BIM技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

1BIM技術(shù)應(yīng)用及開展二〇一三年七月一、前言二、BIM的開展及概念三、BIM技術(shù)的特性四、BIM與CAD等技術(shù)比照五、BIM案例分析六、BIM引領(lǐng)未來(lái)工程七、結(jié)束語(yǔ)2近年來(lái)，建筑信息模型〔BIM〕的開展和應(yīng)用引起了工程建設(shè)業(yè)界的廣泛關(guān)注。各方一致的觀點(diǎn)是其引領(lǐng)建筑信息化未來(lái)的開展方向，必將引起整個(gè)建筑業(yè)及相關(guān)行業(yè)革命性的變化。一、前言3山東省會(huì)文化中心現(xiàn)代大型建設(shè)工程一般具有投資規(guī)模大、建設(shè)周期長(zhǎng)、參建單位眾多、工程功能要求高以及全壽命周期信息量大等特點(diǎn)，建設(shè)工程設(shè)計(jì)以及工程管理工作極具復(fù)雜性，傳統(tǒng)的信息溝通和管理方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。實(shí)踐證明，信息錯(cuò)誤傳達(dá)或不完備是造成眾多索賠與爭(zhēng)議事件的根本原因，而BIM技術(shù)通過三維的共同工作平臺(tái)以及三維的信息傳遞方式，可以為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工一體化提供良好的技術(shù)平臺(tái)和解決思路，為解決建設(shè)工程領(lǐng)域目前存在的協(xié)調(diào)性差、整體性不強(qiáng)等問題提供可能。一、前言4建筑信息模型(BuildingInformationModeling，簡(jiǎn)稱BIM)，是通過創(chuàng)立并利用數(shù)字模型對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理的過程。它實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)二維繪圖向三維繪圖的轉(zhuǎn)變，它使建筑信息更加全面，直觀的展現(xiàn)出來(lái)。

二、BIM的開展及概念5建筑設(shè)備信息模型BIM建筑信息模型〔BIM〕的概念最早可以追溯到1970年代，時(shí)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)建筑和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)教授ChuckEastman于1975年提出了“BuildingDescriptionSystem〔BDS〕”的概念，可以被視為最早提出的與之相關(guān)的概念。建筑信息模型的概念是伴隨著信息技術(shù)在建筑業(yè)的深入運(yùn)用而產(chǎn)生和開展的，且概念的提出者往往又從多個(gè)方面來(lái)理解與之相關(guān)的問題，因此，其又常以不同的名稱出現(xiàn)，如單一建筑模型〔SingleBuildingModel/SBM〕、集成建筑模型〔IntegratedBuildingModel/IBM〕、通用建筑模型〔GenericBuildingModel/GBM〕及虛擬建筑模型〔VirtualBuildingModel/VBM，Graphisoft〕等。近年來(lái)，隨著各方的看法逐漸趨于一致，建筑信息模型〔BIM〕的說(shuō)法得到了廣泛的認(rèn)同。二、BIM的開展及概念6二、BIM的開展及概念7二、BIM的開展及概念8二、BIM的開展及概念9二、BIM的開展及概念10二、BIM的開展及概念11〔1〕、是出于可視化、工程分析、沖突分析、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)檢查、本錢分析、竣工驗(yàn)收、預(yù)算及其他多種目的而建立一個(gè)設(shè)施電子化模型的行動(dòng)?！睳IBS，美國(guó)國(guó)家建筑科學(xué)研究院〕〔2〕、一種與數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)系基于模型的工程信息技術(shù)。〔AIA，美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)〕〔3〕、為了工程的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)等需要而創(chuàng)立和使用數(shù)字化模型的過程?！睲cGraw-Hill〕〔4〕、是一個(gè)包含了圖形文件〔圖紙〕及非圖形文件〔合同、進(jìn)度方案和其他數(shù)據(jù)〕的單一知識(shí)庫(kù)?！睪raphisoft〕〔5〕、是一個(gè)在建筑物結(jié)構(gòu)在細(xì)節(jié)方面進(jìn)行建模和溝通的過程，以有利于建設(shè)工程的整個(gè)生命周期?！睺ekla〕

1、建筑信息模型的相關(guān)定義：122、建筑信息模型類型劃分：由于不同的定義主體所處的地位不同，其對(duì)建筑信息模型的認(rèn)識(shí)存在著一定的差異，主要可以劃分為三個(gè)類型：〔1〕、實(shí)體論：即認(rèn)為建筑信息模型是一個(gè)模型或知識(shí)庫(kù)，在其中包含了涉及整個(gè)建設(shè)工程生命周期的信息；〔2〕、技術(shù)論：即建筑信息模型是一種實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程信息管理的技術(shù)或者方法；〔3〕、過程論：即建筑信息模型是一種信息管理的過程。

133、建筑信息模型的特征：〔1〕、模型中包含的信息涉及整個(gè)工程生命周期；〔2〕、為工程協(xié)同建設(shè)提供支持；〔3〕、其中涉及的信息是可計(jì)算的，強(qiáng)調(diào)信息的完全數(shù)字化；〔4〕、由參數(shù)定義的、互動(dòng)的建筑物構(gòu)件構(gòu)成，且構(gòu)件中包含了豐富的信息；〔5〕、建筑信息模型中信息的表現(xiàn)可以通過圖形化及非圖形化的方式實(shí)現(xiàn)。

144、建筑信息模型的概念框架：〔1〕、建筑信息模型是一個(gè)綜合多種不同維度的綜合體，單純的從某一個(gè)方面入手不能收到事半功倍的效果；〔2〕、模型是建筑信息模型的根底、核心和對(duì)象，但是，在實(shí)際的工作中，模型的應(yīng)用必須輔以相關(guān)的合同、管理手段，才能真正發(fā)揮其作用，并有效躲避風(fēng)險(xiǎn)；〔3〕、技術(shù)是建筑信息模型的根底，只有在堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持下，才能使建筑信息模型發(fā)揮其作用。

1516傳統(tǒng)實(shí)施示意圖BIM實(shí)施示意圖175、建筑信息模型的內(nèi)涵：BIM是一個(gè)建設(shè)工程〔或設(shè)施〕物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)，屬于共享的知識(shí)資源；在建設(shè)工程全壽命周期，BIM模型的信息可為所有決策提供可靠的依據(jù)；在工程不同階段，不同參與方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息，在共同的模型中實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。建筑信息模型〔BIM〕186、模型不同的分類體系：〔1〕、按照模型中所集成的信息的特征，可以分為3D模型、4D模型、5D模型乃至nD模型等。三維(3D):包含了工程工程所有的幾何、物理、功能和性能信息。四維(4D):是3D加上工程開展的時(shí)間，用來(lái)研究建筑可建性(可施工性)、施工方案安排以及優(yōu)化任務(wù)和工作順序。五維(5D)：是四維(4D)加上造價(jià)控制。六維(6D)：是五維(5D)加上性能分析應(yīng)用，使得可以配合建筑方案的細(xì)化過程逐步深入，做出真正性能好的建筑。19〔2〕、按照專業(yè)和工程建設(shè)階段劃分，可以劃分為：設(shè)計(jì)模型又可以細(xì)分為建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、MEP模型、綜合模型、各種分析模型等。施工模型又可以細(xì)分為總包模型、專業(yè)分包模型等。制造模型設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理模型等?！?〕、按照模型中的信息集中化程度，可以劃分為：集中式模型分布式模型對(duì)于不同類型的建筑信息模型，其中所包含的信息的集成化程度、內(nèi)容等各個(gè)方面存在著較大的差異。1、模型信息的完備性除了對(duì)工程對(duì)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。2、模型信息的關(guān)聯(lián)性系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文件。3、模型信息的一致性在建筑全壽命期，各個(gè)階段都在共同的模型中進(jìn)行信息共享，不需要重新輸入相同的信息。三、BIM技術(shù)的特性2021222324251、二維CAD軟件系統(tǒng)存在的缺乏：〔1〕、各專業(yè)協(xié)作設(shè)計(jì)缺少一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)；〔2〕、2維設(shè)計(jì)禁錮了設(shè)計(jì)師的空間想象力和創(chuàng)造力；〔3〕、設(shè)計(jì)修改工作量巨大；〔4〕、圖紙審查和細(xì)節(jié)檢查復(fù)雜抽象；〔5〕、工程各參與方缺少信息交流平臺(tái)，存在信息斷層。這些缺乏嚴(yán)重阻礙了我國(guó)建筑設(shè)計(jì)以及工程管理水平的整體提升。四、BIM與CAD等技術(shù)比照26四、BIM與CAD等技術(shù)比照27CAD和BIM簡(jiǎn)要比較表BIM包容CAD2、BIM相對(duì)二維CAD的革新：〔1〕、BIM是數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)模式，即以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)替代傳統(tǒng)的圖紙模式?！?〕、BIM提供工程參與方三維的信息共享平臺(tái)，促進(jìn)更有效的互動(dòng)。〔3〕、BIM可實(shí)現(xiàn)建筑工程全壽命周期的信息構(gòu)建?！?〕、BIM能夠?yàn)榻ㄔO(shè)工程全壽命期各參與方提供相應(yīng)的分布式模型。四、BIM與CAD等技術(shù)比照283、BIM相對(duì)相對(duì)傳統(tǒng)3DCAAD的優(yōu)勢(shì)：隨著信息化的推廣，越來(lái)越多三維建模和渲染軟件應(yīng)用于建筑行業(yè)，如3DMAX、3DstudioVIT、FormZ等。但是這些3D模型僅僅是簡(jiǎn)單的幾何體的組合，其中無(wú)法包含特定建筑構(gòu)件的屬性，無(wú)法進(jìn)行協(xié)助分析各個(gè)方面的建筑性能，也無(wú)法作為協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同管理的平臺(tái)。而基于BIM技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)可以創(chuàng)立出包含大量真實(shí)建筑信息的虛擬建筑模型。其中包含了建筑構(gòu)造、工藝和建筑材料等建造一個(gè)建筑所需要的所有組成局部。它是一個(gè)囊括建筑所有信息的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以在整個(gè)建筑業(yè)中發(fā)揮作用，管理建筑全壽周期的所有信息。四、BIM與CAD等技術(shù)比照29BIM在工程建設(shè)全壽命周期中的應(yīng)用主要包括：本錢預(yù)算、各階段規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案論證、能量分析、日照分析、3D協(xié)調(diào)、信息化工程管理以及基于BIM模型的運(yùn)營(yíng)維護(hù)等。五、BIM案例應(yīng)用分析30一體化BIM信息模型上海中心大廈工程概況

上海中心大廈，位于浦東的陸家嘴功能區(qū)，占地3萬(wàn)多平方米。主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580米，總高度632米，總建筑面積57萬(wàn)平方米。“上海中心”總投入將達(dá)148億元，在2010年上海世博會(huì)時(shí)地下局部封頂，2012年結(jié)構(gòu)封頂且局部投入運(yùn)營(yíng)，2014年竣工交付使用。應(yīng)用亮點(diǎn)

材料垂直運(yùn)輸控制

BIM數(shù)據(jù)共享31BIM數(shù)據(jù)共享

在工程上采用魯班PDS系統(tǒng)管理和共享BIM數(shù)據(jù)，工程部成員可隨時(shí)訪問。共有8名施工人員〔樓上4名，地下室4名〕采用魯班MC系統(tǒng)，魯班駐場(chǎng)人員算量時(shí)共分7個(gè)專業(yè)〔給排水、空調(diào)水、消防水、空調(diào)風(fēng)、防排煙、強(qiáng)電、弱電〕，已完成共六個(gè)區(qū)〔不包含地下室局部〕的工程量上傳到MC系統(tǒng)。32上海金虹橋國(guó)際中心工程概況

上海金虹橋國(guó)際中心，占地面積3.55萬(wàn)平方米，總建筑面積26萬(wàn)平方米。其中地上建筑面積14萬(wàn)平方米，地下建筑面積12萬(wàn)平方米。建成后可提供商務(wù)辦公11萬(wàn)平方米，商業(yè)設(shè)施7萬(wàn)平方米，配套設(shè)施8萬(wàn)平方米。應(yīng)用亮點(diǎn)

虛擬施工指導(dǎo)

建造階段碰撞檢查

本錢控制3334

建模完成后可提交工程量，如因碰撞對(duì)管線進(jìn)行修改后，工程量會(huì)自動(dòng)調(diào)整。預(yù)決算控制對(duì)上協(xié)助與業(yè)主結(jié)算，對(duì)下協(xié)助與班組結(jié)算。對(duì)于設(shè)備安裝中所涉及的所有設(shè)備進(jìn)行虛擬全尺寸模擬，在三維中反映設(shè)備的真實(shí)形狀，為精確碰撞檢查提供支持。常州九洲花園、月星環(huán)球商業(yè)中心、經(jīng)緯大廈工程概況

九洲花園期由18#、23#兩棟高層與P3平臺(tái)和地下室組成，總建筑面積為5.7萬(wàn)平方米。月星環(huán)球商業(yè)中心，建設(shè)面積達(dá)40萬(wàn)平方米，并與一期工程8萬(wàn)平方形成無(wú)縫連接，建成后工程地上地下總建筑面積接近50萬(wàn)平方米。經(jīng)緯大廈，總建筑面積為5萬(wàn)平方米。應(yīng)用亮點(diǎn)

造價(jià)控制

建立BIM數(shù)據(jù)中心

工程檔案資料庫(kù)建立

虛擬施工指導(dǎo)

施工動(dòng)畫3536模型創(chuàng)立無(wú)錫正方園科技大廈、無(wú)錫地鐵控制中心工程概況

無(wú)錫正方園總部大樓〔正方園科技大廈〕，工程為1棟高層建筑，地下2層，地上19層，總建筑面積為4.3萬(wàn)平方米，工程為框剪結(jié)構(gòu)。爭(zhēng)取省級(jí)優(yōu)質(zhì)工程，通過綠色建筑二星認(rèn)證。

無(wú)錫地鐵控制中心及配套設(shè)施工程，該工程為新建一幢29層高綜合辦公樓,設(shè)有兩層高地下室及兩幢八層到十層高的裙樓,總建筑面積約為11萬(wàn)平方米,包括:地鐵控制中心、110KV主變站、地鐵行政辦公用房和公安公交分局。應(yīng)用亮點(diǎn)

主材管控

本錢控制

建造階段碰撞檢查

虛擬施工指導(dǎo)3738工程實(shí)施主材管控杭州奧體中心工程概況

杭州奧體博覽城2006年規(guī)劃建設(shè)，2007年正式啟動(dòng)，規(guī)劃面積近6平方公里，已確定建設(shè)工程建筑面積達(dá)270萬(wàn)平方米，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，總投資100多億。主體育場(chǎng)館于2009年10月29日開工。應(yīng)用亮點(diǎn)

根底數(shù)據(jù)提供

變更維護(hù)

造價(jià)控制39上海路發(fā)廣場(chǎng)工程概況

路發(fā)廣場(chǎng)位于上海市浦東新區(qū)，建筑總建筑面積約118075平方米。地上建筑面積約62023平方米，地下建筑面積約56052平方米。北側(cè)為(主樓A)十三層的甲級(jí)辦公樓，屋面標(biāo)高為59.40m.；東側(cè)為(主樓B)十九層的五星級(jí)酒店，屋面標(biāo)高為78.000m；其中整個(gè)綜合體的地下二層至地上四層均為酒店配套、辦公配套及社區(qū)配套，五層為空中花園；地下四層，結(jié)構(gòu)底板面標(biāo)高為-22.6m；〔人防工程設(shè)在地下四層，平時(shí)為車庫(kù)，人防抗力級(jí)別為常六級(jí)〕。應(yīng)用亮點(diǎn)

深基坑施工技術(shù)方案指導(dǎo)

支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題指導(dǎo)

輔助施工進(jìn)度控制40蘇州現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)工程概況

蘇州播送電視臺(tái)總臺(tái)現(xiàn)代傳媒廣場(chǎng)工程位于蘇州工業(yè)園區(qū)南施街以東，翠園路以南，中央河以北，總建筑面積約32.8萬(wàn)平方米。工程地下三層，地上由二幢塔樓及裙房組成。辦公塔樓42層，高度214.8米，采用核心筒鋼框架結(jié)構(gòu)體系，裙房演播樓采用重型全鋼結(jié)構(gòu)。酒店塔樓38層，高度164.9米，采用核心筒-外框架勁性結(jié)構(gòu)，裙房商業(yè)樓采用框架結(jié)構(gòu)。應(yīng)用亮點(diǎn)

施工本錢控制

技術(shù)方案優(yōu)化

技術(shù)方案優(yōu)化411、BIM在未來(lái)工程中的可預(yù)見性BIM理念的直觀感受使越來(lái)越多的甲方在招標(biāo)文件中明確指出需要乙方具備REVIT等BIM軟件設(shè)計(jì)能力。由于工程的需要也同樣使得越來(lái)越多的設(shè)計(jì)單位、施工單位去涉及到BIM技術(shù)領(lǐng)域。2、BIM在工程中的優(yōu)越性BIM等同于在工程開始之前設(shè)計(jì)師就在電腦上將整棟建筑建成，實(shí)現(xiàn)了讓設(shè)計(jì)師在辦公室就可以直觀、準(zhǔn)確、全面的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，提高工作效率，防止了CAD制圖工程師對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況不了解的問題，并且在一定程度上減少了工程中組織協(xié)調(diào)的工作量。六、BIM引領(lǐng)未來(lái)工程423、BIM在工程中的可行性〔1〕BIM初期電腦