建筑信息模型BIM技術的應用

1、建筑信息模型(BIM)技術的應用pangying  發(fā)布于  2014-04-17  瀏覽  366人次       建筑信息模型( B u i l d i n g  I n f o r ma t i o n  Mo d e l i n g，o r  BI M) 是以三維數(shù)字技術為基礎，集成了建筑工程項 目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型。BI M是對工程項目設施實體 與功能特 性的數(shù) 字化表達 ( N  I   S

2、60; T 2 0 0 6 ) 。作為建筑信息技術新的發(fā)展方向，幾年來 ，BI M 從一個理想概念成長為今日的應用工具，給整個建筑行業(yè)帶來了多方面的機遇與挑戰(zhàn) 。設計師通過運用新式工具，改變了以往方案設計的思維方式;承建方由于得到新型的圖紙信息，改變了傳統(tǒng)的操作流程 ；管理者則因使用統(tǒng)籌信息的新技術， 改變其前前后后工作 日程、 人事安排等一系列任務的分配方法。作為一項新的計算機軟件技術，BI M 是繼計算機輔助設計( Co mp u t e r   Ai d e d   De s i g n   o r  CAD)之后的新

3、生代，通過支持 BI M 技術或相關軟件得以實現(xiàn)( Au t o d e s k   2 0 0 7 ) 。同時BIM 從 CAD擴展到了更多的軟件程序領域,如工程造價、進度安( I n n o v a ya   2 0 0 7 ) ，還蘊 藏 著服務于 設 備管 理等方 面 的潛能 。BI M  給建筑行業(yè)( A   r chi t   e ct U   r e，E n g i n e e r i n g，a n d   Co n s t r u c t i o

4、n   o r   AEC)的軟件應用， 增添了更多的智能工具，實現(xiàn)了更多的職能工序。       BI M 是建筑工程信息化歷史上的一個革新 。在實際應用上，BIM 的信息技術可以幫助所有工程參與者提高決策效率和正確性。比如， 建筑專業(yè)完全是從三維考慮和推敲建筑內外的方案，而2 D圖紙信息僅通過映像截取就可輕松獲得 。結構專業(yè)則可在其參數(shù)化的信息中，取墻體材料強度及墻上孔洞大小 ， 進行計算。 施工單位則可取其墻上參數(shù)化的混凝土類型、 配筋等信息，進行水泥等材料的備料及下料。預算造價單位則可取門窗類型及制造商的產

5、品數(shù)據(jù)庫等綜合信息 ， 進行造價總預算,產品定貨等 。物業(yè)單位則可以用之進行可視化物業(yè)管理 。這些過程在 BI M支持下，將大大地減少信息傳遞過程中的丟失及重建。1 設計類B I M軟件BI M 的技術是通過建筑業(yè)應用軟件程序來實現(xiàn)的 ， 這些軟件類別包括建筑設計、工程設計、施工管理、預算、設備管理等。當前 ，BI M 設計軟件的市場有三家主流公司 ，分別是 Au t o d e s k公司 ，Be n t l e y公司和Gr a p h i s o f t Ne me t s c h e k AG 公司。Au t o de s k  Re v i t的三個系列， Re vi t

6、Ar c hi t e c t ur e，Re vi t   St r u c t u r e，a nd   Re vi t  ME P( Re v i t   2 0 0 8 ) 分別對應于建筑、 結構以及設備幾個不同的專業(yè)領域。參數(shù)化建筑圖元是Re v i t 的核心 ， 而參數(shù)化修改引擎提供的參數(shù)更改技術 ，使用戶對建筑設計文檔任何部分的更改都能夠自動放映到其他視圖， 引起關聯(lián)變更。建筑軟件以墻柱、樓板、屋頂 ，門窗等構件為基本圖元構件；結構軟件以梁、板、柱為主；設備軟件的基本圖元構件比較多， 大致規(guī)劃成機械、 電、

7、泵、消防等幾個 系統(tǒng)( Re v i t   ME P   2 0 0 8 ) 。每一種圖元都被分成 “ 族 一類型 一實例”的等級，最終落實搭建 BI M模型的是 “ 實例”。能夠在整個項 目中 自動協(xié)調在任何時刻、任何地方所作的任何變更，從而確保設計和 文檔 保持 協(xié)調 、一 致與完整。另外，Au t o d e s k還提供其它一些基于 3 D并帶參數(shù)設計的軟件， 如Au t o CAD  Ar c h i t e c t u r e 2 0 0 8 ， Au t o CAD  ME P   2 0 0 8

8、。 在北美地區(qū)，Au t o d e s k   Re v i t在建筑師圈中占據(jù)明顯優(yōu)勢( Khe ml a n i  2 0 0 7 ) 。Be nt l e y提倡利用Mi c r o s t a t i o n做平臺，從 CAD平穩(wěn)向 BI M 過渡 Gr a p hi s o f t ( Ne me t s c h e k  AG) 的Ar c h i CAD是專門為建筑師服務的專業(yè)設計軟件。 它的特色之處在于使用 “ 幾何設計語言” ，簡單參數(shù)化程序設計語言 。用戶可以通過它創(chuàng)建智能化建筑構件。 此外，一種新的基于3 D的軟件可以用

9、來做沖撞檢測。這種程序可以根據(jù)各種不同的設計原則 ，讓計算機 自動地檢測構件對象間的相互影響。 比如 ， 可以測試并顯示出消防水管是否在梁上穿洞而過 ，可以提示出空調管道是否與天花板位置相互沖突。由于 B I M 軟件的使用 ，這種沖撞檢測應用程序在 AEC行業(yè)中開始變得越來越重要了。I nno v a ya ( I nn ov a ya  2 0 07 ) 和 Na v i s wo r k s( Na v i s wo r k s   2 0 0 7 )都提供該種應用軟件。  2 施工類 B I M軟件 隨著 BI M設計軟件的發(fā)

10、展，相應出現(xiàn)了更多的應用程序去開拓 “ BI M”中 “ I ”的用途。 BI M從3 D模型的創(chuàng)建職能發(fā)展出4 D( 3 D+時間或進度) 建造模擬職能5 F 5 D( 3 D+開銷或造價) 施工的造價職能 ，讓建筑師、工程師 、承建公司能夠更加輕松地預見到施 工 的 開 銷 花 費 與 建 設 的 時 間進 度 。I n n o v a y a 是最早推出BI M施工軟件的公司之一， 支持 Au t o d e s k公司的BI M設計軟件及 Sa ge  Ti mb e r l i n e 預算， Mi c r o s o f t P r o J e c t 及 P r i m

11、a v e r a施工進度。I n n o v a y a的重頭產品 ，Vi s u a l   E s t i ma t i n g和 Vi s u a l  S i mu l a t i o n，針對輔助施工階段工作任務。具體來說 ，I nn o v a ya  Vi s u a l   E s t i ma t i n g支持 BI M 模型的自動計算并顯示工程量，還可以將設計構件與預算數(shù)據(jù)庫連接 ，以完成工程造價。 工程造價是個復雜的過程，包括分析設計，根據(jù)施工需要對構件進行項目分類并集合， 設定裝配件 、 物料的定量和變量

12、， 編制數(shù)據(jù)庫 ， 再將工程項目的數(shù)據(jù)信息擇錄載入這些產品數(shù)據(jù)庫，最終使它們價格化。當前的 B I M 設計軟件程序不能精確統(tǒng)計到施工裝配件上的細節(jié) ，諸如一個 “ 墻”構件上的釘子、龍骨、石膏板等。因此 ，B I M 在設計與施工間存在著一道溝塹，而 I n n o v a y a   Vi s u a l   E s t i ma t i n g的作用便體現(xiàn)于此。它可以結合設計模型， 綜合處理施工類的裝配件與物料，進行分類集合、 擇錄工作，直接為工程造價所使用。很重要的一點是，被 Vi s u a l   E s t i ma t

13、 i n g量化的信息，都能在三維空間中與構件直接鏈接。 使用者通過簡單的點選， 即可看到有哪些構件、具體在什么位置 、花費了多少開銷， 并可以隨著設計的深入及時更新， 真正實現(xiàn) 5 D施工( Khe ml a n i   2 0 0 6 ) 。US Co s t S u c c e s s   De s i gn   E x c h a n g e 和 Wi n e s t 也支持 R   e   v   i   t，但這些 應用程序尚未達到I n n

14、o v a y a自動化、 可視化和精細化的程度。對于進度策劃的需求，由I nno v a ya Vi s u a l   S i mu l a t i o n ( 可視化模擬建造) 給BIM 的使用者提供程序工具。作為一個計劃和施工分析的新型工具 ，Vi s u a l   S i mu l a t i o n可以將MS   Pr o j e c t 或者Pr i ma v e r a 活動計劃與3 DB I M 模型銜接 。因此 ，項 目進度計劃可以通過3 D構件在施工進度安排下的建造過程表現(xiàn)出來這就是 4 D( 3 D+時間)施

15、工或4 D模擬的概念 。由這個方式產生出的任務可以自動地關聯(lián)到 B I M構件上 ，并且還無需手寫表格即可快捷完成( Ru n d e l l a n d   S t o we   2 0 0 6 ) 。一旦調整進度 圖表，則與其相關的BI M構件的施工安排也將相應地更改 ，并在4 D摸擬建造時體現(xiàn) 出來。這是因為任務和構件是關聯(lián)的，所以任務時間的改變，意味著構件的摸擬建造過程也將改變。 類似的軟件還有Na v i s wo r k s 公司的 Ti me l i n e r 。3  B I M在建筑工程生命周期中的應用BI M 為真正實現(xiàn) B

16、LM( Bundi ng Li f e c y c l e   Ma n a g e me n t ) 的理念提供了技術支撐。建筑工程生命周期主要包括建筑物進行設計 、 施工、 運營使用乃至拆除的完整過程。概括地講 ，B I M是將規(guī)劃、設計、施工、 運營等各階段的數(shù)據(jù) ， 全部逐漸累積于一個數(shù)據(jù)結構 ，其中既包含著三維模型的信息也存儲著具體構件的參數(shù)數(shù)據(jù) 。BIM 的數(shù)據(jù) 由建筑行業(yè)軟件程序產生、輸入并支援，用以共享和交換項 目的信息并協(xié)助建設項 目過程中的整合操作  基于數(shù)字化設計信息的創(chuàng)建，與相關技術產品接口，可以改變建設工程信息的管理過程和共享過程 ，從而

17、實現(xiàn) BL M。從前期設計階段 ，BI M 便開始建立一個貫穿始終的數(shù)據(jù)庫檔案 。隨著項目展開，B I M的數(shù)據(jù)信息跟隨方案自動積累與更新，設計的方案隨著計劃的調整而改變。這就使得項 目的前期設計工作在有限的時間得到更多的預選方案。BI M 的前期設計數(shù)據(jù)進入到概 念設計階段 ，將開始逐步地擴充起來 。由于不同軟件程序 只存取同一組信息數(shù)據(jù) ，設計的數(shù)據(jù)可以在項目參與者間循環(huán) ， 因此大大提高了數(shù)據(jù)的有效利用率。有了BI M共享基礎 ， 在作建筑設計的同時，建筑師就可以便捷地計算出方案的綠色指 標、經濟指標 、 概預算等數(shù)值 ，反過來再影響方案的設計進行改良。 接下來 ，這些數(shù)據(jù)將繼

18、續(xù)在擴初設計中得以細致化、 完善化。最終 基于BI M 的擴初設計，通過截取 BI M 模型就完成了布圖，使用提取工具就完成了文案的編制 ，呈交一套完整的產品設計。這個階段的工 作新穎之處 體現(xiàn)在 ，基于 BI M的設計產品都是BI M模型創(chuàng)作的副產品，都是從詳盡的數(shù)據(jù)庫中得來的， 圖紙輸出或是文檔編制并沒有本質的不同 ，只是出于不同的目的， 從不同的角度，用不同的格式來查看項 目模型的數(shù)據(jù)而 已。B I M 的數(shù)據(jù)傳承到施工階段，承建公司用來做工程量化 、 進度編排、 工程造價等動工前的準備 ，用以安排采購、下包、后勤等工作任務。施工階段中的BI M數(shù)據(jù)庫也隨 著工作安排的展開而得

19、以補充 。如設計變更信息 、實際采購信息、設備租賃信息、人力資源信息等都會被存儲到BI M數(shù)據(jù)庫中。最終完成的工程項 目實體與BI M 模型的數(shù)據(jù)是完全對應的 ，每項物質零件都有其準確的電子數(shù)據(jù)信息存檔備案。BI M信息傳遞的最終階段是建筑物投入運營使用的階段 。 理論上 ， 一套完整的建設數(shù)據(jù)可以協(xié)助進行設備管理 。 如三維的圖形信息， 可以虛擬安置設備；構件的參數(shù)數(shù)據(jù)， 定是作為修 建改造 工程的基本信 息 ，潛 力無限( NBI MS   2 0 0 7 ) 。4  B I M優(yōu)化建設過程及參與方的受益B I M 協(xié)助整合項目的工作內容 ，能夠優(yōu)化整個建設過程。 作為設計工具 ，BIM整合了設計師的各項工作。設計師繪圖工作不再分圖面進行，設計內容與編檔內容關聯(lián)映射 ，極大地提高設計生產率和設計質量。作為數(shù)據(jù)載體，BI M 整合了來 自各方信息的管理工作。因為減少了人們在不同軟件系統(tǒng)上輸入相同項 目信息時而發(fā)生不必要的數(shù)據(jù)錯誤，并通過使用電腦對項目數(shù)據(jù) 多次復用， 所以設計信息不會在轉交、傳遞或調整中遺漏丟失 ，減少重建信息勞動消耗作為交流平臺，BI M 整合了