建筑信息模型(BIM)概論-課件2.1

第2章BIM軟件體系2.1BIM軟件體系框架王老師2BIM軟件體系BIM信息集成BIM軟件開發(fā)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)2.1BIM軟件體系框架32.1.1BIM軟件體系2.1.2BIM信息集成2.1.3BIM軟件開發(fā)2.1.1BIM軟件體系2.14BIM軟件的分類5根據(jù)BIM軟件的定位，從內(nèi)到外劃分為四個(gè)主要層次：模型創(chuàng)建工具模型輔助工具模型管理工具企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)模型創(chuàng)建工具6BIM基礎(chǔ)建模工具是創(chuàng)建BIM模型的基礎(chǔ)軟件，主要用于創(chuàng)建BIM的基礎(chǔ)模型。常見的有AutodeskRevit系列、BentleyOpenDesign系列BIM軟件等。在選擇BIM建模軟件時(shí)，除考慮對(duì)專業(yè)的功能的滿足程度外，還應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的格式。與BIM基礎(chǔ)建模軟件配套的還通常包括用于提高建模效率的插件類軟件。這類軟件通常是在基礎(chǔ)建模軟件基礎(chǔ)上通過(guò)軟件二次開發(fā)創(chuàng)造的效率工具，用于提升建模的效率。在BIM工作的過(guò)程中，還需要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等專業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)深化設(shè)計(jì)，針對(duì)這些應(yīng)用的軟件稱之為專項(xiàng)建模工具。這類軟件具有非常強(qiáng)的專業(yè)針對(duì)性。常見建模創(chuàng)建工具7軟件類別軟件名稱主要功能基礎(chǔ)建模AutodeskRevit適用于建筑行業(yè)的通用BIM模型創(chuàng)建軟件AutodeskCivil3D適用于測(cè)繪、鐵路、公路行業(yè)的模型創(chuàng)建軟件BentleyOpenBuildingDesigner適用于建筑行業(yè)的通用BIM模型創(chuàng)建軟件BentleyOpenSiteDesigner適用于測(cè)繪、鐵路、公路行業(yè)的模型創(chuàng)建軟件DassaultCatia源于航空領(lǐng)域的強(qiáng)大模型創(chuàng)建軟件，適用于橋梁、隧道、水電等行業(yè)建模插件MagiCAD基于Revit的專業(yè)機(jī)電管線深化軟件建模大師基于Revit的多功能插件DynamoAutodesk研發(fā)的參數(shù)化建模插件，可與Revit及Civil3D配合使用GC（GenerativeComponents）Bentley研發(fā)的參數(shù)化建模插件HYBIM水暖電設(shè)計(jì)軟件基于Revit的機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，專項(xiàng)建模Tekla鋼結(jié)構(gòu)深化軟件Rhino通用建模軟件，通常用于幕墻BIM深化基礎(chǔ)建模軟件8專項(xiàng)建模軟件9模型輔助工具10在BIM軟件體系中，還有一類基于BIM模型完成BIM模型以外的應(yīng)用和功能拓展。例如VR展示、結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、算量提取等。將BIM模型的應(yīng)用進(jìn)一步拓展至不同的領(lǐng)域。模型展示工具通常用于BIM模型成果的展示。常見的軟件有Fuzor、Lumion、Twinmotion、Enscape等。分析計(jì)算工具通?；贐IM模型進(jìn)行專項(xiàng)計(jì)算分析。如基于BIM模型的結(jié)構(gòu)分析工具及綠建分析工具。算量提取工具通?；贐IM模型創(chuàng)建軟件工具中創(chuàng)建的BIM模型按照算量信息的規(guī)則將模型進(jìn)行映射，將BIM模型轉(zhuǎn)換為算量模型，并進(jìn)一步生成滿足算量要求的工程量清單。常見模型輔助工具11軟件類別軟件名稱主要功能模型展示FuzorBIM模型實(shí)時(shí)渲染、虛擬現(xiàn)實(shí)、進(jìn)度模擬軟件LumionBIM模型實(shí)時(shí)渲染、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Twinmotion基于Unreal引擎的模型實(shí)時(shí)渲染、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件EnscapeBIM模型實(shí)時(shí)渲染、虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件分析計(jì)算AutodeskRobot基于有限元的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算軟件Ecotect綠色建筑分析軟件YJK-A盈建科開發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)分析軟件算量提取晨曦BIM算量福建晨曦科技推出的基于Revit的算量軟件品銘B(tài)IM算量軟件杭州品銘出品的算量工具模型展示軟件12模型管理工具13有一類針對(duì)BIM工作的模型管理工具。包括BIM資源管理工具、BIM模型檢查工具、及BIM協(xié)作管理工具。BIM資源庫(kù)是基礎(chǔ)建模的基礎(chǔ)庫(kù)，族庫(kù)資源通常為管理系統(tǒng)，是BIM工作的基礎(chǔ)資源。BIM模型整合工具是基本的BIM管理應(yīng)用工具。當(dāng)使用多個(gè)不同的BIM軟件創(chuàng)建BIM模型時(shí)，需要采用模型整合工具。通常模型整合工具都具有兼容多種數(shù)據(jù)模型的能力，同時(shí)還能夠以輕量化的方式顯示模型。在模型管理方面通常會(huì)提供版本控制、模型碰撞檢查、信息集成與整合等各項(xiàng)BIM管理的功能，是BIM管理應(yīng)用中的重要軟件工具。BIM協(xié)作管理是基于BIM協(xié)同工作的一類軟件。該類軟件將管理各參與BIM工作的人員的模型權(quán)限、模型的修改版本等模型文件信息，以確保在BIM工作過(guò)程中項(xiàng)目各參與人員的信息對(duì)稱。常見模型管理工具14軟件類別軟件名稱主要功能BIM資源管理構(gòu)件塢廣聯(lián)達(dá)研發(fā)的Revit族庫(kù)管理器族庫(kù)大師紅瓦科技研發(fā)的Revit族庫(kù)管理器族立得鴻業(yè)軟件出品的族庫(kù)管理器BIM整合工具NavisworksAutodesk公司的BIM整合工具Solibri基于IFC格式的信息檢查軟件BIM5D廣聯(lián)達(dá)公司出品的模型及成本信息整合工具NavigatorBentley公司推出的BIM整合及瀏覽工具BIM協(xié)作管理VaultAutodesk公司出品的協(xié)同工作平臺(tái)ProjectWiseBentley公司出品的協(xié)同工作平臺(tái)BIM資源管理軟件—構(gòu)件塢、族庫(kù)大師15構(gòu)件塢族庫(kù)大師BIM資源管理軟件—族立得16BIM整合工具軟件—BIM5D17BIM協(xié)作管理平臺(tái)—Bentleyprojectwise平臺(tái)18企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)19企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)通常針對(duì)企業(yè)層級(jí)的BIM應(yīng)用。設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)針對(duì)于設(shè)計(jì)企業(yè)的設(shè)計(jì)管理，其中包括協(xié)同管理、產(chǎn)值管理、人員管理、進(jìn)度管理等一系列的流程與工具。施工企業(yè)BIM管理系統(tǒng)通常整合BIM的施工進(jìn)度模擬、施工成本、施工安全與質(zhì)量等一系列的功能?；贐IM的運(yùn)維管理系統(tǒng)，將整合運(yùn)維的方方面面的數(shù)據(jù)。2.1.2BIM信息集成2.120BIM模型信息劃分21BIM的核心是信息。從信息的維度上，可以將BIM模型中的信息劃分為從1D到6D共計(jì)6個(gè)維度。1D信息多以文字性描述為主2D信息通常以圖紙文件為主3D信息為可視化三維模型4D信息通常包含項(xiàng)目的建造時(shí)間信息5D信息主要是在施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上整合成本與造價(jià)的信息6D信息通常在運(yùn)營(yíng)階段整合溫度、濕

度、壓力、能耗等傳感器信息BIM模型中的信息表達(dá)22Revit中的1D、2D、3D信息表達(dá)數(shù)據(jù)交換23由ISO組織認(rèn)證的BIM數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)主要分為三類：IFC（IndustryFoundationClass工業(yè)基礎(chǔ)類）IDM（InformationDeliveryManual信息交付手冊(cè)）IFD（InternationalFrameworkforDictionaries國(guó)際字典框架）它們是實(shí)現(xiàn)BIM價(jià)值的三大支撐技術(shù)。用于建造與運(yùn)營(yíng)銜接的另外一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為：COBie（ConstructionOperationsBuildinginformationexchange，施工運(yùn)營(yíng)建筑信息交換）IFC（IndustryFoundationClass工業(yè)基礎(chǔ)類）24傳統(tǒng)的CAD圖紙上所表達(dá)的信息計(jì)算機(jī)無(wú)法識(shí)別。IFC是一個(gè)計(jì)算機(jī)可以處理的建筑數(shù)據(jù)表示和交換標(biāo)準(zhǔn)。IFC模型包括整個(gè)建筑全生命周期內(nèi)各方面的信息，其目的是支持用于建筑的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行等各階段中各種特定軟件的協(xié)同工作。IFC標(biāo)準(zhǔn)是連接各種不同軟件之間的橋梁，很好地解決了項(xiàng)目各參與方、各階段間的信息傳遞和交換問(wèn)題。IDM（InformationDeliveryManual信息交付手冊(cè)）25能夠?qū)⒏鱾€(gè)項(xiàng)目階段的信息需求進(jìn)行明確定義并將工作流程標(biāo)準(zhǔn)化能夠減低工程項(xiàng)目過(guò)程中信息傳遞的失真提高信息傳遞與共享的質(zhì)量IFD（InternationalFrameworkforDictionaries國(guó)際字典框架）26采用概念和名稱或描述分開的做法，引入類似人類身份證號(hào)碼的GUID（GlobalUniqueIdentifier全球唯一標(biāo)識(shí)）來(lái)給每一個(gè)概念定義一個(gè)全球唯一的標(biāo)識(shí)碼，不同國(guó)家、地區(qū)、語(yǔ)言的名稱和描述與這個(gè)GUID進(jìn)行對(duì)應(yīng)，保證所有用戶得到的信息的準(zhǔn)確性、有用性、一致性。COBie（ConstructionOperationsBuildinginformationexchange，施工運(yùn)營(yíng)建筑信息交換）27在建筑物設(shè)計(jì)施工階段就能考慮未來(lái)竣工交付勞動(dòng)單位時(shí)設(shè)施管理所需要資訊的標(biāo)準(zhǔn)，是傳輸和管理建筑設(shè)施信息的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。將獲取的有關(guān)建筑設(shè)施的文檔信息與數(shù)據(jù)資料加以整合、存儲(chǔ)和共享。規(guī)定了從設(shè)計(jì)到運(yùn)維階段內(nèi)信息的獲取交換技術(shù)、交換標(biāo)準(zhǔn)、交換流程。4D、5D信息集成28BIM1D至5D的信息通常都產(chǎn)生在工程項(xiàng)目的建設(shè)階段。在建設(shè)階段結(jié)束后，BIM模型及其整合的過(guò)程信息、成本信息可作為數(shù)字資產(chǎn)的形式進(jìn)行交付，成為除實(shí)物建筑資產(chǎn)以外的可以完整反映實(shí)物建筑的數(shù)字資產(chǎn)。整合施工進(jìn)度及計(jì)劃信息，將其分別與BIM模型關(guān)聯(lián)后，可生成4D模擬信息，并在軟件中對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬。進(jìn)一步整合成本與造價(jià)數(shù)據(jù)，在4D模擬的同時(shí)，顯示各計(jì)劃所需要的成本，將BIM信息升級(jí)為5D模型。Naviworks中集成的4D施工進(jìn)度信息及模擬29IoT物聯(lián)網(wǎng)信息集成30物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings，簡(jiǎn)稱IoT）是指通過(guò)各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過(guò)各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。）IoT技術(shù)目前已越來(lái)越多的應(yīng)用在建筑運(yùn)營(yíng)管理中，BIM信息可以與IoT信息整合，構(gòu)成BIM的6D信息。在在BIM模型中體現(xiàn)建筑性能的實(shí)時(shí)狀態(tài)。基于BIM模型的IoT數(shù)據(jù)集成312.1.3BIM軟件開發(fā)2.132BIM軟件開發(fā)33BIM軟件的開發(fā)分為兩個(gè)層面：基于基礎(chǔ)建模軟件的二次開發(fā)基于WebGL網(wǎng)頁(yè)技術(shù)的BIM管理應(yīng)用開發(fā)基于基礎(chǔ)建模軟件的二次開發(fā)34二次開發(fā)，是在現(xiàn)有的軟件上進(jìn)行定制修改，功能的擴(kuò)展，然后達(dá)到自己想要的功能，一般來(lái)說(shuō)都不會(huì)改變?cè)邢到y(tǒng)的內(nèi)核。二次開發(fā)的主要目的是在原有工具的基礎(chǔ)上增強(qiáng)相關(guān)的功能，提高建模軟件中操作的效率。二次開發(fā)通常取決于建模軟件中API（ApplicationProgrammingInterface，應(yīng)用程序接口）的開放程度。建模軟件中API越豐富，則能夠二次開發(fā)的功能越靈活。二次開發(fā)的軟件通常只能隨原軟件一同運(yùn)行，其本身并不能獨(dú)立運(yùn)行?；赗evit的二次開發(fā)35Revit中的API類別示例RevitAPI插件集成Revit應(yīng)用類、文檔類過(guò)濾器參數(shù)程序集合選擇集元素集

基于Revit的用于墻體開洞的二次開發(fā)工具新建開發(fā)項(xiàng)目，利用VisualStudio創(chuàng)建類庫(kù)添加RevitAPI接口裝配文件以及SystemWindows.Forms命名空間的引用為命令類添加控制命令的事務(wù)模式和更新模式新建類，從IExternalCommand接口派生，重載Execute方法，編寫代碼編譯，運(yùn)行程序Revit中利用VisualStudio進(jìn)行二次開發(fā)的一般步驟基于Revit的二次開發(fā)36基于WebGL網(wǎng)頁(yè)技術(shù)的BIM管理應(yīng)用開發(fā)37基于WebGL技術(shù)進(jìn)行管理軟件開發(fā)其中關(guān)鍵的是BIM輕量化技術(shù)基于WebGL的輕量化顯示即把原始BIM數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為可