BIM技術(shù)在各階段的應用

1、 項目所達目標1、本工程的主要目標為：圖模管理：圖模會審、深化設計、圖紙管理、模型更新維護、施工技術(shù)交底鋼筋節(jié)點配筋交底、二次砌筑墻交底、人防區(qū)域機電施工交底、施工方案模擬及展示群塔方案模擬、局部腳手架方案模擬現(xiàn)場管理：場區(qū)布置模型、人員管理。進度管理：可視化進度展示、進度預警。2、在施工全過程中對深化設計、施工工藝、工程進度、施工組織及協(xié)調(diào)配合方面高質(zhì)量運用BIM技術(shù)進行模擬管理，提高本工程管理信息化水平，提高工程管理工作的效率，為本工程全生命周期管理中提供施工管理階段數(shù)字化信息，充分保障業(yè)主后期工程運營管理。在整個工程深化設計、施工進度、資源管理及施工現(xiàn)場等各個環(huán)節(jié)，進行信息的建立與收集，

2、基于BIM平臺進行碰撞檢查、工藝模擬、進度模擬、施工現(xiàn)場平面圖布置、消防疏散模擬等應用，最終形成完整的竣工信息模型，從而完成工程全生命周期管理環(huán)節(jié)中施工環(huán)節(jié)的信息建立，保證從設計到施工的BIM信息的延續(xù)性和完整性。BIM技術(shù)在設計階段的應用 1.1提供了全新三維狀態(tài)下可視化的設計方法 BIM技術(shù)下的建模設計過程是以三維狀態(tài)為基礎，不同于CAD的基于二維狀態(tài)下的設計。在常規(guī)CAD狀態(tài)下的設計，繪制墻體、柱等構(gòu)件沒有構(gòu)件屬性，只有由點、線、面構(gòu)成的封閉圖形。而在BIM技術(shù)下繪制的構(gòu)件本身具有各自的屬性，每一個構(gòu)件在空間中都通過X、Y、Z坐標各自的獨立屬性。設計過程中設計師設想能夠通過電腦屏幕上虛擬

3、出來三維立體圖形，到達三維可視化下的設計。同時構(gòu)建的模型具有各自的屬性，如柱子，點擊屬性可知柱子的位置、尺寸、高度、混凝土強度等，這些屬性通過軟件將數(shù)據(jù)保存為信息模型階段BIM，也可以由其他專業(yè)導入數(shù)據(jù)，提供了協(xié)同設計的基礎。 1.2提供各個專業(yè)協(xié)同設計的數(shù)據(jù)共享平臺 首先，在傳統(tǒng)條件下各個專業(yè)間的建筑模型設計數(shù)據(jù)不能相互導出和導入，使各個專業(yè)間缺乏相互的協(xié)作，即使設計院內(nèi)部通過大量的技術(shù)把關，也只能解決建筑和結(jié)構(gòu)間的構(gòu)件尺寸統(tǒng)一問題，對于水電、暖通和建筑、結(jié)構(gòu)間的構(gòu)件沖突都只能在施工過程中進行修改。因此各專業(yè)圖紙間的矛盾眾多，導致施工過程中變更加大，施工單位在施工過程中協(xié)調(diào)難度增加；設計單位

4、不斷調(diào)整設計變更增加工作量，造成工程成本增加，達不到業(yè)主要求。 其次，在BIM技術(shù)下的設計，各個專業(yè)通過相關的三維設計軟件協(xié)同工作，能夠最大程度的提高設計速度。并且建立各個專業(yè)間互享的數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)各個專業(yè)的有機合作，提高圖紙質(zhì)量。例如歐特克通過開發(fā)的AutoCAD Architecture、AutoCAD Revit、Revit Architecture、Autodesk Robot structural analysis 系列軟件，使建筑工程師在完成建筑選型、建筑平面、立面圖形布置完成后，即可將數(shù)據(jù)保存為BIM信息，導入結(jié)構(gòu)工程師、設備水電工程師專業(yè)數(shù)據(jù)，由結(jié)構(gòu)工程師進行承重構(gòu)件的設計和結(jié)

5、構(gòu)計算，設備及水電專業(yè)工程師同時進行各自專業(yè)設計。在建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)都完成后，將包含建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)數(shù)據(jù)的BIM信息導入水電、暖通、電梯、智能專業(yè)進行優(yōu)化。同時水電、暖通、設備等專業(yè)的BIM信息也可以導入建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)，到達了各個專業(yè)間數(shù)據(jù)的共享和互通，真正實現(xiàn)在共享平臺下的協(xié)同設計，在設計過程中能夠進行各個專業(yè)間的有效協(xié)調(diào)，防止各個專業(yè)間的構(gòu)件矛盾。 1.3提供設計階段進行方案優(yōu)化的基礎 在設計階段方便、迅速的進行方案經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)化： 在BIM技術(shù)下進行設計，專業(yè)設計完成后則建立起工程各個構(gòu)件的基本數(shù)據(jù)；導入專門的工程量計算軟件，則可分析出擬建建筑的工程預算和經(jīng)濟指標，能夠立即對建筑的技術(shù)、經(jīng)濟性

6、進行優(yōu)化設計，到達方案選擇的合理性。 實現(xiàn)了可視化條件下的設計 第一，方便了建筑概念設計和方案設計。傳統(tǒng)條件下，建筑概念設計基本上是依靠建筑師設想出建筑平面和立面體型，但是直觀表述建筑師的設想較為困難，通暢借助制作幻燈片向業(yè)主表述自己的設計概念，而業(yè)主不能直接理解設計概念的內(nèi)涵。 在三維可視化條件下進行設計，三維狀態(tài)的建筑能夠借助電腦呈現(xiàn)，并且能夠從各個角度觀察，虛擬陽光、燈光照射下建筑各個部位的光線視覺，為建筑概念設計和方案設計提供了方便；同時，設計過程中，通過虛擬人員在建筑內(nèi)的活動，直觀的再現(xiàn)人在真正建筑中的視覺感受；使建筑師和業(yè)主的交流變得直觀和容易。 第二，為空間建筑設計提供了有力工具

7、。在傳統(tǒng)的二維狀態(tài)下進行設計，對于高、大、新、奇的建筑，建筑師、結(jié)構(gòu)師都很難理解到各個構(gòu)件在空間上的位置和變化，設備工程師、電氣工程師更難在空間建筑內(nèi)進行設備、管線的準確定位和布置。建筑、結(jié)構(gòu)與設備、管線位置關系出現(xiàn)矛盾，影響了設計圖紙的質(zhì)量。 在三維可視化條件下進行設計，建筑各個構(gòu)件的空間位置都能夠準確定位和再現(xiàn)，為各個專業(yè)的協(xié)同設計提供了共享平臺，因此通過BIM數(shù)據(jù)的共享，設備、電氣工程師等能夠在建筑空間內(nèi)合理布置設備和管線位置，并通過專門的碰撞檢查，消除了各種構(gòu)件相互間的矛盾。通過軟件的虛擬功能，設計人員可以在虛擬建筑內(nèi)各位置進行細部尺寸的觀察，方便進行圖紙檢查和修改，從而提高圖紙的質(zhì)量

8、。 1.4實現(xiàn)設計階段項目參與各方的協(xié)同工作 傳統(tǒng)的二維設計條件下，圖紙中圖元本身沒有構(gòu)件屬性，都是一些點、線、面。項目業(yè)主、造價咨詢單位要從各自角度對設計方案進行經(jīng)濟上測算和優(yōu)化，需要造價咨詢單位將二維圖紙重新建模，建立算量模型，花費大量的時間和人力。同時設計方案修改后，造價單位需要重新按照二維圖紙進行模型修改，導致不能及時準確的測算項目成本。 在BIM條件下，設計軟件導出BIM數(shù)據(jù)，造價單位用BIM條件下的三維算量軟件平臺，按照不同專業(yè)導入需要的BIM數(shù)據(jù)；迅速地實現(xiàn)了建筑模型在算量軟件中的建立，及時準確的計算出工程量，并測算出項目成本；設計方案修改后，重新導入BIM數(shù)據(jù)，直接得出修改后的

9、測算成本。 學習文檔 僅供參考BIM技術(shù)在施工階段應用 2.1虛擬仿真施工 運用建筑信息模型BIM技術(shù)，建立用于進行虛擬施工和施工過程控制、成本控制的模型。該模型能夠?qū)⒐に噮?shù)與影響施工的屬性聯(lián)系起來，以反映施工模型與設計模型間的交互作用。通過BIM技術(shù)，實現(xiàn)3D+2D三維+時間+費用條件下的施工模型，保持了模型的一致性及模型的可持續(xù)性，實現(xiàn)虛擬施工過程各階段和各方面的有效集成。 2.2實現(xiàn)項目成本的精細化管理和動態(tài)管理 通過算量軟件運用BIM技術(shù)建立的施工階段的5D模型，能夠?qū)崿F(xiàn)項目成本的精細分析，準確計算出每個工序、每個工區(qū)、每個時間節(jié)點段的工程量。按照企業(yè)定額進行分析，可以及時計算出各個

10、階段每個構(gòu)件的中標單價和施工成本的對應關系，實現(xiàn)了項目成本的精細化管理。同時根據(jù)施工進度進行及時統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了成本的動態(tài)管理。防止了以前施工企業(yè)在項目完成后，無法知道項目盈利和虧損的原因和部位。 設計變更出來后，對模型進行調(diào)整，及時分析出設計變更前后造價變化額，實現(xiàn)成本動態(tài)管理。 2.3實現(xiàn)了大型構(gòu)件的虛擬拼裝，節(jié)約了大量的施工成本 現(xiàn)代化的建筑具有高、大、重、奇的特征，建筑結(jié)構(gòu)往往是鋼結(jié)構(gòu)+鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成為主，如上海中心的外筒就有極大的水平鋼結(jié)構(gòu)桁架。按照傳統(tǒng)的施工方式，鋼結(jié)構(gòu)在加工廠焊接好后，應當進行預拼裝，檢查各個構(gòu)件間的配合誤差。在上海中心建造階段，施工方通過三維激光測量技術(shù)，建

11、立了制作好的每一個鋼桁架的三維尺寸數(shù)據(jù)模型，在電腦上建立鋼桁架模型，模擬了構(gòu)件的預拼裝，取消了桁架的工廠預拼裝過程，節(jié)約了大量的人力和費用。 各專業(yè)的碰撞檢查，及時優(yōu)化施工圖 通過建立建筑、結(jié)構(gòu)、設備、水電等各專業(yè)BIM模型，在施工前進行碰撞檢查，及時優(yōu)化了設備、管線位置，加快了施工進度，防止了施工中大量的返工。 在上海中心項目中，施工技術(shù)人員采用傳統(tǒng)方法，利用二維圖紙將建筑結(jié)構(gòu)圖進行疊加，導致施工下料中出現(xiàn)較多管線尺寸不準確，材料計劃與實際需要誤差大的情況。 通過引入BIM技術(shù)后，建立了施工階段的設備、機電BIM模型。通過軟件對綜合管線進行碰撞檢測，利Autodesk Revit系列軟件進行

12、三維管線建模，快速查找模型中的所有碰撞點，并出具碰撞檢測報告。同時配合設計單位對施工圖進行了深化設計，在深化設計過程中選用Autodesk Navisworks系列軟件，實現(xiàn)管線碰撞檢測，從而較好地解決傳統(tǒng)二維設計下無法防止的錯、漏、碰、撞等現(xiàn)象。 按照碰撞檢查結(jié)果，對管線進行調(diào)整，從而滿足設計施工標準、表達設計意圖、符合業(yè)主要求、維護檢修空間的要求，使得最終模型顯示為零碰撞。同時，借由BIM技術(shù)的三維可視化功能，可以直接展現(xiàn)各專業(yè)的安裝順序、施工方案以及完成后的最終效果。 2.5實現(xiàn)項目管理的優(yōu)化 通過BIM技術(shù)建立施工階段三維模型能夠?qū)崿F(xiàn)施工組織設計的優(yōu)化。例如在三維建筑模型上布置塔吊、施

13、工電梯、提升腳手架，檢查各種施工機械間的空間位置，優(yōu)化機械運轉(zhuǎn)間的配合關系，實現(xiàn)施工管理的優(yōu)化。 在施工中，還可以根據(jù)建筑模型對異型模板進行建模，準確獲得異型模板的幾何尺寸，用于進行預加工，減少了施工損耗。同樣可以對設備管線進行建模，獲取管線的各段下料尺寸和管件規(guī)格、數(shù)量，使得管線尺寸能夠在加工廠預先預加工，實現(xiàn)了建筑生產(chǎn)的工廠化。 2.6建設業(yè)主及造價咨詢公司的投資控制 項目業(yè)主或者造價咨詢單位采用BIM技術(shù)可以有效的實現(xiàn)施工期間成本控制。在施工期間咨詢單位通過導入BIM技術(shù)，可以快速準確的建立三維施工模型3D，再加上時間、費用則形成了施工過程中的建筑項目的5D模型。實現(xiàn)了施工期間成本的動態(tài)

14、管理，并且能夠及時準確的劃分施工完成工程量及產(chǎn)值，為進度款支付提供了及時準確的依據(jù)。 2.7能夠?qū)崿F(xiàn)可視化條件下的裝飾方案優(yōu)化 裝飾工程設計通常在施工期間根據(jù)業(yè)主的需要進一步作深化設計。在二維狀態(tài)下的建筑裝飾設計，設計單位主要是出具效果圖。即簡單的內(nèi)部透視圖形，無法進行動態(tài)的虛擬，更沒有方法進行各種光線照射下的效果觀測，設計人員和業(yè)主不能體會到使用各種裝飾材料產(chǎn)生的質(zhì)感變化。在裝飾施工中，為了讓業(yè)主體會裝飾效果，需要建立幾個樣板間，樣板間建立過程中對裝飾材料反復更換和比較，浪費時間和成本。 通過BIM技術(shù)下三維裝飾深化設計，可以建立一個完全虛擬真實建筑空間的模型。業(yè)主或者建筑師能夠像在建好的房

15、屋內(nèi)的虛擬建筑空間內(nèi)漫游。 通過虛擬太陽的升起降下過程，人員可以在虛擬建筑空間內(nèi)感受到陽光從不同角度射入建筑內(nèi)的光線變化，而光線帶給人們的感受在公共建筑中往往變的尤為重要。 同時，通過建筑材料的選擇，業(yè)主可以在虛擬空間內(nèi)感受建筑內(nèi)部或者外部采用不同材料的質(zhì)感、裝飾圖案給人帶來的視覺感受，如同預先進入了裝飾好的建筑內(nèi)一樣?？梢宰儞Q各種位置，或者角度進行觀察裝飾效果，從而在電腦上實現(xiàn)裝飾方案的選擇和優(yōu)化，既使業(yè)主滿意，又節(jié)約了建造樣板間的時間和費用。BIM技術(shù)在運維階段應用空間管理 空間管理主要應用在照明、消防等各系統(tǒng)和設備空間定位。獲取各系統(tǒng)和設備空間位置信息，把原來編號或者文字表示變成三維圖形

16、位置，直觀形象且方便查找。如通過RFID獲取大樓的安保人員位置；消防報警時，在BIM模型上快速定位所在位置，并查看周邊的疏散通道和重要設備等。其次，應用于內(nèi)部空間設施可視化。傳統(tǒng)建筑業(yè)信息都存在于二維圖紙和各種機電設備的操作手冊上，需要使用的時候由專業(yè)人員自己去查找信息、理解信息，然后據(jù)此決策對建筑物進行一個恰當?shù)膭幼?。利用BIM將建立一個可視三維模型，所有數(shù)據(jù)和信息可以從模型獲取調(diào)用。如裝修的時候，可快速獲取不能拆除的管線、承重墻等建筑構(gòu)件的相關屬性。在軟件研發(fā)方面，由Autodesk創(chuàng)建的基于DWF技術(shù)平臺的空間管理，能在不喪失重要數(shù)據(jù)以及接收方無需了解原設計軟件的情況下，發(fā)布和傳送設計信

17、息。在此系統(tǒng)中，Autodesk FMDesktop可以讀取由Revit發(fā)布的DWF文件，并可自動識別空間和房間數(shù)據(jù)，而FMDesktop用戶無需了解Revit軟件產(chǎn)品，使企業(yè)不再依賴于勞動密集型、手工創(chuàng)建多線段的流程。設施管理員使用DWF技術(shù)將協(xié)調(diào)一致的可靠空間和房間數(shù)據(jù)從Revit建筑信息模型遷移到Autodesk FMDesktop。然后，生成他們專用的帶有彩色圖的房間報告，以及帶有房間編號、面積、入住者名稱等的平面圖在遷移墻壁之前，無需聯(lián)系建筑師。到遷移墻壁時，DWF還能夠幫助將更新的信息返回建筑師的Revit建筑信息模型中。 設施管理 在設施管理方面，主要包括設施的裝修、空間規(guī)劃和維

18、護操作。美國國家標準與技術(shù)協(xié)會NIST于2004年進行了一次研究，業(yè)主和運營商在持續(xù)設施運營和維護方面消耗的成本幾乎占總成本的三分之二。這次統(tǒng)計反映了設施管理人員的日常工作繁瑣費時,如手動更新住房報告；通過計算天花板瓦片的數(shù)量，計算收費空間的面積；通過查找大量建筑文檔，找到關于熱水器的維護手冊。而BIM技術(shù)的特點是，能夠提供關于建筑項目的協(xié)調(diào)一致的、可計算的信息，因此該信息非常值得共享和重復使用，且業(yè)主和運營商便可降低由于缺乏互操作性而導致的成本損失。此外還可對重要設備進行遠程控制。把原來商業(yè)地產(chǎn)中獨立運行的各設備通過RFID等技術(shù)匯總到統(tǒng)一的平臺上進行管理和控制。通過遠程控制，可充分了解設備

19、的運行狀況，為業(yè)主更好地進行運維管理提供良好條件。設施管理在地鐵運營維護中起到了重要作用，以及在一些現(xiàn)代化程度較高需要大量高新技術(shù)的建筑如大型醫(yī)院、機場、廠房等也會應用廣泛。 隱蔽工程管理 在建筑設計階段會有一些隱蔽的管線信息是施工單位不關注的，或者說這些資料信息可能在某個角落里，只有少數(shù)人知道。特別是隨著建筑物使用年限的增加，人員更換頻繁，這些安全隱患日益顯得突出，有時直接導致悲劇釀成。如2010年南京市某廢舊塑料廠在進行拆遷時，因隱蔽管線信息了解不全，工人不小心挖斷地下埋藏的管道，引發(fā)了劇烈的爆炸，此次事件引起了社會的強烈反響。基于BIM技術(shù)的運維可以管理復雜的地下管網(wǎng)，如污水管、排水管、

20、網(wǎng)線、電線以及相關管井，并且可以在圖上直接獲得相對位置關系。當改建或二次裝修的時候可以避開現(xiàn)有管網(wǎng)位置，便于管網(wǎng)維修、更換設備和定位。內(nèi)部相關人員可以共享這些電子信息，有變化可隨時調(diào)整，保證信息的完整性和準確性。 供給急管理 基于BIM技術(shù)的管理不會有任何盲區(qū)。公共建筑、大型建筑和高層建筑等作為人流聚集區(qū)域，突發(fā)事件的響應能力非常重要。傳統(tǒng)的突發(fā)事件處理僅僅關注響應和救援，而通過BIM技術(shù)的運維管理對突發(fā)事件管理包括：預防、警報和處理。以消防事件為例，該管理系統(tǒng)可以通過噴淋感應器感應信息；如果發(fā)生著火事故，在商業(yè)廣場的BIM信息模型界面中，就會自動觸發(fā)火警警報；著火區(qū)域的三維位置和房間立即進行定位顯示；控制中心可以及時查詢相應的周圍環(huán)境和設備情況，為及時疏散人群和處理災情提供重要信息。類似的還有水管氣管