校園行-bim教學(xué)與培養(yǎng)

建筑信息模型（BIM）概念與應(yīng)用鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院李洪欣河南BIM教育培訓(xùn)高校行主要內(nèi)容BIM的概念BIM應(yīng)用價值BIM國內(nèi)外應(yīng)用BIM環(huán)境與軟件BIM的高校教學(xué)鄭州大學(xué)工程虛擬實驗中心簡介一、BIM的概念BIM概念建筑信息模型（BIM）是一個建筑物理和功能特性的數(shù)字表示。BIM是一個建筑信息的知識共享，這些信息定義了建筑的全生命周期，從最早的概念和方案到最后的拆除，提供了可靠的決策依據(jù)。BuildingInformationModeling(BIM)isadigitalrepresentationofphysicalandfunctionalcharacteristicsofafacility.ABIMisasharedknowledgeresourceforinformationaboutafacilityformingareliablebasisfordecisionsduringitslife-cycle;definedasexistingfromearliestconceptiontodemolition.4

什么是BIM2BIM全稱：BuildingInformationModeling

建筑信息模型

通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息：三維幾何形狀信息非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格、進(jìn)度和施工等等集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)為設(shè)計師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”

設(shè)計的趨勢尤其是現(xiàn)代建筑設(shè)計的趨勢必然是從現(xiàn)有的：

323模式即“三維（大腦中的想法）”——“二維（設(shè)計圖紙）”——“三維（真實建筑）”逐步過渡到：333模式即“三維（大腦中的想法）”——“三維建筑信息模型”——“三維（真實建筑）”

設(shè)計模式的思考變革之路手工繪圖2D

CAD3DCADBIM變革BIM的理念數(shù)據(jù)庫替代繪圖對于BIM項目，傳統(tǒng)的繪圖（平面圖、立面圖、剖面圖以及詳圖）和補(bǔ)充文件（圖樣、清單、說明書、施工質(zhì)量要求、施工方法等）中的線條和文字，都以“智能構(gòu)件”的數(shù)字方式存儲在BIM數(shù)據(jù)庫中。每個“智能構(gòu)件”的實體、特征和功能等存儲在數(shù)據(jù)庫中。在BIM環(huán)境下，建筑信息會被自動的加載至所有的平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖、明細(xì)表、立體渲染、工程量估計、預(yù)算、維護(hù)計劃等當(dāng)中去。一般CAD繪圖軟件與BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計的比較BIM設(shè)計原理BIM外墻設(shè)計BIM設(shè)計原理BIM模型建筑模型結(jié)構(gòu)模型BIM模型電器系統(tǒng)模型給排水系統(tǒng)模型BIM模型風(fēng)管系統(tǒng)模型二、BIM應(yīng)用價值提高工作效率控制項目成本提升建筑品質(zhì)根據(jù)國外項目統(tǒng)計，基于

BIM

工作平臺進(jìn)行的建筑項目：減少

50%-70%

的變更單減少

20%-25%

的各專業(yè)協(xié)調(diào)時間縮短

5%-10%

的施工工期節(jié)約建設(shè)投資

約10%東莞風(fēng)臨·沃多夫公館BIM應(yīng)用領(lǐng)域方案設(shè)計在方案設(shè)計階段，使用BIM工具，可以更準(zhǔn)確的估算各項性能和造價情況。我們常常用ecotect，vasari，fluent，VE，EnergyPlus等軟件進(jìn)行能耗分析、結(jié)構(gòu)分析、采光分析、綠色建筑分析、建筑設(shè)計規(guī)范檢查等。擴(kuò)初和施工圖設(shè)計在擴(kuò)初和施工圖階段，進(jìn)行管綜檢查，提前檢查出不同專業(yè)之間的碰撞問題。并根據(jù)明細(xì)表進(jìn)行造價計算。協(xié)同設(shè)計B1機(jī)電專業(yè)與建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)間的碰撞機(jī)電專業(yè)內(nèi)部碰撞F1F2F3生成碰撞檢查報告BIM應(yīng)用領(lǐng)域施工階段施工進(jìn)度模擬，施工場地的布置模擬，施工方案和流程設(shè)計，對進(jìn)度、造價、質(zhì)量的實時監(jiān)控。運(yùn)維階段設(shè)施管理，智能建筑，設(shè)施的運(yùn)營維護(hù)。BIM實現(xiàn)施工過程模擬BIM在施工階段的作用分為幾個方面，一是設(shè)計效果可視化，二是模型效果檢驗，三是多維效果的模擬和施工的監(jiān)控。在利用專業(yè)軟件為工程建立了三維信息模型后，我們會得到項目建成后的效果作為虛擬的建筑，因此BIM為我們展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認(rèn)知角度，同時為有效控制施工安排，減少返工，控制成本，創(chuàng)造綠色環(huán)保低碳施工等方面提供了有利的支持。BIM

如何實現(xiàn)項目目標(biāo)可視化設(shè)計設(shè)計階段施工階段運(yùn)營階段協(xié)同設(shè)計綠色設(shè)計三維管線綜合設(shè)計工程量統(tǒng)計施工組織模擬三維管線綜合施工數(shù)字化構(gòu)件加工虛擬售樓書設(shè)備信息系統(tǒng)物業(yè)管理系統(tǒng)基于三維數(shù)字技術(shù)所構(gòu)建的

BIM模型,

為業(yè)主、建筑設(shè)計師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師提供了直觀的協(xié)作平臺。在BIM工作環(huán)境中,Ecotect、Canda、

Phoenics等

多種軟件合作作業(yè)，對建筑進(jìn)行風(fēng)、光、聲、熱等環(huán)境模擬分析,指導(dǎo)、驗證建筑性能。BIM模型的信息庫，隨著工程的推進(jìn)實時更新，當(dāng)工程進(jìn)行到一定階段時，BIM模型能將所有關(guān)聯(lián)信息組織起來，為建筑每一部分進(jìn)行精確算量，降低施工成本v在設(shè)計階段搭建管線綜合模型，設(shè)定沖突檢測條件，直觀便捷檢測碰撞沖突，消除設(shè)計中的“錯漏碰缺”?；?/p>

BIM

技術(shù)的

3D工具軟件（如：Revit）包括了大量第三方分析程序所要求的各種信息，并可于結(jié)構(gòu)分析模型雙向鏈接，不僅提高了結(jié)構(gòu)分析能力，同時減少重復(fù)建模的工作量BIM模型的可視直觀,讓各專業(yè)間設(shè)計的碰撞直

觀顯露,BIM

模型的“三方聯(lián)動”特質(zhì)使平面圖、立面圖、剖面圖在同一時間得到修改。通過BIM平臺，Navisworks仿真模擬軟件與激光測繪信

息、RFID等通

信技術(shù)合作，建造數(shù)字工地，在虛擬環(huán)境中實時監(jiān)管施工現(xiàn)場。在建筑三維空間模型的基礎(chǔ)上引進(jìn)時間軸度量的第四維度來協(xié)助完成建筑的設(shè)計與建造，借助四維數(shù)字模型詳細(xì)指導(dǎo)施工的各個步驟，并對施工計劃進(jìn)行控制通過將BIM與施工進(jìn)度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的

4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程由消除錯漏碰缺后的三維管線綜合模型可以直接生成施工圖，三維、二維對照施工實現(xiàn)零工程變更施工BIM技術(shù)將傳統(tǒng)CAD圖紙

上的設(shè)計信息整合在三維模型里，提供可以直接指導(dǎo)生產(chǎn)的構(gòu)件信息，并進(jìn)行裝配模擬，對采購制造、運(yùn)輸存放進(jìn)行跟蹤，消除設(shè)計、制造、物流、安裝之間的信息誤錯，提高效率，保證質(zhì)量BIM模型中的信息隨著工程進(jìn)展實時更新，進(jìn)入運(yùn)營階段，可建立相應(yīng)的維護(hù)信息庫及自動化維護(hù)系統(tǒng)。利用施工結(jié)束后的竣工模型加入所需信息搭建虛擬售樓模型進(jìn)行銷售招商加入空間、資產(chǎn)等信息，利用BIM竣工模型搭建虛擬物業(yè)管理平臺，并與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合實現(xiàn)遠(yuǎn)程信息協(xié)調(diào)提高工作效率控制項目成本提升建筑品質(zhì)綠色設(shè)計施工現(xiàn)場管理施工進(jìn)度模擬結(jié)構(gòu)分析三、BIM在國內(nèi)外的應(yīng)用日本：2010年，僅有7%的業(yè)主要求施工企業(yè)應(yīng)用BIM，到了2014年這個數(shù)字變?yōu)?0%。各國政府正在加速BIM的全球普及日本國土交通部（MLIT）已經(jīng)開始在政府建筑推廣BIM韓國政府對造價超過5千萬的國有項目，強(qiáng)制要求各個參與方使用BIM技術(shù)香港房屋署業(yè)已成為全球BIM應(yīng)用先鋒中的佼佼者新加坡房屋建筑署B(yǎng)CA將于2014年強(qiáng)制實施BIM提審報批，并期望在未來10年建筑生產(chǎn)率提升25%2016年開始，BIM將強(qiáng)制出現(xiàn)在英國所有的政府項目上今天，許多美國聯(lián)盟和州政府的項目都是強(qiáng)制性要求應(yīng)用BIMBIM在國內(nèi)的應(yīng)用2002年BIM理念和技術(shù)；2004年BIM應(yīng)用軟件。奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程、香港地鐵項目等?！笆濉笨萍脊リP(guān)計劃課題："基于IFC國際標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程應(yīng)用軟件研究"重點：對BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC和應(yīng)用軟件的研究，開發(fā)了基于IFC的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工管理軟件?！笆晃濉笨萍贾斡媱澱n題："基于BIM技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究"重點：基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計、節(jié)能設(shè)計、成本預(yù)測、施工優(yōu)化、施工安全分析等下一代工程軟件。BIM在中國建筑模型機(jī)電綜合模型管線綜合（水管道與通風(fēng)管道設(shè)計沖突）基于沖突給排水專業(yè)設(shè)計優(yōu)化CABR新科研大樓項目BIM咨詢《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中曾多次提到BIM技術(shù)，建設(shè)行業(yè)已經(jīng)把BIM作為支撐行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的核心技術(shù)重點發(fā)展2010年前后在我國建設(shè)行業(yè)開始逐漸有BIM應(yīng)用案例，目前正處于摸索并逐步推廣階段，發(fā)展很快；到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設(shè)計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實現(xiàn)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。到2020年末，以下新立項項目勘察設(shè)計、施工、運(yùn)營維護(hù)中，集成應(yīng)用BIM的項目比率達(dá)到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)。分別對建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位、施工企業(yè)、工程總承包企業(yè)、運(yùn)營維護(hù)單位提出具有的BIM實施措施與目標(biāo)。BIM時代已經(jīng)到來第一次革命甩圖板第二次革命二維到三維手繪BIMCAD四、BIM環(huán)境與軟件BIM環(huán)境BIM軟件RevitRevit的原理是組合，就像積木一樣，它的門、窗、墻、樓梯等都是組件，而建模的過程則是將這些組件拼成一個模型。BIM軟件Revit門族BIM軟件Revit窗族BIM軟件Revit泵族BIM軟件Revit插件橄欖山快模提供了很多批處理功能，用于快速準(zhǔn)確的建立建筑的三維模型。速博最顯著的作用就是建模的時候更方便配筋。鴻業(yè)非常好的幫助了給排水，暖通和電氣專業(yè)。在族庫管理上，提供本地，客戶和服務(wù)器端的族庫管理。BIM軟件Navisworks/Navigator這兩款軟件分別屬于Autodesk和Bentley兩家公司，功能相似。能將很多種不同格式的模型文件和并在一起?；谶@個能力，產(chǎn)生了三個主要的應(yīng)用功能：漫游，碰撞檢查，施工模擬。BIM軟件Civil3D地理空間設(shè)計軟件，主要做地塊的道路建模，土方計算，雨水分析等。BIM軟件ArchiCAD主要就是建筑專業(yè)的建模，其他的專業(yè)，比如結(jié)構(gòu)，暖通專業(yè)只提供有限功能。BIM軟件AecosimBuildingDesignerBentley公司的產(chǎn)品，完全內(nèi)置了MicroStation，加了四個主要的模塊：建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣。界面非常易懂，而且自帶碰撞檢測，造型能力也很強(qiáng)大。BIM軟件Tekla鋼結(jié)構(gòu)軟件BIM軟件SolibriBIM通常用IFC格式來作為通用的BIM模型格式，常見問題包括：IFC是不是有問題的，比如編號數(shù)據(jù)會不會丟失？幾何約束會不會不存在？Solibri就是解決IFC模型中是否缺少數(shù)據(jù)，是否出現(xiàn)碰撞，是否符合規(guī)定的參數(shù)要求的軟件。BIM軟件廣聯(lián)達(dá)/魯班這兩款軟件主要在工程量統(tǒng)計和進(jìn)度管理上起作用。五、BIM的高校教學(xué)我國的BIM應(yīng)用，尤其是最近幾年發(fā)展非常快，BIM的應(yīng)用帶來的人才的需求，這些人才都需要我們高校去培養(yǎng)。如何在高校開展BIM的教學(xué)？發(fā)達(dá)國家正逐步將BIM技術(shù)融入到高校工程管理教學(xué)中，并進(jìn)行了一系列課程研究和改革。奧本大學(xué)AuburnUniversity在本科生課程中開設(shè)面向施工專業(yè)學(xué)生的BIM軟件課程，通過實踐發(fā)現(xiàn)，與相鄰建筑院系學(xué)生相比他們的學(xué)生具有更強(qiáng)的能力。伍斯特理工學(xué)院（WorcesterPolytechnicInstitute，WPI）將BIM應(yīng)用到土木和環(huán)境工程專業(yè)的一些課程中，提高了學(xué)生完成作業(yè)的速度和效率。BIM與高校人才培養(yǎng)高校現(xiàn)有BIM教學(xué)模式教軟件，只教軟件以及軟件的使用方法；結(jié)合實例來教軟件以教BIM的理論為主理論結(jié)合實際，所謂實際就是結(jié)合軟件的操作帶教教學(xué)原則區(qū)分層次要定位好學(xué)校與學(xué)生的層次重視基礎(chǔ)重視基本方法和基本技術(shù)，這兩個方面合起來就是基礎(chǔ)理論。輔以實踐軟件操作也是不可缺少的，而且需要使用最新的軟件，結(jié)合實例操作。結(jié)合專業(yè)按照專業(yè)來組織教學(xué)內(nèi)容，有分有合。教學(xué)內(nèi)容BIM簡介BIM基本概念和原理BIM體系架構(gòu)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)BIM建模技術(shù)BIM在建筑生命期內(nèi)的應(yīng)用技術(shù)BIM應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)BIM研究和發(fā)展趨勢。六、鄭州大學(xué)工程虛擬實驗中心簡介鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院工程虛擬實驗中心籌建于2014年，經(jīng)過前期調(diào)研于14年年底確定最終建設(shè)方案，2015年元月完成建設(shè)招標(biāo)，由河南建科軟件技術(shù)有限公司承建，當(dāng)年5月份設(shè)備陸續(xù)到貨，開始線路布設(shè)及設(shè)備安裝調(diào)試，最終于9月份完成全部驗收工作并投入使用。工程虛擬實驗中心教學(xué)機(jī)房工程虛擬實驗中心教學(xué)機(jī)房圖形工作站+

專業(yè)圖形顯示器+

設(shè)計建模軟件CPU：I7-4770主板芯片：C2