BIM及在國內(nèi)的發(fā)展

1、何為BIM?國際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(FacilitiesInformationCouncil)如下定義：BIM(BuildingInformationModeling,建筑信息模型)是利用開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)施的物理和功能特性與其相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息進(jìn)行數(shù)字化形式的表現(xiàn)，從而為項(xiàng)目決策提供支持，有利于更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的價(jià)值。在其補(bǔ)充說明中強(qiáng)調(diào)，BIM將所有的相關(guān)方面集成在一個(gè)連貫有序的數(shù)據(jù)組織中，相關(guān)的應(yīng)用軟件在被許可的情況下可以獲取、修改或增加數(shù)據(jù)。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個(gè)完善的信息

2、模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。BIM綜合了所有幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的信息整合到一個(gè)單獨(dú)的模型中，包括了施工進(jìn)度、建造過程、維護(hù)管理等過程的所有信息。在建筑工程領(lǐng)域，如果將CAD技術(shù)的應(yīng)用視為建筑工程設(shè)計(jì)的第一次變革，BIM的出現(xiàn)將引發(fā)整個(gè)A/E/C(Architecture/Engineering/Construction)領(lǐng)域的第二次革命。BIM研究的目的是從根本上解決項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理各階段與應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層，實(shí)現(xiàn)全過程的工程信息管理乃至建筑生命期管理

3、(BuildingLifecycleManagement,BLM)。國際協(xié)同工作聯(lián)盟(IAI)推出的IFC(IndustryFoundationClasses)為BIM的實(shí)現(xiàn)提供了建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著BIM概念的成熟。BIM已成為當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。BIM的應(yīng)用不僅局限于設(shè)計(jì)階段，而是貫穿于整個(gè)建筑工程項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段：設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理。BIM的特征：1 .模型信息的完備性。除了對工程對象進(jìn)行3D幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述，還包括完整的工程信息描述，如對象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設(shè)計(jì)信息；施工工序、進(jìn)度、成本、質(zhì)量以與人力、機(jī)械、材料資源

4、等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等維護(hù)信息；對象之間的工程邏輯關(guān)系等。2 .模型信息的關(guān)聯(lián)性。信息模型中的對象是可識別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文檔。如果模型中的某個(gè)對象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對象都會隨之更新，以保持模型的完整性和健壯性。3 .模型信息的一致性。在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無需重復(fù)輸入，而且信息模型能夠自動(dòng)演化，模型對象在不同階段可以簡單地進(jìn)行修改和擴(kuò)展而無需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯(cuò)誤。BIM與CAD的比較：BIM是繼CAD（puterAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）之后的新生代,BIM從CAD

5、擴(kuò)展到了更多的軟件程序領(lǐng)域，如工程造價(jià)、進(jìn)度安排等，此外其還蘊(yùn)藏著服務(wù)于設(shè)備管理等方面的潛能。1) CAD技術(shù)中的點(diǎn)、線、面等無專業(yè)意義。而BIM技術(shù)的基本元素，如：墻、窗、門等，不但具有幾何特性，同時(shí)還具有建筑物理特征和功能特征的構(gòu)件。2) CAD技術(shù)中如果想改動(dòng)圖元的位置大小或者其他信息，需要再次畫圖，或者通過拉伸命令調(diào)整大小。而BIM技術(shù)則將建筑構(gòu)件參數(shù)化，附有建筑屆性，在“族”的概念下，只需要更改屆性，就可以調(diào)節(jié)構(gòu)件的尺寸、樣式、材質(zhì)、顏色等。3) CAD技術(shù)表達(dá)的各個(gè)建筑元素之間沒有相關(guān)性，而BIM技術(shù)中的構(gòu)件則相互關(guān)聯(lián)。例如刪除一面墻，墻上的窗和門跟著自動(dòng)刪除；刪除一扇窗，墻上原來

6、窗的位置會自動(dòng)恢復(fù)為完整的墻。4) CAD軟件在平面上進(jìn)行一次修改，則其它各面都需要進(jìn)行人工修改，如果操作不當(dāng)會出現(xiàn)不同角度視圖不一致的低級錯(cuò)誤。而BIM軟件進(jìn)行一次修改，則平面、立面、剖面、三維視圖、明細(xì)表等都自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)修改，實(shí)現(xiàn)了一處改動(dòng)，處處改動(dòng)。5) CAD技術(shù)提供的建筑信息非常有限，它只是將紙質(zhì)圖紙電子化，不具備專業(yè)知識的人是無法看懂圖紙的。但BIM技術(shù)包含了建筑的全部信息，不僅可以提供形象可視的二維和三維圖紙，而且可以提供工程量活單、施工管理、虛擬建造、造價(jià)估算等更加豐富的信息，便于項(xiàng)目各個(gè)部門的相互溝通，協(xié)同工作。BIM較CAD的五大優(yōu)勢：1. 可視化：模型三維的立體實(shí)物圖形可

7、視，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營等整個(gè)建設(shè)過程可視，可方便進(jìn)行更好的溝通、討論與決策。如圖1示。圖1BIM可視化圖示2. 協(xié)調(diào)性：各行業(yè)項(xiàng)目信息易出現(xiàn)“不兼容”現(xiàn)象，如：管道與結(jié)構(gòu)沖突，預(yù)留的洞口沒留或尺寸不對等情況。使用有效BIM協(xié)調(diào)流程進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合，減少不合理變更方案或問題變更方案。世博奧地利館的設(shè)計(jì)為BIM成功應(yīng)用的典例。圖2為世博奧地利館外觀圖，圖3、4與5分別為該館建筑專業(yè)BIM模型、結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM模型、機(jī)電專業(yè)BIM模型。圖（2）世博奧地利館外觀圖圖3建筑專業(yè)BIM模型圖4結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM模型圖5機(jī)電專業(yè)BIM模型模擬性：包括3D畫面的模擬，能效、緊急疏散、日照、熱能傳導(dǎo)等的模擬，4D（時(shí)間

8、上）的模擬，5D（造價(jià)控制上）的模擬，對地震人員逃生與消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。圖6為某一建筑的3D模擬。圖6建筑的3D模擬3. 優(yōu)化性：BIM與與其配套的各種優(yōu)化工具能對項(xiàng)目進(jìn)行可能的優(yōu)化處理如：利用模型提供的各種信息來優(yōu)化幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息。4. 可出圖性：如綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案等實(shí)用的施工圖紙。BIM在設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)階段的應(yīng)用1.基丁BIM的工程設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)。能夠根據(jù)3D模型自動(dòng)生成各種圖形和文檔，而且始終與模型邏輯相關(guān)，當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的圖形和文檔將自動(dòng)更新；設(shè)計(jì)過程中所創(chuàng)建的對象存在

9、著內(nèi)建的邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)某個(gè)對象發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的對象隨之變化。實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間的信息共享。各專業(yè)CAD系統(tǒng)可從信息模型中獲取所需的設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)信息，不需要重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)冗余、歧義和錯(cuò)誤。實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。某個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)的對象被修改，其他專業(yè)設(shè)計(jì)中的該對象會隨之更新。實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和智能設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)碰撞檢測、能耗分析、成本預(yù)測等。2.基于BIM的施工與管理：實(shí)現(xiàn)集成項(xiàng)目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理。把項(xiàng)目主要參與方在設(shè)計(jì)階段就集合在一起，著眼于項(xiàng)目的全生命期，利用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)與管理。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、集成和可視化的4

10、D施工管理。將建筑物與施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相，并與施工資源和場地布置信息集成一體，建立4D施工信息模型。實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動(dòng)態(tài)集成管理與施工過程的可視化模擬。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方協(xié)同工作。項(xiàng)目各參與方信息共享，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批與利用。項(xiàng)目各參與方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，進(jìn)行工程洽商、協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的管理和監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)虛擬施工。在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行建造過程，虛擬模型可在實(shí)際建造之前對工程項(xiàng)目的功能與可建造性等潛在問題進(jìn)行預(yù)測,包括施工方法實(shí)驗(yàn)、施工過程模擬與施工方案優(yōu)化等。4、基于BIM的建筑運(yùn)營維護(hù)管理綜合應(yīng)

11、用GIS技術(shù)，將BIM與維護(hù)管理計(jì)劃相，實(shí)現(xiàn)建筑物業(yè)管理與樓宇設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控相集成的智能化和可視化管理?；贐IM進(jìn)行運(yùn)營階段的能耗分析和節(jié)能控制。結(jié)合運(yùn)營階段的環(huán)境影響和災(zāi)害破壞，針對結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化與災(zāi)害破壞，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)安全性、耐久性分析與預(yù)測。BIM在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀BIM在國外的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家均開始廣泛使用。應(yīng)用領(lǐng)域貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)階段、施工階段以與建成后的維護(hù)和管理階段。大企業(yè)已經(jīng)具備BIM技術(shù)能力，同時(shí)BIM專業(yè)咨詢公司已經(jīng)出現(xiàn)，為中小企業(yè)應(yīng)用BIM提供有力支持。BIM在國內(nèi)也開始廣泛受到重視，國家已經(jīng)將BIM建筑信息模型系統(tǒng)作為國家科技部”十二五”的重點(diǎn)研究項(xiàng)目建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，并被住建部認(rèn)可為”建筑信息化的最佳解決方案"。BIM對中國工程建設(shè)行業(yè)舉足輕重的作用。不可忽視的就是中國巨大的建設(shè)量，在這樣的背景