的制定大幅度提高各专业工作效率，在超大型项目中的作用更为显著。2.6标准流程

4、制定完善的工作流程。

BIM的技术流程对项目中BIM的应用有着至关重要的作用，BIM技术的应用将贯穿于整个项目中。叁BIM技术作用BIM技术应用BIM技术认识BIM技术管理BIM技术内涵结束语

BIM的作用

◆BIM技术的核心就是解决信息共享问题。◆BIM的作用是使建筑项目信息在规划、设计、建造和运行维护全过程充分共享，无损传递，为建筑从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。◆BIM的提出和发展，除了在技术上对建筑行业行为进行改革和创新外，更是对传统的行业模式和管理方式的挑战。

◆近期BIM应用价值1、个人工作质量和效率的提升：提高个人工效和工作质量，主要应用3D模拟、4D模拟、工艺和方案比选优化，消除现场工艺冲突，工程量自动计算；2、部门工作质量和效率的提升：提高部门和团队的效率和工作质量，主要应用于深化设计（特别是钢结构、机电安装等），施工场地布置和平面管理，施工工作面资源管理（劳动力、材料、设备），支持预制加工生产等。3、部门/项目级简单协同工作：利用BIM的可视化特点实施优化管理，开展基于BIM模型的可视化会议决策、技术讨论、方案比选等，实现简单的协同工作。

◆长期的BIM应用价值目前阶段，针对长期的BIM价值远没有挖掘出来。随着更多的基于BIM的应用软件的开发，更多的单位和机构应用BIM技术，BIM未来将表现出整个行业的工作方式、价值链的重新分配等重大变革。具体表现在：1、施工过程的规范和可控：随着BIM的广泛应用，使设计和施工过程大量工作和工艺过程被量化、数字化、参数化、信息化，使精确的建造成为可能，设计检查、施工进度监控、施工工艺组织、方案优化、资源分配、成本核算等以前无法精确管理的施工生产活动将变得容易和规范，更容易实现项目预定的工期、质量、成本目标。

2、项目管理的重大变革：随着BIM的深入应用，建筑施工行业将进入信息化时代，BIM的应用将使工程项目和企业能方便、准确地获得来自施工生产第一线的进度、资源、成本、质量等信息，并加以整合，结合管理流程再造，精确高效开展决策，同时利用信息平台实现各项管理活动和参与主体的协同工作。3、行业利益重分配：BIM在建筑全生命周期的应用，将带来各阶段建设费用的大大降低，同时也更加规范和透明。施工行业目前存在灰色收益将慢慢收窄，取而代之的是更加规范合理的市场竞争和成本收益分配格局，建筑单位将在更加有序的公平的市场环境中开展施工生产活动。

《施工企业BIM应用研究报告2012》调查结果显示

◆BIM对施工阶段技术提升最大的四个价值为：1、辅助施工深化设计或生成施工深化图纸；2、利用BIM技术对施工工序的模拟和分析；3、基于BIM模型的错漏碰缺检查；4、基于BIM模型的实时沟通方式。◆

BIM对施工阶段管理和综合效益提升的价值为：1、可以提高总包管理和分包协调工作效率1-10%；2、可降低施工成本1-10%；3、可以缩短工期10-20%。

BIM——节约

BIM技术应用可有效减少能源和资源消耗。美国斯坦福大学整合设施工程中心（CIFE）根据32个项目总结了使用BIM技术的以下优势。◆消除40%预算外更改；◆造价估算控制在3%精确度范围内；

◆造价估算耗费的时间缩短80%；◆通过发现和解决冲突，将合同价格降低10%；

◆项目工期缩短7%，及早实现投资回报。

BIM——缩短决策周期。

设计阶段：1、BIM——与业主沟通更容易。2、BIM——专业协调，更早发现错误。3、BIM——支持绿色建筑设计。

用户景观视线分析；日照分析；光环境分析（自然采光、人工照明）；建筑内部及外部风环境分析（风速、风压）；建筑内部及外部噪音分析；热环境（热工）分析（温度、湿度）；建筑能耗分析；建筑内部舒适度分析。

概预算：BIM——改变传统的预算模式。改变照蓝图“扒筋算量”的核算方式

经营投标：BIM——展示技术能力。

施工设计-机电深化设计：1、直观、容易发现问题；2、利用软件碰撞检查功能，查找容易忽略的问题。

施工设计-钢结构安装流程

施工设计-节点深化。复杂结构节点深化，提前发现施工可能出现的问题。

施工管理-BIM放样

施工管理-施工阶段，BIM-4D施工模拟、过程控制、精细化管理

施工方案模拟：通过三维动态模拟，使施工方案变得更易理解，提高了相互间的沟通效率。钢结构预安装模拟：通过BIM模拟减少了实际预安装次数，提高整体工作效率。

施工管理-组织和协调

可视化沟通协调：利用BIM进行三维环境下的技术交流，减少各方的沟通障碍，提高工作效率。

BIM-运行维护管理

BIM-全面支持工业化建造

工程建造要求避免质量、功能等问题。BIM-早发现问题，早解决问题，减少损失。肆BIM技术应用BIM技术作用BIM技术认识BIM技术管理BIM技术内涵结束语4.1设计阶段设计阶段：BIM与业主沟通更容易，通过虚拟漫游，让业主身临其境。方案调整：利用BIM技术虚拟漫游，进行方案论证和调整，形成最终方案。风环境模拟室内采光模拟人员疏散模拟电梯垂直运输模拟地下车库停车模拟

在工程招投标时，接收业主或设计单位已建立的工程BIM模型，或自行建立BIM模型，进行设计分析与施工优化。

◆通过碰撞检查和施工模拟，将设计和施工方案审查前置；

◆基于BIM和虚拟现实技术进行施工方案的优化，大大降低施工过程中错误和变更的可能；

◆利用BIM模型及其包含的各种工程信息，以直观的表现、准确的数据和精细的方案，清晰充分地向业主表达施工策划。

◆基于BIM模型，对拟投入的人力、材料、机械进行定量分析，合理充分配置资源。4.2招投标阶段

图纸检查：利用BIM的三维技术在施工前进行碰撞检查，优化工程设计，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工。

模拟施工、有效协同：三维可视化功能再加上时间维度，可以进行可视化的施工过程模拟，以分析不等高同步攀升，合理组织流水施工。

资源投入分析：将BIM模型，结合进度计划形成各阶段的人、材、机的需求信息，优化劳务人员和材料的分配，辅助编制科学合理的资源投入计划。

施工单位在工程投标时建立工程BIM模型，并在技术标书中充分利用BIM模型的三维表现力及其包含的各项工程技术信息，提高标书的表现形式，以直观的表面，准确的数据，精细的方案设计提高投标书的质量，充分表现投标单位的技术实力和对拟投标项目的设想，创造高的中标机会。投标工作开始后，为了在标书的各个环节应用BIM，首先要建立工程BIM模型。投标建模应区别于设计建模和施工阶段建模，为了快速建立模型，一般模型精度不宜太高，重要部位可以建到构件级。为了体现施工方案和工艺措施等，施工场地、临时设施及重要大型设备等也要建模。

基于BIM技术提高技术标书表现效果

深化设计阶段，针对工程的不同需要，分别开展以下技术应用：1、基于BIM的节点设计；2、多专业管线综合；3、结构和管线预装配检测；4、建筑工厂化集成管理。

4.3深化设计阶段

节点详细设计可以展现复杂节点内部构造情况，辅助钢筋绑扎的流程设计，提前发现施工可能出现的问题。

利用BIM相关软件对结构设计和机电设计等中可能发生的空间冲突情况，进行各构件和专业管线之间的精确碰撞检测，及早发现问题，通过专业协调，不断调整管线的空间布置，以达到最合理的综合排布效果。4.4施工阶段

在施工阶段，将BIM模型与WBS（工作分解结构）、进度计划关联起来，用于施工过程模拟、管理与优化。

施工过程的BIM应用包括：动态进度管理、动态资源管理、造价管理、质量与安全管理、三维可视化交底、施工方案的模拟与优化、虚拟建造等。通过建立样板间BIM模型，展示施工效果，提高与业主沟通的效果，避免现场返工。针对大型设备和运输和吊装，实现全过程的前置模拟，分析施工方案的合理性，避免事故的发生。BIM技术交底会使项目的沟通、讨论、决策都在三维可视化的状态下进行，也使管理人员和工人更直观的理解施工工艺，避免了盲目施工，对项目质量控制起到了显著作用。质量管理物资管理安全监控进度管理多参建方协同管理预算管理材料采购管理基于BIM的建筑工厂化预制加工管理系统4.4运营维护阶段运营维护阶段BIM应用的核心是建立一个基于BIM的信息集成系统平台，将工程三维模型及其相关信息（包括设备参数、物业管理运营要求等方面）导入系统中，交付业主一个虚拟的数字化建筑，为建筑运营期间设备设施的管理与维护提供全面、高效的信息化管理平台及技术支持，发挥BIM对于业主方最大的效益。利用BIM技术，对构件的维护维修情况进行详细的记录，通过对维护维修信息的分析，从而提供更好的维护维修方案。移动设备扫描贴在设备上的二维码，读取二维码中的信息，从而获取该设备的相关信息，为施工及维修人员提供支持。

通过系统对需维护维修的构件扫描二维码，即时查看相关构件的上下游构件，对应急事件做出回应、处理。伍BIM技术认识BIM技术作用BIM技术应用BIM技术管理BIM技术内涵结束语

◆大多数人偏向于把BIM定位为一个设计软件，将它理解为一个三维模型。◆有些工程应用中的BIM模型除了几何尺寸和基本属性外，没有足够的BIM信息。◆仅仅把BIM技术作为科研立项内容，得到研究成果后束之高阁，后续推广的力度不够。◆将BIM当作一个技术工具，仅仅完成管线综合、碰撞检查等简单任务，未与企业内部管理流程相联系。◆过分夸大BIM的作用和价值，对其期望值过高。◆BIM团队和施工专业团队没有很好融合，存在两层皮现象。认识误区

软件功能上还不完善，软件之间数据交互困难。

◆国外BIM软件

AUTOCAD、BENTLEY、OpenBIM联盟的BIM软件等：

优势：高投入研发、系统性强。不足：不符合国情（规范、习惯）。◆国内BIM软件

PKPM、广联达、理正、同望、鲁班、天正、探索者等。

优势：专业功能强、符合国情。

不足：研发投入。BIM软件问题◆专项应用多、集成应用少；◆BIM应用标准缺乏；◆与施工项目管理结合少。BIM应用方面◆施工现场人员：较少有机会系统学习BIM，普遍没有BIM软件操作能力；◆BIM技术人员：目前大多BIM技术人员只是精通某一两款软件，专业BIM咨询公司多以BIM建模服务为主；◆缺少BIM架构师：同时精通施工现场业务与BIM技术理念的BIM架构师少，导致BIM应用缺乏合理规划。人员方面

◆BIM重点不是建模，而是建模的应用；◆BIM不仅仅是可视化，而是与业务的紧密结合；◆BIM不是应用一个或两个软件，而是应用一个系统；◆BIM不是靠一个或两个人完成，而是一个团队；◆BIM团队和施工专业团队要很好地融合，提倡在职的从事施工管理、技术管理的员工学BIM用BIM；◆BIM不是万能的，需要与项目管理有机结合。BIM应用第1层变化-回归3D

人类发明了用2D的方式来表达3D的建筑物，从而导致建筑业设计与施工的明确分工，但随着建设项目复杂性的不断加大，以及业主对缩短工期和控制造价的压力，需要用多个2D视图来表达一个3D的实际物体，设计人员需要对众多图形进行解读，然后在人脑里面把不同的元素的空间关系想象出来（以前大学课程里有一个活动是搭积木，目的是让学生头脑中能有空间关系想象），进行检查，最后再把检查结果转成二维图与其他人协调沟通，必然会遗留不少问题到工地上。；

BIM提供的是建筑物精确的空间关系和数据，从而真实表达设计意图及指导施工。BIM应用第2层变化-协调配合

除业主需求变化引起的变更外，其余专业之间的协调问题、设计施工之间的协调问题和业主由于理解偏差而要求的变化占设计变更的70-80%，而通过BIM应用的协调综合功能可以解决掉这些问题的绝大部分甚至全部。使用2D图纸进行协调综合时，需要花费大量的时间去解读和发现问题，由于时间及手段的限制，往往只能发现部分表面的问题，发现问题了，各专业间协调修改比较困难。BIM应用第3层变化-4D、5D

4D/5D等3D以上的多维应用是BIM为建筑业带来的新信息和新手段，协助行业由纯个人经验管理提升为科学化管理。把BIM模型和进度计划软件（如MSProject，P3等）的数据集成，利用三维的直观优势，可以按月、周、