BIM技術(shù)應用現(xiàn)狀及發(fā)展研究

1、BIMBIM技術(shù)應用及發(fā)展研究技術(shù)應用及發(fā)展研究二一四年三月二一四年三月 新技術(shù)的產(chǎn)生新技術(shù)的產(chǎn)生 什么是什么是BIM BIM所帶來的好處所帶來的好處 BIM的應用空間（前景）及現(xiàn)狀的應用空間（前景）及現(xiàn)狀 BIM在建立企業(yè)的未來發(fā)展在建立企業(yè)的未來發(fā)展 新技術(shù)的產(chǎn)生 您可能見過您可能見過 您也可能見過您也可能見過1980199020002010 設(shè)計信息設(shè)計信息 創(chuàng)建創(chuàng)建 共享共享 管理管理甩圖板工程甩圖板工程行業(yè)效益/競爭力結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)方案數(shù)據(jù)方案數(shù)據(jù)暖通數(shù)據(jù)暖通數(shù)據(jù)工程量估算工程量估算施工圖數(shù)據(jù)施工圖數(shù)據(jù).BIM 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫沒有實質(zhì)聯(lián)系的數(shù)據(jù)孤島彼此關(guān)聯(lián)/多專業(yè)自動施工圖紙BIM出

2、現(xiàn)并非偶然，而是順應整出現(xiàn)并非偶然，而是順應整個設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展潮流而生！個設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展潮流而生！ BIMBIM的的出現(xiàn)出現(xiàn) 新技術(shù)的產(chǎn)生BIM在建筑能耗評估方面的應用 二十世紀以后，各國的二十世紀以后，各國的能源短缺問題日益突出。能源短缺問題日益突出。 現(xiàn)階段大多節(jié)能建筑側(cè)現(xiàn)階段大多節(jié)能建筑側(cè)重于外觀和功能，而忽視重于外觀和功能，而忽視建筑的能效設(shè)計，沒有對建筑的能效設(shè)計，沒有對工程方案能耗進行系統(tǒng)的工程方案能耗進行系統(tǒng)的分析與計算。分析與計算。 產(chǎn)生產(chǎn)生“可視化可視化”的三維的三維數(shù)字建模技術(shù)數(shù)字建模技術(shù)BIMBIM技技術(shù)。術(shù)。 什么是BIMBIM全稱： Building Inform

3、ation Modeling 建筑信息模型 簡要的描述成：通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，在這里信息不僅是三維幾何形狀信息，還包含大量的非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格和進度等等。BIM的三個特點構(gòu)件組合：BIM由無數(shù)虛擬構(gòu)件拼裝而成，通過調(diào)節(jié)構(gòu)件參數(shù)，就可導致構(gòu)件形體發(fā)生改變，滿足設(shè)計。這樣會使我們同時對構(gòu)件進行相關(guān)統(tǒng)計和計算構(gòu)件關(guān)聯(lián)：構(gòu)件組合的衍生數(shù)據(jù)庫組織共享：信息模型的設(shè)計信息都以數(shù)字的形式保存在數(shù)據(jù)庫中，便于更新和共享；通過數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)及構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以很容易的虛擬出一個BIMu1975年，Chuck Eastman，“BIM之父”，“Buildin

4、g Description System”系統(tǒng)；u20世紀80年代后，芬蘭學者，“Product Information Model”系統(tǒng)；u1986年，美國學者Robert Aish，“Building Modeling”；u2002年由Autodesk公司提出建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM),是對建筑設(shè)計的創(chuàng)新；學術(shù)研究，無法實踐應用；u進入21世紀，BIM研究和應用得到突破性進展；隨著計算機軟硬件水平的迅速發(fā)展，全球三大建筑軟件開發(fā)商，都推出了自己的BIM軟件。 BIM思想的由來 手圖到二維、三維地信息改革 從2D、3D的傳統(tǒng)建模到4D、

5、5D的信息建模方式 摒棄傳統(tǒng)設(shè)計中資源不能共享、信息不能同步更新、參與方不能很好的相互協(xié)調(diào)、施工過程不能可視化模擬，檢查與維護不能做到物理與信息的碰撞預測等問題。 BIM的發(fā)展從2DCAD過渡到以 BIM 技術(shù)為核心的多種建筑3DCAD，將是未來計算機輔助建筑設(shè)計的發(fā)展趨勢。 施工階段運營管理設(shè)計階段銷售招商全壽命周期可視化：“所見即所得”。 模型三維的立體實物圖形可視， 項目設(shè)計、建造、運營等整個建設(shè)過程可視。 方便進行更好的溝通、討論與決策。協(xié)調(diào)性： 各行業(yè)項目信息出現(xiàn)“不兼容”現(xiàn)象。如管道與結(jié)構(gòu)沖突，各個房間出現(xiàn)冷熱不均，預留的洞口沒留或尺寸不對等情況。 使用有效BIM協(xié)調(diào)流程進行協(xié)調(diào)綜

6、合，減少不合理變更方案或問題變更方案世博奧地利館管線綜合 BIM帶來的好處模擬性： 3D畫面的模擬 能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。 4D（發(fā)展時間上）的模擬 5D（造價控制上）的模擬 對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。 BIM帶來的好處 BIM帶來的好處模擬性： 3D畫面的模擬 能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。 4D（發(fā)展時間上）的模擬 5D（造價控制上）的模擬 對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。日照模擬自然通風系統(tǒng)模擬熱能環(huán)境模擬受風力及流體力學模擬 BIM帶來的好處模擬性： 3D畫面的模擬 能效、緊急疏散、日照、熱能傳導

7、等的模擬。 4D（發(fā)展時間上）的模擬 5D（造價控制上）的模擬 對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。 BIM帶來的好處模擬性： 3D畫面的模擬 能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。 4D（發(fā)展時間上）的模擬 5D（造價控制上）的模擬 對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。 BIM帶來的好處模擬性： 3D畫面的模擬 能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。 4D（發(fā)展時間上）的模擬 5D（造價控制上）的模擬 對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。優(yōu)化性： BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具能對項目進行可能的優(yōu)化處理 利用模型提供

8、的各種信息來優(yōu)化，如幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息 給復雜程度高的建筑優(yōu)化可出圖性： 建筑設(shè)計圖+經(jīng)過碰撞檢查和設(shè)計修改=綜合設(shè)計施工圖如綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等實用的施工圖紙。 BIM帶來的好處合理優(yōu)化 BIM的應用空間（前景）及現(xiàn)狀Page 201.1. 記錄和評估存量物業(yè)記錄和評估存量物業(yè)：用BIM模型來記錄和評估已有物業(yè)可以為業(yè)主更好地管理物業(yè)生命周期運營的成本，如果能夠把物業(yè)的BIM信息和業(yè)主的業(yè)務決策和管理系統(tǒng)集成，就能使業(yè)主如虎添翼；2.2. 產(chǎn)品規(guī)劃：產(chǎn)品規(guī)劃：通過BIM模型使設(shè)計方案和投資回報分析的財務工具集成，業(yè)主就可以實

9、時了解設(shè)計方案變化對項目投資收益的影響；3.3. 設(shè)計評估和招投標：設(shè)計評估和招投標：通過BIM模型幫助業(yè)主檢查設(shè)計院提供的設(shè)計方案在滿足多專業(yè)協(xié)調(diào)、規(guī)劃、消防、安全以及日照、節(jié)能、建造成本等各方面要求上的表現(xiàn)，保證提供正確和準確的招標文件；4.4. 項目溝通和協(xié)同：項目溝通和協(xié)同：利用BIM的3D、4D（三維模型+時間）、5D（三維模型+時間+成本）模型和投資機構(gòu)、政府主管部門以及設(shè)計、施工、預制、設(shè)備等項目方進行溝通和討論，大大節(jié)省決策時間和減少由于理解不同帶來的錯誤；5.5. 和和GISGIS系統(tǒng)集成：系統(tǒng)集成：無論業(yè)內(nèi)人士還是公眾都可以用和真實世界同樣的方法利用物業(yè)的信息，對營銷、物業(yè)

10、使用和應急響應等都有極大幫助；6.6. 物業(yè)管理和維護：物業(yè)管理和維護：BIM模型包括了物業(yè)使用、維護、調(diào)試手冊中需要的所有信息，同時為物業(yè)改建、擴建、重建或退役等重大變化都提供了完整的原始信息。Page 211.1. 方案設(shè)計：方案設(shè)計：使用BIM技術(shù)能進行造型、體量和空間分析外，還可以同時進行能耗分析和建造成本分析等，使得初期方案決策更具有科學性；2.2. 擴初設(shè)計：擴初設(shè)計：建筑、結(jié)構(gòu)、機電各專業(yè)建立BIM模型，利用模型信息進行能耗、結(jié)構(gòu)、聲學、熱工、日照等分析，進行各種干涉檢查和規(guī)范檢查，以及進行工程量統(tǒng)計；3.3. 施工圖：施工圖：各種平面、立面、剖面圖紙和統(tǒng)計報表都從BIM模型中得

11、到；4.4. 設(shè)計協(xié)同：設(shè)計協(xié)同：設(shè)計有上十個甚至幾十個專業(yè)需要協(xié)調(diào)，包括設(shè)計計劃、互提資料、校對審核、版本控制等；5.5. 設(shè)計工作重心前移：設(shè)計工作重心前移：目前設(shè)計師50%以上的工作量用在施工圖階段，以至于設(shè)計師得到了一個無奈的但又名副其實的稱號-“畫圖匠”，BIM可以幫助設(shè)計師把主要工作放到方案和擴初階段，恢復設(shè)計師的本來面目。Page 221.1. 建立項目的建立項目的BIMBIM模型：模型：使用BIM技術(shù)建立項目模型，成為監(jiān)理進行工程質(zhì)量、工程進度、工程成本及工程安全等控制的依據(jù)，使得監(jiān)理過程更具有科學性；2.2. 設(shè)計碰撞檢查分析：設(shè)計碰撞檢查分析：根據(jù)建立的項目BIM模型，前期

12、對各專業(yè)的碰撞問題進行模擬，生成與提供可整體化協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)的二維圖紙會審耗時長、效率低、發(fā)現(xiàn)問題難的問題；3.3. 基于基于BIMBIM的施工過程的施工過程4D4D模擬：模擬：在 3D 模型的基礎(chǔ)上集成時間維度，實現(xiàn) 4D 模型。4D 模型中既包含了 3D 模型的設(shè)計信息，也包含了施工信息。其核心思想是通過信息技術(shù)手段集成設(shè)計與施工信息，進而實現(xiàn)建設(shè)過程的集成。應用 4D 模型可以模擬施工過程，也可進行施工過程的分析，并支持參與方之間的充分交流與協(xié)作 ；4.4. 基于基于BIMBIM的工程量計算：的工程量計算：完成建設(shè)工程項目的工程量統(tǒng)計、鋼筋統(tǒng)計、造價分析報表等，使從基礎(chǔ)、砼、裝修的

13、工程量統(tǒng)計到梁、板、柱、墻等的鋼筋統(tǒng)計效率和準確性大大提高。Page 231.1. 虛擬建造：虛擬建造：在BIM模型中使用實際產(chǎn)品后進行物理碰撞（硬碰撞）和規(guī)則碰撞（軟碰撞）檢查；2.2. 施工分析和規(guī)劃：施工分析和規(guī)劃：BIM和施工計劃集成的4D模擬，時間-空間合成以后的碰撞檢查；3.3. 成本和工期管理：成本和工期管理：BIM、施工計劃和采購計劃集成的5D模擬；4.4. 預制：預制：BIM和數(shù)控制造集成的自動化工廠預制；5.5. 現(xiàn)場施工：現(xiàn)場施工：BIM和移動技術(shù)、RFID技術(shù)以及GPS技術(shù)集成的現(xiàn)場施工情況動態(tài)跟蹤。Page 24BIM在國外的應用BIM在國內(nèi)的應用阻礙國內(nèi)BIM發(fā)展的

14、一些原因BIM應用現(xiàn)狀應用現(xiàn)狀Page 25BIM在國外的應用l美國到歐美、日本、新加坡等發(fā)達國家l應用領(lǐng)域：設(shè)計階段、施工階段以及建成后的維護和管理階段例：韓國buildingSMART協(xié)會組織的BIM技術(shù)體驗培訓； 美國EcoBuilding America會議組織“水族館”系列小組會。l特點：1、已經(jīng)成為設(shè)計和施工單位承接項目的必要能力，已收到廣泛重視。大企業(yè)已經(jīng)具備了BIM技術(shù)能力；BIM專業(yè)咨詢公司已經(jīng)出現(xiàn)，十分活躍，為中小企業(yè)應用BIM提供有力支持。 2、不再是將BIM應用于建筑工程局部環(huán)節(jié)。例：IPD（Intergrated Project Dilivery）集成項目交付工作模式

15、。 3、應用軟件已經(jīng)比較成熟。Page 26BIM在國內(nèi)的應用l2002年年BIM理念和技術(shù)；理念和技術(shù)；2004年年BIM應用軟件。應用軟件。l奧運村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程、香港地奧運村空間規(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。鐵項目等。l“小荷才露尖尖角小荷才露尖尖角”（BIM是市場規(guī)范化的產(chǎn)物，是全社會各是市場規(guī)范化的產(chǎn)物，是全社會各行業(yè)生產(chǎn)標準到位的產(chǎn)物）行業(yè)生產(chǎn)標準到位的產(chǎn)物）l“十五十五”科技攻關(guān)計劃科技攻關(guān)計劃課題：課題：基于基于IFC國際標準的建筑工程應用軟件研究國際標準的建筑工程應用軟件研究重點：對重點：對BIM數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)標準IFC和應用軟

16、件的研究，開發(fā)了基于和應用軟件的研究，開發(fā)了基于IFC的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工管理軟件。的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工管理軟件。l“十一五十一五”科技支撐計劃科技支撐計劃課題：課題：基于基于BIM技術(shù)的下一代建筑工程應用軟件研究技術(shù)的下一代建筑工程應用軟件研究重點：基于重點：基于BIM技術(shù)的建筑設(shè)計、節(jié)能設(shè)計、成本預測、施工優(yōu)技術(shù)的建筑設(shè)計、節(jié)能設(shè)計、成本預測、施工優(yōu)化、施工安全分析等下一代工程軟件?；?、施工安全分析等下一代工程軟件。Page 27國內(nèi)BIM發(fā)展的阻礙原因推行不夠，不愿打破；容忍不足；不愿學習；本土化不夠；業(yè)務水平不齊；3D軟件速度和功能未平衡。業(yè)業(yè)主主/開開發(fā)發(fā)商商建筑建筑師師項項目目經(jīng)經(jīng)理理繪圖

17、員繪圖員結(jié)結(jié)構(gòu)工程構(gòu)工程師師水暖水暖電電工程工程師師供供應應商商總總承包商承包商施工出施工出圖圖分包商分包商物物業(yè)業(yè)管理管理BIMBIM的應用的應用在建筑工程全過程中的應用傳統(tǒng)人們用2D的方式來表達3D的建筑物 項目復雜性的加大，如規(guī)模的增大以及建筑系統(tǒng)數(shù)量和復雜性的增加等 縮短工期的要求（4D） 控制造價的壓力（5D）BIM在建設(shè)項目的設(shè)計施工運營管理全過程中得到充分的重視。當代2D到nD的表達模式設(shè)計階段空間三維復雜形態(tài)的表達與數(shù)據(jù)共享空間三維復雜形態(tài)的表達與數(shù)據(jù)共享 BIM BIM提供工程全部信息，將提供工程全部信息，將項目各階段主要參與方都集項目各階段主要參與方都集中，做出項目空間三維

18、復雜中，做出項目空間三維復雜形態(tài)的表達。形態(tài)的表達。 虛擬建筑樣機，提供建筑虛擬建筑樣機，提供建筑物精確的空間關(guān)系和數(shù)據(jù)，物精確的空間關(guān)系和數(shù)據(jù)，與其他與其他3D3D建模不同。建模不同。 根據(jù)根據(jù)3D3D模型自動生成和更模型自動生成和更新各種圖形和文檔，自動協(xié)新各種圖形和文檔，自動協(xié)調(diào)更改關(guān)聯(lián)變更相應的信息，調(diào)更改關(guān)聯(lián)變更相應的信息，信息共享同步信息共享同步空間分析、體量分析、效果圖分析三維可視化表現(xiàn)方式結(jié)構(gòu)分析。利用工具軟件創(chuàng)建3D 模型，完成結(jié)構(gòu)條件圖，對結(jié)構(gòu)進行分析，得出合理的結(jié)構(gòu)施工圖。節(jié)能分析。能效分析與計算，節(jié)能？經(jīng)濟？“綠色”？造價分析。運用“零庫存”的生產(chǎn)管理方式，限額領(lǐng)料施工

19、，最大程度發(fā)揮業(yè)主資金的效益。分析階段工序上分析。BIM模型和進度計劃軟件（如MS Project，P3等）的數(shù)據(jù)集成，實時監(jiān)控施工進度，實時調(diào)整現(xiàn)場情況可建性分析。進行安全、施工空間、對環(huán)境影響等全面的可建性模擬分析沖突碰撞檢查分析。建造前期對各專業(yè)的碰撞問題進行模擬，生成與提供可整體化協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)的二維圖紙會審耗時長、效率低、發(fā)現(xiàn)問題難的問題應用BIM整合現(xiàn)場BIM模型的虛擬建筑 + 實際的施工或管理現(xiàn)場 = 操控現(xiàn)場施工主要包括以下幾個方面：現(xiàn)場指導：BIM模型和3D施工圖指導 現(xiàn)場跟蹤： 激光掃描、GPS、移動通訊、RFID和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù) 項目的BIM模型 保證施工期間不產(chǎn)生重

20、大事故（火災） 提供準確、直觀的BIM數(shù)據(jù)庫。施工階段平面圖建筑模型效果圖各種信息各種媒體廣告形式相關(guān)軟件能耗、折舊、安全性預測物業(yè)使用、維護、調(diào)試手冊物業(yè)變化前的原始信息建筑使用情況或性能入住人員與容量建筑已用時間建筑財務方面的信息數(shù)字更新記錄（完工情況、承租人或部門分配、家具和設(shè)備庫存）可出租面積租賃收入部門成本分配的重要財務數(shù)據(jù)。營運階段提供直觀、準提供直觀、準確、高效的奧確、高效的奧運村空間規(guī)劃運村空間規(guī)劃及設(shè)施、奧運及設(shè)施、奧運村物資、設(shè)施村物資、設(shè)施數(shù)據(jù)庫、資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、資產(chǎn)管理及物流服管理及物流服務等信息。務等信息。運營階段的BIM應用建筑圖紙建筑圖紙日照分析日照分析效果圖效果圖能耗分析能耗分析建筑聲學分析建筑聲學分析結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析工程算量工程算量協(xié)同協(xié)同施工管理施工管理水暖電設(shè)計水暖電設(shè)計BIMBIM的應用的應用BIM的的20種應用種應用 鑒于當前鑒于當前BIMBIM技術(shù)在工程建筑行業(yè)的應用，監(jiān)理企業(yè)作為工程項目的必技術(shù)在工程建筑行業(yè)的應用，監(jiān)理企業(yè)作為工程項目的必要參建方之一，要參建方之一，BIMBIM技術(shù)也將是項目監(jiān)理人員控制工程質(zhì)量、工程進度、工技術(shù)也將是項目監(jiān)理人員控制工程質(zhì)量、工程進度、工程安全等方面的程安全等方面的有效手段。有效手