建筑信息模型bim技術(shù)介紹

-.z.建筑信息模型BIM技術(shù)介紹****技術(shù)中心2014年8月18日目錄1BIM的概念21.1BIM概念理解21.2Building含義22BIM開展軌跡23BIM的信息載體24BIM的實(shí)現(xiàn)手段24.1BIM設(shè)計(jì)類軟件24.2BIM施工類軟件24.3與BIM核心軟件具有互用性的軟件25BIM的分析應(yīng)用26BIM的生命力27BIM的價(jià)值優(yōu)勢28BIM在建立工程各階段的具體應(yīng)用2可行性研究階段2設(shè)計(jì)工作階段28.3建立實(shí)施階段28.4運(yùn)營維護(hù)階段29REVIT、NAVISWORK及相關(guān)軟件工程應(yīng)用實(shí)例2工程概述29.2BIM建模2編制進(jìn)度方案29.44D建模210BIM與云工作臺(tái)(Cloud)2-.z.1BIM的概念美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)對BIM的定義:"BIM是建立工程兼具物理特性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建立工程的最初概念設(shè)計(jì)開場的整個(gè)生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源〞。實(shí)現(xiàn)BIM的前提是:在建立工程生命周期的各個(gè)階段不同的工程參與方通過在BIM建模過程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反響出各參與方的職責(zé)。BIM是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型。概念理解BIM的概念分解為兩個(gè)方面，BIM既是模型結(jié)果(Product)更是過程(Processs)?！?〕BIM作為模型結(jié)果(product)BIM作為模型結(jié)果，與傳統(tǒng)的3D建筑模型有著本質(zhì)的區(qū)別，其兼具了物理特性與功能特性。其中，物理特性(PhysicalCharacteristic)，可以理解為幾何特性(GeometricCharacteristic);而功能特性(FunctionalCharacteristic)，是指此模型具備了所有一切與該建立工程有關(guān)的信息?！?〕BIM作為過程(Proeess)BIM是一種過程，其功能在于通過開發(fā)、使用和傳遞建立工程的數(shù)字化信息模型以提高工程或組合設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理。含義BuildingInformationModeling中得Building不能被狹義地理解為建筑，而是廣義地代表了各類土木工程建立工程。美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)(NBIMS)給出的等級(jí)信息關(guān)系圖(HierarchicalInformationRelationships)，其規(guī)定了BIM之Building的適用范圍，包含三種設(shè)施或建造工程(Facility/Built):〔1〕Building，建筑物，如一般辦公樓房、民用樓房等;〔2〕Structure，構(gòu)筑物，如大壩、水電站、廠房等;〔3〕LinearStructure，線性構(gòu)造根底設(shè)施，如道路、橋梁、鐵道、隧道、管道等。2BIM開展軌跡BIM的開展將經(jīng)歷4個(gè)階段，第一階段少數(shù)技術(shù)發(fā)燒友的熱衷，第二階段企業(yè)決策層從企業(yè)開展角度逐步認(rèn)同，第三階段行業(yè)逐步認(rèn)同并開場建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，第四階段開場進(jìn)入工程工程的業(yè)務(wù)流程?，F(xiàn)階段BIM〔BuildingInformationModeling〕作為一種全新的工程實(shí)施方法的根底正在被其收益者——業(yè)主所認(rèn)同。3BIM的信息載體BIM的信息載體是多維參數(shù)模型〔nDParametricmodels〕。用簡單的等式來表達(dá)BIM參數(shù)模型的維度:2D=Length&Width3D=2D+Height4D=3D+Time5D=4D+Cost6D=5D+…nD=BIM傳統(tǒng)的2D模型是用點(diǎn)、線、多邊形、圓等平面元素模擬幾何構(gòu)件，只有長和寬的二維尺度，故等于Length&Width，目前國內(nèi)各類設(shè)計(jì)圖和施工圖的主流形式仍舊是2D模型;傳統(tǒng)的3D模型是在2D模型的根底上加了一個(gè)維度Height，有利于建立工程的可視化功用，但并不具備信息整合與協(xié)調(diào)的功能。隨著軟件的開展，盡管各種幾何實(shí)體可以被整合在一起代表所需的設(shè)計(jì)構(gòu)件，但是最終的整體幾何模型依舊難以編輯和修改，且各系統(tǒng)單獨(dú)的施工圖很難與整體模型真正地聯(lián)系起來，同步化就更能難實(shí)現(xiàn)。BIM參數(shù)模型的優(yōu)勢就是在于其突破了傳統(tǒng)2D及3D模型難以修改和同步的瓶頸，以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的多維模型(nD)大大方便了工程人員。首先，BIM的3D模型為交流和修改提供了便利。以建筑師為例，其可以運(yùn)用3D平臺(tái)直接設(shè)計(jì)，無需將3D模型翻譯成2D平面圖以與業(yè)主進(jìn)展溝通交流，業(yè)主也無需費(fèi)時(shí)費(fèi)力去理解繁瑣的2D圖紙。其次，BIM參數(shù)模型的參數(shù)信息內(nèi)容不僅局限于建筑構(gòu)件的物理屬性，而是包含了從建筑概念設(shè)計(jì)開場到運(yùn)營維護(hù)的整個(gè)工程生命周期內(nèi)的所有該建筑構(gòu)件的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)信息。再次，BIM參數(shù)模型將各個(gè)系統(tǒng)嚴(yán)密地聯(lián)系到了一起，整體模型真正起到了協(xié)調(diào)綜合的作用，且其同步化的功能更是錦上添花。BIM整體參數(shù)模型綜合了包括建筑、構(gòu)造、機(jī)械、暖通、電氣等各BIM系統(tǒng)模型，其中各系統(tǒng)間的矛盾沖突可以在實(shí)際施工開場前的設(shè)計(jì)階段得以解決，同時(shí)與上述4D，5D模型所涉及的進(jìn)度及造價(jià)控制信息、相關(guān)聯(lián)，整體協(xié)調(diào)管理工程實(shí)施。另外，對于BIM模型的設(shè)計(jì)變更，BIM的參數(shù)規(guī)則〔Parametricrules〕會(huì)在全局自動(dòng)更新信息。故對于設(shè)計(jì)變更的反響，相比基于圖紙費(fèi)時(shí)且易出錯(cuò)的繁瑣處理BIM系統(tǒng)表現(xiàn)的更加智能化與靈敏化。最后，BIM參數(shù)模型的多維特性(nD)將工程的經(jīng)濟(jì)性、舒適性及可持續(xù)性開展提高到一個(gè)新的層次。例如，運(yùn)用4D技術(shù)可以研究工程的可施工性、工程進(jìn)度安排、工程進(jìn)度優(yōu)化、精益化施工等方面，給工程帶來經(jīng)濟(jì)性與時(shí)效性;5D造價(jià)控制手段使預(yù)算在整個(gè)工程生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)行與可操控性;6D及nD應(yīng)用將更大化地滿足工程對于業(yè)主對于社會(huì)的需求，如舒適度模擬及分析、耗能模擬、綠色建筑模擬及可持續(xù)化分析等方面。4BIM的實(shí)現(xiàn)手段BIM的實(shí)現(xiàn)手段是軟件，與CAD技術(shù)只需一個(gè)或幾個(gè)軟件不同的是，BIM需要一系列軟件來支撐。圖1BIM軟件圖1是對于BIM軟件各個(gè)類型的羅列圖，除BIM核心建模軟件之外，BIM的實(shí)現(xiàn)需要大量其他軟件的協(xié)調(diào)與幫助。一般可以將BIM軟件分成以下兩大類型:類型一:BIM核心建模軟件，包括建筑與構(gòu)造設(shè)計(jì)軟件(如AutodeskRevit系列、GraphisoftArchiCAD等)、機(jī)電與其他各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件(如AutodeskRevit系列、DesignMaster等)等等;類型二:基于BIM模型的分析軟件，包括構(gòu)造分析軟件(如PKPM、SAP2000等)、施工進(jìn)度管理軟件(如MSProject、Navisworks等)、制作加工圖ShopDrawing的深化設(shè)計(jì)軟件(如*steel等)、概預(yù)算軟件、設(shè)備管理軟件、可視化軟件等等。設(shè)計(jì)類軟件BIM設(shè)計(jì)類軟件在市場上主要有五家主流公司，分別是Autodesk、Bentley、Graphisoft/NemetschekAG、GeryTechnology以及Tekla公司。各自旗下開發(fā)的系列軟件如下：〔1〕Autodest-RevitArchitecture等Autodesk公司的Revit系列占據(jù)了最大的市場份額且是行業(yè)領(lǐng)跑者，包括：RevitArchitecture(建筑);RevitStructure(構(gòu)造);RevitMEP(機(jī)電管道)?！?〕Bentley-BentleyArchitecture等Bentley公司繼開發(fā)出MicroStationTriForma這一專業(yè)的3D建筑模型制作軟件(由所建模型可以自動(dòng)生成平面圖、剖面圖、立面圖、透視圖及各式的量化報(bào)告，如數(shù)量計(jì)算、規(guī)格與本錢估計(jì))后，于2004年推出了其革命性的繼承者:Bentley/Architecture(建筑);BentleyStructural(構(gòu)造);BentleyBuildingMechanicalSystems(機(jī)械:通風(fēng)、空調(diào)、水道):BentleyBuildingElectricalSystems(電氣);BentleyFacilities(設(shè)備);BentleyPowerCivil(場地建模):BentleyGenerativeComponents(設(shè)計(jì)復(fù)雜幾何造型);BentleyInterferenceManager(碰撞檢查)等系列軟件，Bentley公司還提供了支持多用戶(multi-user)多工程(multi-project)的管理平臺(tái)BentleyProjectWise。〔3〕Graphisoft/NemetscheckAG-ArchiCADArchiCAD是歷史最悠久的且至今仍被應(yīng)用的BIM建模軟件，ArchiCAD與一系列軟件均具有互用性，包括利用Ma*on創(chuàng)立曲面和制作動(dòng)畫模擬、利用ArchiFM進(jìn)展設(shè)備管理、利用Sketchup創(chuàng)立模型等。除此，ArchiCAD與一系列能耗與可持續(xù)開展軟件都有互用接口，如Ecotect、Energy+、ARCHIPHISIK及RIUSKA等。且ArchicAD包含了廣泛的對象庫(Objectlibraries)供用戶使用?！?〕GeryTechnology-DigitalProjectDassault公司開發(fā)的CATIA軟件是全球被廣泛應(yīng)用的針對航空航天、汽車等大型機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的建模平臺(tái)，而DigitalProjeet是GeryTechnology公司基于CATIA軟件為工程建立工程定做開發(fā)的應(yīng)用軟件(二次開發(fā)軟件)，其本質(zhì)還是CATIA?！?〕TeklaCorp.——TeklaStructure,*steel*steel是Tekla公司最早開發(fā)的基于BIM技術(shù)的施工軟件，于上世紀(jì)90年代面世并迅速成長為世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用的鋼構(gòu)造深化設(shè)計(jì)軟件.施工類軟件BIM參數(shù)模型具有多維屬性，對于施工階段，4D(3D+time)模型的施工建造模擬與5D(4D+cost)模型的造價(jià)功能使建立工程各參與方更清晰地預(yù)見和控制管理施工進(jìn)度與工程造價(jià)。常見的4D應(yīng)用軟件和5D應(yīng)用軟件如下:1、4D應(yīng)用軟件〔1〕Autodesk—NavisworksAutodeskNavisworksManage軟件是Autodesk公司開發(fā)的用于施工模擬、工程工程整體分析以及信息交流的智能軟件。其具體的功能包括模擬與優(yōu)化施工進(jìn)度、識(shí)別與協(xié)調(diào)沖突與碰撞、使工程參與方有效溝通與協(xié)作以及在施工前發(fā)現(xiàn)潛在問題。且NavisworksManage軟件與MicrosoftProjeet具有互用性，在MicrosoftProject軟件環(huán)境下創(chuàng)立的施工進(jìn)度方案可以被導(dǎo)入NavisworksManage軟件，再將每項(xiàng)方案工序與3D模型的每一個(gè)構(gòu)件一一關(guān)聯(lián)，即可輕松地制作施工模擬過程。〔2〕Bentley-ProjectWiseNavigatorProjectWiseNavigator軟件是Bentley公司于2007年發(fā)布的施工類BIM軟件，其以動(dòng)態(tài)協(xié)作的平臺(tái)使工程各參與方容易快速看到設(shè)計(jì)人員提供的包含設(shè)備布置、維修通道和其他關(guān)鍵設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的最初設(shè)計(jì)模型，并做出評估、分析及改良，以防止在施工階段出現(xiàn)代價(jià)高昂的錯(cuò)誤與漏洞?！?〕Innovaya-VisualSimulationVisualSimulation軟件是Innovaya公司開發(fā)的一款4D進(jìn)度規(guī)劃與可施工性分析的軟件，與Navisworks相似處在于其能與Revit軟件創(chuàng)立的模型相關(guān)聯(lián)，且由MicrosoftProjeet及Primavera進(jìn)度方案軟件創(chuàng)立的施工進(jìn)度方案可以被導(dǎo)入該4D軟件。用戶可以方便地點(diǎn)擊4D建筑模擬中的建筑對象，查看在甘特圖中顯示的相關(guān)任務(wù);反之亦可。施工模擬可以有效地加強(qiáng)工程各參與方的溝通與協(xié)作，優(yōu)化施工進(jìn)度方案，為縮短工期、降低造價(jià)提供了幫助?！?〕SynchroLtd.-Synchro4DSynchro4D是一款年輕但功能強(qiáng)大的4D軟件，具有比其他同類4D軟件更加成熟的施工進(jìn)度方案管理功能?？梢詾檎麄€(gè)工程的各參與方〔包括業(yè)主、建筑師、構(gòu)造師、承包商、分包商、材料供給商等〕提供實(shí)時(shí)共享的工程數(shù)據(jù)。工程人員可以利用Synchro4D軟件進(jìn)展施工過程可視化模擬、安排施工進(jìn)度方案、實(shí)現(xiàn)高級(jí)風(fēng)險(xiǎn)管理、同步設(shè)計(jì)變更、實(shí)現(xiàn)供給鏈管理以及造價(jià)管理。Synchro4D軟件能與SolidWorks、GoogleSketchup及Bentley軟件創(chuàng)立的模型相關(guān)聯(lián)，且由MicrosoftProject、Primavera及AstaPowerproject進(jìn)度方案軟件創(chuàng)立的施工進(jìn)度方案可以被導(dǎo)入該4D軟件。2、5D應(yīng)用軟件〔1〕Innovaya-VisualEstimating+VisualSimulationVisualEstimating軟件是Innovaya公司開發(fā)的一款針對工程造價(jià)的應(yīng)用軟件，結(jié)合應(yīng)用該公司的VisualSimulation4D軟件，即可實(shí)現(xiàn)5D工程管理功能。VisualEstimating軟件可以與MC2ICE與SageTimberline工程造價(jià)軟件相協(xié)作，且由Revit軟件和Tekla軟件各自創(chuàng)立的BIM模型均可以被導(dǎo)入。其具體功能包括:自動(dòng)計(jì)算工程量和定義裝配件的組成?！?〕VICOSoftware-VirtualConstructionVirtualConstruction軟件套裝是一款高度集成的為施工單位效勞的5D管理工具，其套裝包括：VICOConstructor〔建?！场ICOEstimator〔概預(yù)算〕、VICOControl〔進(jìn)度控制〕、VICO5DPresenter〔5D演示工具〕、VICOCostManager〔造價(jià)管理、VICOChangeManage〔變更管理〕。與BIM核心軟件具有互用性的軟件以下將對與BIM核心軟件(設(shè)計(jì)類、施工類BIM軟件)具有互用性的軟件作簡要概述。1、建模類軟件〔1〕2D建模類軟件使用范圍最廣的2D建模類軟件是Autodesk的AutoCAD和Bentley的Microstation.〔2〕3D建模類〔3DSolidmodel〕軟件目前常用的與BIM核心軟件具有互用性的3D建模類(3DSolidmodel)軟件有GoogleSketchup、Rhino和FormZ。2、可視化類軟件基于創(chuàng)立的BIM模型，與BIM具有互用性的可視化軟件可以將其可視化的效果輸出，常用的軟件包括3dma*、Artlantis、Lightscape與AccuRender等。3、分析類軟件〔1〕可持續(xù)開展分析軟件基于BIM模型信息，可持續(xù)開展分析軟件可以對工程的日照、風(fēng)環(huán)境、熱工、景觀可視度、噪音等方面做出分析，主要軟件有國外的Eeotect、IES、GreenBuildingStudio已經(jīng)國內(nèi)的PKPM等?！?〕機(jī)電分析軟件水暖電等設(shè)備和電氣分析軟件國內(nèi)有鴻業(yè)、博超等，國外有DesignMaster、IEsVirtualEnvironment、TraneTrace等等?！?〕構(gòu)造分析軟件構(gòu)造分析軟件是目前與BIM核心建模軟件互用性較高的軟件，兩者之間可以實(shí)現(xiàn)雙向信息交換，即構(gòu)造分析軟件可對BIM模型進(jìn)展構(gòu)造分析，且分析結(jié)果對構(gòu)造的調(diào)整可以自動(dòng)更新到BIM模型中。與BIM核心建模軟件具有互用性的構(gòu)造分析軟件有ETABS、STAAD、Robot及PKPM等。下表1將上述BIM設(shè)計(jì)類、施工類及與BIM核心軟件具有互用性的三類軟件做出簡要總結(jié)。表1BIM軟件軟件類型公司軟件名稱BIM設(shè)計(jì)類軟件AutodeskRevitArchitecture〔建筑〕RevitStructure〔構(gòu)造〕RevitMEP〔機(jī)電管道〕BentleyBentleyArchitecture〔建筑〕BentleyStructural〔構(gòu)造〕BentleyBuildingMechanicalSystems〔機(jī)〕BentleyBuildingElectricalSystems〔電〕BentleyFacilities〔設(shè)備〕BentleyPowerCilvil〔場地建模〕BentleyGenerativeComponents〔設(shè)計(jì)復(fù)雜造型〕BentleyInterferenceManager〔碰撞檢查〕Graphisoft/NemetschekAGArchiCADGeryTechnologyDigitalProjectTeklaCorp*steelTeklaStructureBIM施工類軟件4DAutodeskNavisworksBentleyProjectWiseNavigatiorInnovayaVisualSimulationSynchroSynchro4DCommonPointProject4DConstructSim5DInnovayaVisualSimulation+VisualEstimatingVICOSoftwareVirtualConstruction與BIM核心軟件具有互用性的軟件建模類2DAutodeskAutoCADBentleyMicroStation3DGoogleSketchupRhinoSoftwareRhinoAutoDesSysFormZ可視類Autodesk3DsMa*Autodesk收購LightscapeLightscapeAbventArtlantisRobertMcNeelAccuRender分析類可持續(xù)開展AutodeskEcotectAutodesk收購GeoPra*isGreenBuidingStudioIlluminatingEngineeringSocietyIES中國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所PKPM機(jī)電DesignMasterSoftwareDesignMasterIntergratedEnvironmentalSolutionIESVirtualEnvironmentTraneTraneTrace鴻業(yè)科技鴻業(yè)MEP系列軟件北京博超時(shí)代軟件博超電氣設(shè)計(jì)軟件構(gòu)造ComputerandStructureInc.〔CSI〕ETABSREIEngineeringSoftwareSTAADAutodeskRobot中國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所PKPM5BIM的分析應(yīng)用以BIM模型為根底，效勞于工程各個(gè)階段的分析應(yīng)用都可以憑借上述基于BIM模型的分析軟件得以實(shí)現(xiàn)。BIM模型可視化應(yīng)用(Visualizations)。建筑效果圖、仿佛置身在其中的3D虛擬建筑空間、光線效果可視化模擬(Lightscape)方便業(yè)主與設(shè)計(jì)方、施工方的交流。BIM整體模型查找矛盾(CombinedModels)。由各個(gè)系統(tǒng)模型綜合在一起形成的BIM整體模型可以查找和復(fù)核各系統(tǒng)間是否存在矛盾與沖突(Collisionchecking)，在施工前解決。施工階段應(yīng)用(Construction)。工料估算與控制(Quantitytake-off)、預(yù)算控制(Costestimation)、生產(chǎn)管理(Productionmanagement)、3D可視化指導(dǎo)施工及改良施工方法(3Dvisualizations)、利用4D模型進(jìn)展進(jìn)度控制等(4Dmodels<sehedule>)。分析應(yīng)用(Analysis)。舒適度分析(Comfort)；耗能模擬分析(Energy)；生命期本錢控制(Life-cyclecost<LCC>)；環(huán)境評估應(yīng)用，如不同材料在一樣環(huán)境的使用壽命不同—生命周期分析法(Life-cycleanalysis<LCA>)；風(fēng)、水等流體性能分析，如建筑圍墻連續(xù)性與防水性模擬—計(jì)算機(jī)流體力學(xué)動(dòng)態(tài)模擬(ComputationalFluidDynamics<CFD>)等。設(shè)施管理應(yīng)用(Facilitymanagement)。設(shè)施管理組織機(jī)構(gòu)的建立(Managementforportfolioofbuildings)、技術(shù)維護(hù)(Technicalmaintenance)、性能報(bào)告系統(tǒng)(Performancereporting)、設(shè)施空間數(shù)據(jù)管理(Spacedatamanagement)。6BIM的生命力BIM的生命力是工程整個(gè)生命周期。BIM應(yīng)用分為主要應(yīng)用〔PrimaryBIMuses〕和次要應(yīng)用(SecondaryBIMuses)，貫穿于整個(gè)工程生命周期的各個(gè)階段。其中現(xiàn)狀建模(E*istingConditionsModeling)和本錢預(yù)算控制(CostEstimation)貫穿了從規(guī)劃到運(yùn)營維護(hù)的各個(gè)階段;各階段規(guī)劃(PhasePlanning)、規(guī)劃書編制(Programming)、場地分析(SiteAnalysis)、設(shè)計(jì)方案論證(DesignReviews)、3D協(xié)調(diào)(3DCoordination)與竣工模型(ReeordModel)均為跨階段應(yīng)用；其余應(yīng)用則大局部發(fā)生在工程生命周期的*個(gè)特定階段。7BIM的價(jià)值優(yōu)勢對于業(yè)主最關(guān)心的工程造價(jià)、工期、工程性能是否符合預(yù)期等指標(biāo)，BIM所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的?！?〕縮短工程工期。利用BIM技術(shù)，可以通過加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作、改善傳統(tǒng)的工程管理模式、實(shí)現(xiàn)場外預(yù)制、縮短訂貨至交貨之間的空白時(shí)間(Leadtimes)等方式大大縮短工期;〔2〕更加可靠與準(zhǔn)確的工程預(yù)算?；贐IM模型的工料計(jì)算〔Quantitytake-off〕相比基于2D圖紙的預(yù)算更加準(zhǔn)確、且節(jié)省了大量時(shí)間;〔3〕提高生產(chǎn)效率、節(jié)約本錢。由于利用BIM技術(shù)可大大加強(qiáng)各參與方的協(xié)作與信息交流的有效性，使決策的做出可以在短時(shí)間完成、減少了復(fù)工與返工的次數(shù)、且便于新型生產(chǎn)方式的興起如場外預(yù)制、BIM參數(shù)模型作為施工文件等等，顯著地提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了本錢;〔4〕高性能的工程結(jié)果。BIM技術(shù)所輸出的可視化效果可以為業(yè)主校核是否滿足要求提供平臺(tái)，且利用BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)耗能與可持續(xù)開展設(shè)計(jì)與分析，為提高建筑物、構(gòu)筑物等的性能提供了技術(shù)手段；〔5〕有助于工程的創(chuàng)新性與先進(jìn)性。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)工程管理模式的優(yōu)化，如一體化工程管理模式IPD(IntegratedProjectDeliveryMode)下各參與方早期參與設(shè)計(jì)群策群力的模式有利于吸取先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)歷、實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)新性與先進(jìn)性；〔6〕方便設(shè)備管理與維護(hù)。利用BIM竣工模型(As-builtmodel)作為設(shè)備管理與維護(hù)的數(shù)據(jù)庫。8BIM在建立工程各階段的具體應(yīng)用可行性研究階段BIM對于可行性研究階段建立工程在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行性論證提供了幫助，提高了論證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在可行性研究階段，業(yè)主需要確定出建立工程方案在滿足類型、質(zhì)量、功能等要求下是否具有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性。但是，如果想得到可靠性高的論證結(jié)果，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、金錢與精力。BIM可以為業(yè)主提供概要模型(Macroorschematicmodel)對建立工程方案進(jìn)展分析、模擬，從而為整個(gè)工程的建立降低本錢、縮短工期并提高質(zhì)量。設(shè)計(jì)工作階段對于傳統(tǒng)CAD時(shí)代存在于建立工程設(shè)計(jì)階段的2D圖紙冗繁、錯(cuò)誤率高、變更頻繁、協(xié)作溝通困難等缺點(diǎn)，BIM所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的:〔1〕保證概念設(shè)計(jì)階段決策正確在概念設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需對擬建工程的選址、方位、外形、構(gòu)造形式、耗能與可持續(xù)開展問題、施工與運(yùn)營概算等問題做出決策，BIM技術(shù)可以對各種不同的方案進(jìn)展模擬與分析、且為集合更多的參與方投入該階段提供了平臺(tái)，使做出的分析決策早期得到反響，保證了決策的正確性與可操作性?！?〕更加快捷與準(zhǔn)確地繪制3D模型不同于CAD技術(shù)下3D模型需要由多個(gè)2D平面圖共同創(chuàng)立，BIM軟件可以直接在3D平臺(tái)上繪制3D模型，并且所需的任何平面視圖都可以由該3D模型生成，準(zhǔn)確性更高且直觀快捷，為業(yè)主、施工方、預(yù)制方、設(shè)備供給方等工程參與人的溝通協(xié)調(diào)提供了平臺(tái)。〔3〕多個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)協(xié)作進(jìn)展、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量對于傳統(tǒng)建立工程設(shè)計(jì)模式，各專業(yè)包括建筑、構(gòu)造、暖通、機(jī)械、電氣、通信、消防等設(shè)計(jì)之間的矛盾沖突極易出現(xiàn)且難以解決。而BIM整體參數(shù)模型可以對建立工程的各系統(tǒng)進(jìn)展空間協(xié)調(diào)、消除碰撞沖突，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間且減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤與漏洞。同時(shí)，結(jié)合運(yùn)用與BIM建模工具具有相關(guān)性的分析軟件，可以就擬建工程的構(gòu)造合理性、空氣流通性、光照、溫度控制、隔音隔熱、供水、廢水處理等多個(gè)方面進(jìn)展分析，并基于分析結(jié)果不斷完善BIM模型?！?〕對于設(shè)計(jì)變更可以靈活應(yīng)對BIM整體參數(shù)模型自動(dòng)更新的法則可以讓工程參與方靈活應(yīng)對設(shè)計(jì)變更，減少例如施工人員與設(shè)計(jì)人員所持圖紙不一致的情況。對于施工平面圖的一個(gè)細(xì)節(jié)變動(dòng)，Revit軟件將自動(dòng)在立面圖、截面圖、3D界面、圖紙信息列表、工期、預(yù)算等所有相關(guān)聯(lián)的地方做出更新修改。〔5〕提高可施工性設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)際可施工性(constructability)是國內(nèi)建立工程經(jīng)常遇到的問題。由于專業(yè)化程度的提高及國內(nèi)絕大多數(shù)建立工程所采用的設(shè)計(jì)與施工分別承發(fā)包模式的局限性，設(shè)計(jì)與施工人員之間的交流甚少，加之很多設(shè)計(jì)人員缺乏施工經(jīng)歷，極易導(dǎo)致施工人員難以甚至無法按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)展施工。BIM可以通過提供3D平臺(tái)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工的交流，讓有經(jīng)歷的施工管理人員參與到設(shè)計(jì)階段早期植入可施工性理念，更深入地可以推廣新的工程工程管理模式如一體化工程管理模式IPD(IntegratedProjectDeliverymode)以解決可施工性的問題?！?〕為準(zhǔn)確化預(yù)算提供便利在設(shè)計(jì)的任何階段，BIM技術(shù)都可以按照定額計(jì)價(jià)模式根據(jù)當(dāng)前BIM模型的工程量給出工程的總概算；隨著初步設(shè)計(jì)的深化，工程各個(gè)方面如建立規(guī)模、構(gòu)造性質(zhì)、設(shè)備類型等均會(huì)發(fā)生變動(dòng)與修改，BIM模型平臺(tái)導(dǎo)出的工程概算可以在簽訂招投標(biāo)合同之前給工程各參與方提供決策參考，也為最終的設(shè)計(jì)概算提供根底?！?〕利于低能耗與可持續(xù)開展設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)初期，利用與BIM模型具有互用性的能耗分析軟件就可以為設(shè)計(jì)注入低能耗與可持續(xù)開展的理念，這是傳統(tǒng)的2D工具所不能實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的2D技術(shù)只能在設(shè)計(jì)完成之后利用獨(dú)立的能耗分析工具介入，這就大大減少了修改設(shè)計(jì)以滿足低能耗需求的可能性。除此之外，各類與BIM模型具有互用性的其他軟件都在提高建立工程整體質(zhì)量上發(fā)揮了重要作用。8.3建立實(shí)施階段對于傳統(tǒng)CAD時(shí)代存在于建立工程施工階段的2D圖紙可施工性低、施工質(zhì)量不能保證、工期進(jìn)度拖延、工作效率低等缺點(diǎn)，BIM所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的:〔1〕施工前改正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤與漏洞在傳統(tǒng)CAD時(shí)代，各系統(tǒng)間的沖突碰撞極難在2D圖紙上識(shí)別，往往直到施工進(jìn)展了一定階段才被覺察，不得己返工或重新設(shè)計(jì)；而BIM模型將各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整合在了一起，系統(tǒng)間的沖突一目了然，在施工前改正解決，加快了施工進(jìn)度、減少了浪費(fèi)、甚至很大程度上減少了各專業(yè)人員間起糾紛不和諧的情況?！?〕4D施工模擬、優(yōu)化施工方案BIM技術(shù)將與BIM模型具有互用性的4D軟件、工程施工進(jìn)度方案與BIM模型連接起來以動(dòng)態(tài)的三維模式模擬整個(gè)施工過程與施工現(xiàn)場，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題和優(yōu)化施工方案(包括場地、人員、設(shè)備、空間沖突、平安問題等)。同時(shí)，4D施工模擬還包含了臨時(shí)性建筑如起重機(jī)、腳手架、大型設(shè)備等的進(jìn)出場時(shí)間，為節(jié)約本錢、優(yōu)化整體進(jìn)度安排提供了幫助?！?〕BIM模型為預(yù)制加工工業(yè)化的基石細(xì)節(jié)化的構(gòu)件模型〔Shopmodel〕可以由BIM設(shè)計(jì)模型生成，可用來指導(dǎo)預(yù)制生產(chǎn)與施工。由于構(gòu)件是以3D的形式被創(chuàng)立的，這就便于數(shù)控機(jī)械化自動(dòng)生產(chǎn)。當(dāng)前，這種自動(dòng)化的生產(chǎn)模式己經(jīng)成功地運(yùn)用在鋼構(gòu)造加工與制造、金屬板制造等方面，從而生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件、玻璃制品等。這種模式方便供給商根據(jù)設(shè)計(jì)模型對所需構(gòu)件進(jìn)展細(xì)節(jié)化的設(shè)計(jì)與制造，準(zhǔn)確性高且縮減了造價(jià)與工期;同時(shí)，消除了利用2D圖紙施工由于周圍構(gòu)件與環(huán)境的不確定性導(dǎo)致構(gòu)件無法安裝甚至重新制造的為難境地?！?〕使精益化施工成為可能由于BIM參數(shù)模型提供的信息中包含了每一項(xiàng)工作所需的資源，包括人員、材料、設(shè)備等等，所以其為總承包商與各分包商之間的協(xié)作提供了基石，最大化地保證資源準(zhǔn)時(shí)制管理(Just-in-time)、削減不必要的庫存管理工作、減少無用的等待時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。8.4運(yùn)營維護(hù)階段BIM參數(shù)模型可以為業(yè)主提供建立工程中所有系統(tǒng)的信息，在施工階段做出的修改將全部同步更新到BIM參數(shù)模型中形成最終的BIM竣工模型(As-builtmodel)，該竣工模型作為各種設(shè)備管理的數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)的維護(hù)提供依據(jù)。此外，BIM可同步提供有關(guān)建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時(shí)間以及建筑財(cái)務(wù)方面的信息；同時(shí)，BIM可提供數(shù)字更新記錄，并改善搬遷規(guī)劃與管理。BIM還促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)建筑模型對商業(yè)場地條件(例如零售業(yè)場地，這些場地需要在許多不同地點(diǎn)建造相似的建筑)的適應(yīng)。有關(guān)建筑的物理信息(例如完工情況、承租人或部門分配、家具和設(shè)備庫存)和關(guān)于可出租面積、租賃收入或部門本錢分配的重要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都更加易于管理和使用。穩(wěn)定訪問這些類型的信息可以提高建筑運(yùn)營過程中的收益與本錢管理水平。9REVIT、NAVISWORK及相關(guān)軟件工程應(yīng)用實(shí)例*高校土木機(jī)電教學(xué)樓〔CEMEBuilding〕投標(biāo)BIM模型工程概述*高校擬投資建造土木機(jī)電教學(xué)樓〔CEMEBuilding〕，其招標(biāo)文件要求投標(biāo)人負(fù)責(zé)完成該樓的設(shè)計(jì)和建造任務(wù)(Design-build)。業(yè)主的具體要求概述如下:1、土木機(jī)電教學(xué)樓功能要求:二層建筑(含地下一層)——實(shí)驗(yàn)室位于地下一層，地上兩層為教室與教職工辦公室;此外，必須建有至少一間能容納100人的大教室、假設(shè)干計(jì)算機(jī)室和閱讀室。2、投標(biāo)文件包括：3DBIM模型、工程造價(jià)、進(jìn)度方案、4D模擬等。以Revit和Navisworks為主要軟件工具，以下以4D模擬與內(nèi)部行走(Walkthrough)為重點(diǎn)進(jìn)展簡述。9.2BIM建模該工程的BIM建模完全基于3D平臺(tái)，此處略去構(gòu)造分析局部，以下分為概念設(shè)計(jì)、建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)、內(nèi)部布局設(shè)計(jì)三局部簡述BIM模型。1、概念設(shè)計(jì)投標(biāo)人將該建筑命名為CEMEFERRY，繪制出建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面圖。2、建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)〔用Revit軟件創(chuàng)立〕該建筑采用鋼筋混凝土構(gòu)造，其構(gòu)造構(gòu)件包括：〔1〕根底:包含獨(dú)立根底與條形根底；〔2〕柱(Column)、梁(Beam)、板(Slab)、墻(Wall)、樓梯等構(gòu)造構(gòu)件；〔3〕外圍構(gòu)造〔Enclosuresystem〕：包含幕墻(Curtainwall)、屋頂(Roof)、天臺(tái)屋頂(Rooftop)、門(door)等?！?〕內(nèi)部構(gòu)造〔Interiorsystem〕:包含天花板(Ceiling)、窗戶(Window)、門(door)等。3、內(nèi)部設(shè)施布局設(shè)計(jì)〔用Revit軟件創(chuàng)立〕〔1〕地下一層〔Basementfloor〕:包含計(jì)算機(jī)室(Computerrooms)、閱覽室〔Readingrooms〕、三間實(shí)驗(yàn)室〔Laboratoryrooms〕、設(shè)備房〔MECHrooms〕、研討會(huì)議室〔Seminars〕、電梯〔Elevator〕、洗手間〔Washrooms〕等。〔2〕地上一層(Groundfloor):包含大廳(Lobby)、教室(Classrooms)、設(shè)備房(MECHrooms)、電梯(Elevator)、洗手l間(Washrooms)等?！?〕地上二層〔Secondfloor〕：包含教室(Classrooms)、教職員辦公室(FacultyOffices)、設(shè)備房(MECHrooms)、電梯(Elevator)、洗手間(Washrooms)等。4、3D效果圖〔1〕利用Revit或Navisworks軟件渲染出的建筑效果圖；〔2〕利用Photoshop軟件將渲染出的建筑效果圖置于真實(shí)場景。編制進(jìn)度方案用MicrosoftProject編制CEMEFERRY的進(jìn)度方案時(shí)考慮了以下因素:〔1〕按照業(yè)主要求，工程必須在2011年9月新學(xué)期開學(xué)前完工;〔2〕工地占地面積較小，故工作面擁擠且存放物料的區(qū)域有限;〔3〕工作日安排為每周周一至周五，每天八小時(shí)工作時(shí)間，節(jié)假日休息1、設(shè)計(jì)進(jìn)度方案分為初步設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)。2、施工進(jìn)度方案分為五個(gè)局部，即根底與地下一層、地上一層、地上二層、屋頂、內(nèi)部設(shè)施施工。9.44D建模1、4D施工過程模擬將MierosoProject軟件創(chuàng)立的施工進(jìn)度方案導(dǎo)入Navisworks，再將每項(xiàng)任務(wù)與相應(yīng)的建筑構(gòu)件一一相