《BIM應用建?；A》全套教學課件

第1章BIM概論.pptx第2章BIM在項目全生命周期中的應用.pptx第3章BIM與智能建造.pptx第4章BIM應用工程實例.pptx第5章Revit軟件基礎.pptx第6章建筑模型建模—RevitArchitecture的設計流程.pptx第7章建筑模型建?！喴讋e墅.pptx第8章建筑模型建模——汽車站.pptx全套可編輯PPT課件第一章BIM概論BIM相關軟件分類1.３BIM概念和特征1.２土木水利行業(yè)信息化背景1.1全套可編輯PPT課件本章重點（1）土木水利行業(yè)信息化背景（2）BIM概念和特征（3）BIM相關軟件分類教學目標了解土木水利行業(yè)信息化的發(fā)展背景，包括：土木水利行業(yè)信息技術的發(fā)展、信息化發(fā)展存在的問題、BIM與信息化間關系。熟悉BIM的概念和特征，包括：BIM的定義、BIM發(fā)展的“三階段”和BIM的特征。熟悉BIM相關軟件，包括：BIM軟件分類、BIM建模軟件和BIM工具軟件。全套可編輯PPT課件

近年來，隨著人工智能技術、多媒體技術、大數據技術、網絡技術等新興信息技術的飛速發(fā)展及其在工程領域中的廣泛應用，信息技術已成為土木水利領域持續(xù)發(fā)展的命脈。在城鄉(xiāng)建設、水利工程、海洋工程和基礎設施建設等土木水利行業(yè)中，利用人工智能和地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem,GIS）技術，為城市、區(qū)域乃至工程項目建設規(guī)劃提供方案制訂和決策支持，同時，計算機輔助工程（ComputerAddedEngineering,CAE）技術也得到了不同程度的發(fā)展和應用。當前，工程領域計算機應用的范圍和深度也在不斷發(fā)展，智能化、集成化和信息化的建筑信息模型技術（BuildingInformationModeling,BIM）已經在土木水利行業(yè)全生命周期內廣泛應用。1.1.1

土木水利行業(yè)信息技術的發(fā)展全套可編輯PPT課件中國大陸

BIM標準的制定是從

2012年年初開始的，提出了分專業(yè)、分階段、分項目的P-BIM概念，將

BIM標準的制定分為三個層次，并由標準承擔單位中國建筑科學研究院牽頭籌資千萬元成立了“中國

BIM發(fā)展聯(lián)盟”，旨在全面推廣

BIM技術在中國的應用。為了推動中國建筑業(yè)信息化的發(fā)展，住房和城鄉(xiāng)建設部在《2016~2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確提出，在“十三五”期間基本實現建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應用，加快建筑信息模型（BIM）等新技術在工程中的應用。全套可編輯PPT課件1.1.2信息化發(fā)展存在的問題1.工程生命期不同階段的信息斷層信息化發(fā)展存在的問題2.建設過程中信息分布離散3.應用軟件中的信息孤島5.缺少統(tǒng)一的信息交換標準，信息集成平臺落后4.交流過程中的信息損失1.1.3BIM與信息化在過去的多年中，計算機輔助設計CAD技術的普及和推廣使得建筑師、結構工程師們得以擺脫手工繪圖走向電子繪圖，但是CAD畢竟只是一種二維的圖形格式，并沒有從根本上脫離手工繪圖的思路。另外，基于二維圖形信息格式容易導致交換過程中產生大量非圖形信息的丟失，這對提高建筑業(yè)的生產效率、減少資源浪費、開展協(xié)同工作等方面具有很大的障礙。基于二維圖形格式交換的缺陷在相當長的一段時期里，建筑工程軟件之間的信息交換是雜亂無章的，一個軟件必須輸出多種數據格式，也就是建立與多種軟件之間的接口，而其中任何一個軟件的變動，都需要重新編寫接口。這種工作量和效率使得很多軟件公司都設想能夠通過一種共同的模型，來實現各軟件之間的信息交換。1995年9月，在北美建立了國際互協(xié)作組織IAI（International

Alliancefor

Interoperability），其最初目的是研討實現行業(yè)中不同專業(yè)應用軟件協(xié)同工作的可能性。由于IAI的名稱令人難以理解，2005年在挪威舉行的IAI執(zhí)行委員會會議上，IAI被正式更名為buildingSMART，致力于在全球范圍內推廣和應用BIM技術及其相關標準。目前

buildingSMART已經從最初局限于北美和歐洲的區(qū)域性組織發(fā)展到如今遍布全球多個國家的開放性國際組織。buildingSMART組織的目標是提供一種穩(wěn)定發(fā)展的、貫穿工程生命周期的數據信息交換和互協(xié)作模型，圖中箭頭方向為從規(guī)劃階段到運維管理等階段的各種數據信息的發(fā)展。其宗旨是在建筑全生命周期范圍內改善信息交流、提高生產力、縮短交付時間、降低成本以及提高產品質量。buildingSMART數據共享環(huán)形圖buildingSMART的目標自2002年以來，隨著IFC（Industry

Foundation

Classes）標準的不斷發(fā)展和完善，國際建筑業(yè)興起了以圍繞

BIM（Building

Information

Modeling）為核心的建筑信息化的研究。在工程生命周期的幾個主要階段，比如規(guī)劃、設計、施工、運維管理等，BIM對于改善數據信息集成方法、加快決策速度、降低項目成本和提高產品質量等方面起到了非常重要的作用。同時，BIM可以促進各種有效信息在工程項目的不同階段、不同專業(yè)間實現數據信息的交換和共享，從而提高建筑業(yè)的生產效率，促進整個行業(yè)信息化的發(fā)展。1.2.1

BIM的定義BIM三種解釋說明BuildingInformationModel是建設工程（如建筑、橋梁、道路）及其設施的物理和功能特性的數字化表達，可以作為該工程項目相關信息的共享知識資源，為項目全生命周期內的各種決策提供可靠的信息支持BuildingInformationModeling是創(chuàng)建和利用工程項目數據在其全生命周期內進行設計、施工和運營的業(yè)務過程，允許所有項目相關方通過不同技術平臺之間的數據在同一時間互用BuildingInformationManagement是使用模型內的信息支持工程項目全生命周期信息共享的業(yè)務流程的組織和控制，其效益包括集中和可視化溝通、更早進行多方案比較、可持續(xù)性分析、高效設計、多專業(yè)集成、施工現場控制、竣工資料記錄等BIM的三種解釋

我國BIM標準的制定是從2012年開始的，提出了分專業(yè)、分階段、分項目的概念。目前，已經有4部國家級標準：（1）《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》(GB/T51212—2016)建立了建設工程全生命周期內建筑信息模型的創(chuàng)建、使用和管理的應用統(tǒng)一標準，包括模型的創(chuàng)建、使用、結構和擴展，數據的交付、交換、編碼和儲存等信息。（2）《建筑信息模型施工應用標準》(GB/T51235—2017)規(guī)定了在施工過程中如何使用BIM進行應用，以及如何向他人交付施工模型信息，包括深化設計、施工模擬、預加工、進度管理、成本管理等方面。（3）《建筑信息模型設計交付標準》(GB/T51301—2018)規(guī)定了建筑信息模型設計交付標準，用于建筑工程設計中應用建筑信息模型建立和交付設計信息，以及各參與方之間和參與方內部信息傳遞的過程，包括交付的基本規(guī)定、交付準備、交付物和交付協(xié)同。（4）《建筑工程設計信息模型制圖標準》(JGJ/T448—2018)規(guī)范建筑工程設計的信息模型制圖表達，提供一個具有可操作性、兼容性強的統(tǒng)一標準，用于指導各專業(yè)之間在各階段數據的建立、傳遞和解讀。我國國家標準《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》(GB/T

51212—2016)中，對BIM的定義是：建筑信息模型（Building

Information

Model）在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱，簡稱模型。在計算機和CAD技術普及之前，工程設計行業(yè)在設計時均采用圖板、丁字尺的方式手工完成各專業(yè)圖紙的繪圖工作，這項工作被形象地稱為“趴圖板”。手工繪圖時代繪圖工作量大、圖紙修改和變更困難、圖紙可重復利用率低。隨著個人計算機的普及以及CAD軟件的普及，手工繪圖的工作方式已逐漸被CAD繪圖方式所取代。手工繪圖時代的“趴圖板”工作場景1.2.2BIM

發(fā)展的“三階段”“甩圖板”是我國工程建設行業(yè)

20

世紀

90

年代重要的一次信息化過程。通過“甩圖板”實現了工程建設行業(yè)由繪圖板、丁字尺、針管筆等手工繪圖方式提升為現代化的、高精度的

CAD制圖方式。以

AutoCAD為代表的CAD

類工具的普及應用，以及以

PKPM、ANSYS和ABAQUS

等為代表的

CAE工具的普及，極大地提高了工程行業(yè)制圖、修改和管理效率，提升了工程建設行業(yè)的發(fā)展水平。AutoCAD軟件制圖2002

年，時任Autodesk

公司副總裁的菲利普（伯恩斯坦，PhilipG.Bernstein）首次將BIM概念商業(yè)化，并隨AutodeskRevit產品一并推廣。可見與CAD技術相比，基于BIM技術的軟件已將設計提升至所見即所得的模式。

Autodesk

Revit軟件進行建筑設計利用Autodesk

Revit軟件進行設計，可由三維建筑模型自動產生所需要的平面圖紙、立面圖紙等所有設計信息，且所有的信息均通過

Autodesk

Revit

自動進行關聯(lián)，大大增強了設計修改和變更的效果。因此人們認為BIM技術是繼建筑CAD之后下一代的建筑設計技術，在CAD

時代，設計師需要分別繪制出不同的視圖，當其中一個元素改變時，其他與之相關的元素都要逐個修改。比如當我們需要改變其中一扇門的類型時，CAD需要逐個修改平面、立面、剖面等相關圖紙。而BIM

中的不同視圖是從同一個模型中得到的，改變其中一扇門的類型時只需要在BIM模型中修改相應的構件就行了，BIM實現的就是高度統(tǒng)一與自動化每個單項的調整，不再需要設計師逐個修改，只需修改唯一的模型。理想的BIM環(huán)境CAD與BIM的關系表示理想的BIM環(huán)境，這個時候CAD能做的事情應該是BIM能做的事情的一個子集。CAD做CAD

的事情，BIM做BIM的事情，中間過渡部分就是BIM建立在CAD平臺上的專業(yè)軟件應用。從狹義的BIM

理解來看，是類似于

Revit的對于

CAD系統(tǒng)應用的替代。從廣義的

BIM理解角度出發(fā)，BIM是建筑全生命周期的管理方法，具有數據集成、建筑信息管理的作用。無論從哪個角度來理解，BIM具有可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性和出圖性五大特點。BIM的特點1.2.3BIM的特征進一步理解BIM的五大特點，可以從下面幾個特征來闡明：（1）模型操作的可視化（2）模型信息的完備性（3）模型信息的關聯(lián)性（4）模型信息的一致性（5）模型信息的動態(tài)性（6）模型信息的可擴展性1.3.1BIM軟件分類

1.BIM應用軟件分類(1)BIM建模軟件(2)BIM工具軟件(3)BIM平臺軟件BIM應用軟件是指基于BIM技術的應用軟件，即支持

BIM技術應用的軟件。一般來講，它應該具備以下

4個特征，即面向對象、基于三維幾何模型、包含其他信息和支持開放式標準。在本書中，我們將其分為：

2.現行BIM應用軟件分類框架針對建筑全生命期中BIM技術的應用，以軟件公司提出的現行BIM應用軟件分類框架為例做具體說明。圖中包含的應用軟件類別的名稱，絕大多數是傳統(tǒng)的非BIM應用軟件已有的。例如，建筑設計軟件、算量軟件、鋼筋翻樣軟件等。這些類別的應用軟件與傳統(tǒng)的非BIM應用軟件所不同的是，它們均是基于BIM技術的?，F行BIM應用軟件分類框架圖1.3.2BIM建模軟件BIM建模軟件主要是建筑建模工具軟件，其主要目的是進行三維設計，所生成的模型是后續(xù)BIM應用的基礎。在傳統(tǒng)二維設計中，建筑的平、立、剖面圖是分開進行設計的，往往存在不一致的情況。同時，其設計結果是CAD中的線條，計算機無法進行進一步的處理。三維設計軟件改變了這種情況，通過三維技術確保只存在一份模型，平、立、剖面圖都是三維模型的視圖，解決了平、立、剖不一致的問題。同時，其三維構件也可以通過三維數據交換標準被后續(xù)BIM應用軟件所應用。BIM基礎軟件具有以下特征：

（1）基于三維圖形技術。支持對三維實體進行創(chuàng)建和編輯。（2）支持常見建筑構件庫。BIM基礎軟件包含梁、墻、板、柱、樓梯等建筑構件，用戶可以應用這些內置構件庫進行快速建模。（3）支持三維數據交換標準。BIM基礎軟件建立的三維模型，可以通過IFC等標準輸出，為其他BIM應用軟件使用。

1.3.3BIM工具軟件

BIM工具軟件是BIM軟件的重要組成部分。常見BIM工具軟件的分類第二章BIM在全生命周期中的應用BIM在施工階段的應用2.３BIM在設計階段的應用２.2BIM在規(guī)劃階段的應用2.12.４BIM在運維階段的應用本章重點（1）BIM在規(guī)劃階段的應用（2）BIM在設計階段的應用（3）BIM在施工階段的應用（4）BIM在運維階段的應用教學目標了解BIM在項目前期規(guī)劃階段的應用，包括：現狀建模、成本控制、規(guī)劃編制等應用。熟悉BIM在設計階段的應用，包括：參數化設計、協(xié)同設計和碰撞檢查等應用。熟悉BIM在施工階段的應用，包括：施工進度管理、施工質量安全管理和成本管理等應用。熟悉BIM在運維階段的應用，包括：管理、數據安全、技術、人員組織及應用概況等方面的應用。項目前期策劃是指在項目前期，通過收集資料和調查研究，在充分收集信息的基礎上針對項目的決策和實施，進行組織、管理、經濟和技術等方面的科學分析與論證。項目前期策劃的根本目的是項目決策和實施增值。增值可以反映在項目使用功能和質量的提高、實施成本和經營成本的降低、社會效益和經濟效益的增長、實施周期縮短、實施過程的組織和協(xié)調強化以及人們生活和工作的環(huán)境保護、環(huán)境美化等諸多方面。工程項目的前期策劃工作包括項目的構思、情況調查、問題定義、提出目標因素、建立目標系統(tǒng)、目標系統(tǒng)優(yōu)化、項目定義、項目建議書、可行性研究、項目決策等。要考慮科學發(fā)展觀、市場需求、工程建設、節(jié)能環(huán)保、資本運作、法律政策、效益評估等眾多專業(yè)學科的內容。2.1.1項目前期規(guī)劃概述2.1BIM在規(guī)劃階段的應用美國著名的HOK建筑師事務所總裁帕特里克·麥克利米（PatrickMacleamy）總結的具有廣泛影響的麥克利米曲線（MacleamyCurve）如圖所示，清楚地說明了項目前期策劃階段的重要性以及實施BIM對整個項目的積極影響。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用圖中曲線①表示影響成本和功能特性的能力圖中曲線②表示設計變更的費用對比圖中曲線③和曲線④可發(fā)現，早期就采用BIM技術可使設計對成本和性能的影響時間提前，進而對建筑物的功能和節(jié)約成本有利。1.工程項目3D虛擬場景模型構建項目虛擬場景模型的構建，目前常采用無人機航拍掃描或者三維激光掃描儀掃描的辦法，對項目場景進行數字化逆向掃描后形成點云文件，并進行優(yōu)化處理，修補遺漏的部位，再導入3D建模軟件，形成3D虛擬場景模型文件。常用的3D建模軟件有3DMAX、SketchUp、Rhino等。2.1.2現狀建模2.1BIM在規(guī)劃階段的應用2.工程項目地形地貌模型構建對于原地形地貌有起伏，并且高差非常明顯時，通常利用大比例尺的大地測繪CAD圖，導入3D建模軟件中，根據CAD圖中的高差，建出用地的3D模型，但這種方式建出的地形模型，精度比較低。另外一種方法是將CAD圖導入GIS系統(tǒng)（Arc-GIS），生成3D地形，在GIS中進行地形的柔化處理，再導出VRML格式文件，導入3DMax中，進行紋理貼圖，形成帶有紋理貼圖、視效逼真的3D地形模型。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用3.工程項目三維地質模型構建AUTOCivil3D軟件基于其強大的三維開發(fā)和設計功能，近幾年在前期勘察設計及地質模型創(chuàng)建中應用較廣泛。AUTOCivil3D可首先利用工程的現狀地形圖、曲面、路線、縱斷面以及勘探資料繪制地層曲面，再利用層曲面圍合成地質體，最終通過材質貼圖或者三維渲染的方式，形成工程三維地質模型。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用4.工程實體規(guī)劃模型構建利用Revit、Dynamo、3DMax、SketchUp等建模軟件將規(guī)劃成果建立工程規(guī)劃模型。依據虛擬場景中的地形模型，建立項目紅線內的實體模型，包括道路模型、建筑模型、涵洞模型、隧道模型等。如果存在多個建筑單體完全一樣的話，只需要給出一個建筑單體建模即可。建好的模型，按照3D引擎支持的格式保存，常用FBX、DAE、OBJ等格式。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用5.模型優(yōu)化規(guī)劃方案的虛擬場景面積大、模型數量多，為了減少數據量，需要進行模型優(yōu)化。一般常用的方法是去掉重復的面、去掉看不見的面以及減少曲面，從而減少模型數據量，減少計算機顯卡內存空間，以免虛擬場景展示時發(fā)生卡頓。此外，也可采用高低模配景，對于較遠處的模型，自動切換為低精度模型，減少場景漫游時計算機出現卡頓現象。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用6.模型整合，構建虛擬3D場景將優(yōu)化后的3D地形模型、地質模型文件導入3D引擎軟件中進行模型整合及虛擬場景展示，如CryEngine（CE）引擎、UnrealEngine虛幻引擎、Unity3D引擎。然后將建筑方案的3D模型數據也導入該虛擬場景中，放置在適當位置。如果多個建筑單體是一樣的，可以在虛擬場景中復制建筑單體，再粘貼到相應的場景位置中。在3D引擎軟件中，可以為虛擬場景配置光系統(tǒng)、天氣系統(tǒng)、風系統(tǒng)、重力系統(tǒng)等，另外可以增加車輛、行人、植物、動物等場景，形成較為貼近實際情況的虛擬場景。此外，InfraWorks提供了極其方便和快捷的基礎設施要素繪制和編輯功能，也能夠快速創(chuàng)建逼真的三維數字模型和三維環(huán)境，輔助決策者進行決策規(guī)劃與方案比選。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用在建筑項目的投資決策階段，企業(yè)需要開展深入的市場調研，并整合獲取的市場信息，為決策提供參考，保證最終決策的科學性。在這一環(huán)節(jié)，BIM技術可以對海量信息進行篩選、鑒定、分類、運算、分析，成為輔助決策的重要工具。2.1.3成本控制2.1BIM在規(guī)劃階段的應用在決策階段，基于BIM技術的成本控制實現方式如下：（1）場地選址是建筑項目規(guī)劃決策階段的重要任務，在選擇場地時需要綜合考慮地理位置、原材料供應、交通狀況等多項因素，每一項因素都會對項目建設成本產生影響。應用BIM技術構建項目場地周邊環(huán)境的模型，通過模擬運算的方式對各項影響因素進行優(yōu)化，達到縮短項目建設周期、節(jié)約項目建設成本的目的。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用在決策階段，基于BIM技術的成本控制實現方式如下：

（2）盈虧平衡點（BEP）也是項目投資決策中重點關注的一項指標，企業(yè)必須保證項目創(chuàng)造的收入高于盈虧平衡點才能實現盈利；反之，如果經過計算項目創(chuàng)造的利潤很難達到盈虧平衡點，則該項目沒有投資建設的價值。BIM技術在盈虧平衡點的精確計算方面發(fā)揮了重要作用，根據盈虧平衡點的計算公式：BEP=C/（1-P/T）公式中C表示固定成本，P表示變動成本，T表示生產量。BIM信息模型可以根據變動成本和生產量這兩項變量，自動計算出當前條件下的盈虧平衡點，從而為企業(yè)財務人員編制財務分析報告提供依據，對成本控制目標的實現有積極幫助。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用在決策階段，基于BIM技術的成本控制實現方式如下：（3）BIM在編制投資估算方面也有重要應用。在開展可行性研究的基礎上，工作人員結合項目實際情況（包括用地成本、材料價格、人工費用等）編制多套方案。估算人員以國家或行業(yè)的相關規(guī)定作為投資估算的編制依據，同時使用BIM技術對各項方案進行造價對比，一方面提高了投資估算精度，保證了參考價值；另一方面在保證方案可行性的前提下選擇投資估算更低的方案，從源頭上降低了項目的建設成本。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用構建3D虛擬規(guī)劃場景，不僅可以實施漫游輔助決策，更重要的是在規(guī)劃設計階段落實項目總目標，滿足建設用地控制性規(guī)劃要求，實現較好的經濟社會效益。在規(guī)劃階段，為提高決策的效率，在3D虛擬規(guī)劃場景中可運用BIM技術，從場地、日照、環(huán)境、交通等方面對規(guī)劃方案進行模擬分析并優(yōu)化。2.1.4工程項目規(guī)劃方案模擬2.1BIM在規(guī)劃階段的應用1.基于BIM的場地分析通過BIM+GIS技術，可分析出建設區(qū)域內發(fā)生自然災害的可能性，區(qū)分適宜建設與不適宜建設區(qū)域，從而輔助前期決策規(guī)劃。同時利用場地模型，對比原始地形圖與規(guī)劃地形圖得出各區(qū)域原始平均高程、設計高程、平均開挖高程，然后直觀查看各區(qū)域的挖、填方量，從而在前期合理規(guī)劃場地區(qū)塊，為項目降本增效。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用2.基于BIM的日照模擬分析在決策階段，BIM建立概念模型，具備項目的地理位置、容積率、朝向等基本數據。利用3D引擎提供的二次開發(fā)接口，用程序控制太陽隨時間變化的軌跡，模擬太陽的運轉，隨著太陽位置的改變，在虛擬場景中可以直觀看到全部建筑物影子隨太陽移動的情況，從而判斷建筑物之間的互相遮擋、遮擋時間及遮擋程度，高效判斷日照能否符合標準。BIM的概念模型根據日照參數計算日照結果并做出調整，模型中其他數據聯(lián)動改變，方便快速得到各方案容積率、面積等基本數據。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用3.基于BIM的環(huán)境模擬分析在3D虛擬場景中，可以根據當地的氣象數據，植入當地的天氣系統(tǒng)、風系統(tǒng)以及溫度系統(tǒng)等，然后通過調整建筑物的朝向、造型等方法，充分利用大自然的風向流動，改善項目的風環(huán)境和溫度環(huán)境，滿足人們對健康舒適環(huán)境的需求，同時為項目節(jié)能減排此外，在3D虛擬場景中，可通過3D引擎軟件的二次開發(fā)接口插入程序，自動計算規(guī)劃方案的建筑密度、容積率、綠地率、限高要求等指標，并分析能否滿足建設用地控制性規(guī)劃要求，從而輔助決策者進行規(guī)劃方案的決策與優(yōu)化。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用4.基于BIM的交通模擬分析利用BIM技術，對現場及擬建的建筑物空間數據進行建模分析，結合場地特點，可對現場的交通流向進行模擬優(yōu)化，做出合理的規(guī)劃。如車輛出入口與人行出入口分開，合理設置建筑物與行人出入口之間的道路，避免繞路，便于人們的出行。合理設計不同級別的道路寬度、坡道、坡向與臺階路面，選擇合適的道路表面材質等。在規(guī)劃方案的3D虛擬場景中利用BIM技術，對上述分析內容可以很快做出判斷，幫助前期策劃階段分析建筑性能及調整決策方案。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用（1）參數化建模參數化建模是基于BIM的參數化設計的核心。隨著人們審美觀念的轉變，現代建筑經常采用漂亮的異形進行自由曲面設計，其模型復雜，建模困難。利用BIM的參數化建模技術，設計師只需預先設定好模型的參數值、參數關系及參數約束，然后由系統(tǒng)創(chuàng)建具有關聯(lián)和連接關系的建筑形體。如圖所示為使用參數化軟件Rhino創(chuàng)建的某球場模型。2.2.1參數化設計2.2BIM在設計階段的應用（2）創(chuàng)建結構分析模型BIM模型里的參數不僅包括建筑物的幾何信息和物理信息，還包含豐富的結構分析信息，例如，桿件的拓撲信息、剛度數據、節(jié)點信息、材料特性、荷載分布、邊界支撐條件等。設計師可利用BIM系統(tǒng)，創(chuàng)建結構實體構件，并自動生成結構分析模型，建立有限元結構信息模型。此外，BIM系統(tǒng)所帶的分析檢查功能，還可以保證所創(chuàng)建結構分析模型的正確合理，設計師可將其導入專門的結構分析軟件，進行計算分析并調整構件的材料和尺寸。（3）多方案優(yōu)化設計基于BIM的參數化設計系統(tǒng)，通常使用多方案的設計選項參數。它利用一個模型并發(fā)研究多個方案，設計師在進行建筑方案的量化、可視化和假設分析、推敲時，只需在模型中關閉或開啟某些設計選項功能，即可實現多方案的切換。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用（4）自動出圖利用傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)進行設計時，如果出現設計變更，就需要設計師手動、逐項修改各張圖紙的相關信息，不僅工作量大，還存在漏改的風險。而BIM系統(tǒng)的參數化設計，由于模型、圖紙及其他數據信息是相互關聯(lián)的，所以保證了變更準確和實時傳遞，節(jié)省了設計師的時間和精力，大大提高了設計效率。（5）基于經濟性的結構優(yōu)化設計基于BIM技術的設計軟件可提供強大的工程量統(tǒng)計功能，工程師可以根據自己的需要，添加或自定義字段，提取所需信息，為實現基于“投資效益”準則的性能化結構設計提供便捷、高效的工具。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用參數化設計案例：“水立方”是國家游泳中心為迎接2008年北京奧運會而興建的比賽場館，如圖所示。該建筑總建筑面積約50000m2，其長、寬均約177m，高約31m，地下2層，地上主體單層、局部5層。設計師們在“水立方”項目中大量使用了BIM的參數化設計技術，在較短時間內完成如此復雜的幾何圖形的設計，所以贏得了2005年美國建筑師學會（AIA）頒發(fā)的“建筑信息模型獎”。2.2.1參數化設計2.2BIM在設計階段的應用參數化設計的應用：采用參數化設計方法也是Revit軟件的一個重要特點，它體現在兩個方面：參數化建筑圖元和參數化修改引擎。2.2.1參數化設計2.2BIM在設計階段的應用基于BIM的協(xié)同設計是指不同專業(yè)人員使用各自的BIM核心建模軟件，在客戶端建立與自己專業(yè)相關的BIM模型（LocalFile），并與服務器端唯一的中心文件（CentreFile）鏈接，保持本地數據的修改和更新，并在與中心文件同步后，將新創(chuàng)建或修改的信息自動添加到中心文件。2.2.2協(xié)同設計2.2BIM在設計階段的應用碰撞檢測，是指在計算機中提前預警工程項目中不同專業(yè)（包括結構、暖通、消防、給水排水、電氣橋架等）空間上的碰撞沖突。在設計階段，設計師通過基于BIM技術的軟件系統(tǒng)，對建筑物進行可視化模擬展示，提前發(fā)現上述沖突，可為協(xié)調、優(yōu)化處理提供依據，大大減少施工階段可能存在的返工風險。碰撞檢測的使用范圍可包括：（1）深化設計階段（2）施工方案調整2.2.3碰撞檢測2.2BIM在設計階段的應用Navisworks幾個重要的特點：（1）Navisworks不僅能像其他軟件（例如Revit軟件等）一樣能檢測硬碰撞，還能檢測間隙碰撞和軟碰撞。所謂硬碰撞，是指場景中的不同部分之間發(fā)生的實實在在的交叉、沖突。間隙碰撞是指兩構件間并未發(fā)生實際的交叉、沖突，但由于它們之間的間距小于規(guī)定值而不滿足碰撞檢測的要求。軟碰撞則是指雖然兩構件間產生了直接交叉和碰撞，但是這種交叉和碰撞在一定范圍內是被允許的現象。而允許的交叉范圍也稱為公差。（2）為了保證碰撞檢測的準確性，應合理選擇公差值。在間隙碰撞和軟碰撞時，公差是指兩構件相離或相交的程度。（3）Navisworks中的碰撞名稱必須為英文，若使用中文名稱，導出報告時將無法顯示圖片內容。2.1BIM在規(guī)劃階段的應用工程量計算是編制工程預算的基礎，該項工作由造價工程師完成。長期以來，造價工程師在進行成本計算時，常采用將圖紙導入工程量計算軟件中計算，或采用直接手工計算工程量這兩種方式。其中，前者需要工程師將圖紙重新輸入計算量軟件，該方式易產生額外的人為錯誤；而后者需要耗費造價工程師們大量的時間和精力。因此，無論是哪種方式，由于設計階段的設計信息無法快速準確地被造價工程師們調用，所以他們沒有足夠的時間來精確計算和了解造價信息，從而容易導致設計概算的準確率不高（據統(tǒng)計，工程預算超支現象十分普遍）。2.2.4工程量和設計概算2.2BIM在設計階段的應用與傳統(tǒng)做法相比，基于BIM的自動化算量方法有如下優(yōu)點：（1）大大降低概預算人員的工作強度基于BIM的自動化算量方法可以將大量的統(tǒng)計、計算工作交由系統(tǒng)完成，從而將造價工程師們從煩瑣的勞動中解放出來，為他們節(jié)省更多的時間和精力用于其他更有價值的工作（例如詢價、風險評估等）。（2）工程量估算的精度與穩(wěn)定性高基于BIM的自動化算量方法比傳統(tǒng)的計算方法更加準確。工程量計算是編制工程預算的基礎，但計算過程非常煩瑣，人工計算時很容易產生計算錯誤，影響后續(xù)計算的準確性。BIM的自動化算量功能可以使工程量計算工作擺脫人為因素影響，從而得到更加客觀的數據。2.2BIM在設計階段的應用與傳統(tǒng)做法相比，基于BIM的自動化算量方法有如下優(yōu)點：（3）便于設計前期的成本控制傳統(tǒng)的工程量計算方式往往耗時太多，因此，無法將設計對成本的影響及時反饋給設計師。而基于BIM的自動化算量方法則可以更快地計算工程量，并及時地將設計方案的成本反饋給設計師，這樣做，有利于設計師們在設計的前期階段對成本進行有效的控制。（4）更好地應對設計變更采用傳統(tǒng)的成本核算方法，一旦發(fā)生設計變更，造價工程師需要手動檢查設計變更，找出對成本的影響。這樣的過程不僅緩慢，而且可靠性不強。BIM軟件與成本計算軟件的集成，將成本與空間數據進行了一致關聯(lián)，自動檢測哪些內容發(fā)生變更，直觀地顯示變更結果，并將結果反饋給設計人員，使他們能清楚地了解設計方案的變化對成本的影響。2.2BIM在設計階段的應用建設工程項目施工準備階段，施工單位需要編寫施工組織設計。施工組織設計主要包括工程概況施工部署及施工方案、施工進度計劃、施工平面布置圖和主要技術經濟指標等內容。其中，施工場地布置是項目施工的前提，合理的布置方案能夠在項目之初從源頭減少安全隱患，方便后續(xù)施工管理，降低成本，提高項目效益。施工平面布置圖是施工方案及施工進度計劃在空間上的全面安排。它把投入的各種資源、材料、構件、機械、道路、水電供應網絡、生產、生活活動場地及各種臨時工程設施合理地布置在施工現場，使整個現場有組織地進行文明施工。2.3.1建筑施工場地布置2.3BIM在施工階段的應用（1）場地布置原則①滿足施工工藝與施工進度的要求，盡可能地減少或避免施工中的不利影響；②滿足正常施工需要的前提下，充分利用場內設施，減少臨時設施搭建，降低施工臨時設施成本；③合理規(guī)劃交通與劃分施工區(qū)域，縮短運輸距離，方便管理。就近布置材料堆放場地與施工機械，減少二次搬運；④保證安全距離的前提下，提高場地利用率，嚴格控制施工場地超出建筑紅線（建筑控制線）；⑤應充分考慮包含項目周邊氣象、水文等自然環(huán)境與交通、市政等社會環(huán)境等外部環(huán)境的影響，滿足現場應對可預期的、有限的自然災害的需要。如在降水較充足區(qū)域現場應滿足防洪、排澇需求等；⑥應符合其他相關法律規(guī)定。如安全、防火、防震、環(huán)境保護、衛(wèi)生等方面的規(guī)定。2.3BIM在施工階段的應用（2）場地布置要點①起重設施布置井架、門架等固定垂直運輸設備的布置，要結合建筑物的平面形狀、高度、材料及構架的重量，考慮機械的負荷能力和服務范圍，做到便于運輸、縮短運距。塔式起重機的布置要結合建筑物的形狀及四周場地情況進行。起重高度、幅度及重量要滿足要求，使材料和構件可達建筑物的任何使用地點。履帶式和輪胎式起重機的行駛路線要考慮吊裝順序、構件重量、建筑物的平面形狀、高度、堆放場的位置以及吊裝的方法等。2.3BIM在施工階段的應用（2）場地布置要點②攪拌站、加工廠、倉庫、材料、構件堆場的布置攪拌站、加工廠、倉庫、材料、構件堆場要盡量靠近使用地點或在起重機起重能力范圍內，運輸、裝卸要方便。攪拌站要與砂、石堆場及水泥庫一起考慮，既要靠近，又要便于大宗材料的運輸裝卸。木料棚、鋼筋棚和水電加工棚可離建筑物稍遠。倉庫、堆場的布置，應進行計算，能適應各個施工階段的需要。按照材料使用的先后，同一場地可以提供多種材料或構件的堆放。易燃、易爆品的倉庫位置，要遵循防火、防爆安全距離的要求。構件重量大的，要在起重機臂下；構件重量小的，可離起重機稍遠。2.3BIM在施工階段的應用（2）場地布置要點③運輸道路的布置應按材料和構件運輸的需求，沿著倉庫和堆場進行布置，使之暢通無阻。寬度要符合規(guī)定，單行道大于3~3.5m，雙行道應大于5.5~6m。路基要經過設計，拐彎半徑要滿足運輸要求，要結合地形在道路兩側設置排水溝?？偟膩碚f，現場應盡量設環(huán)形路，在易燃品附近也要設置進出容易的道路。④行政管理、文化、生活、福利等臨時的布置應使用方便，不妨礙施工，符合防火、安全的要求，一般建在工地出入口附近，盡量利用已有設施或正式工程，必須修建時要經過計算確定面積。2.3BIM在施工階段的應用（2）場地布置要點⑤供水設施的布置臨時供水首先要經過計算、設計，然后進行設置。高層級建筑施工用水要設置蓄水池和加壓泵，以滿足高處用水要求。管線布置應使線路總長度小，消防管和生產、生活用水管可以合并設置。⑥臨時供電設施的布置臨時供電設計，包括用電量計算、電源選擇、電力系統(tǒng)選擇和配置。變壓器離地應大于30cm，在2m以外四周用高度大于1.7m鐵絲網圍住以保證安全，但不要布置在交通要道口處。2.3BIM在施工階段的應用（3）傳統(tǒng)場地布置方法存在的問題①向領導匯報或者做技術交底時，表達不直觀；②施工平面布置圖是技術必須包含的內容，二維平面布置圖投標無亮點；③施工現場布置圖應隨施工進度推進呈現動態(tài)變化，然而傳統(tǒng)的場地布置方法沒有緊密結合施工現場動態(tài)變化的需求，尤其是對施工過程中可能產生的安全沖突問題考慮欠缺；④二維設計條件下，要實現對場地進行不同布置方案設計，需要進行大量的作圖工作，費時費力，導致施工單位不愿進行多方案比選。相比而言，BIM三維場地布置可以有效解決以上問題。通過BIM軟件布置出三維模型，可以為施工前期的場地布置，提供有效的方案選擇，大大提高施工場地的利用率。其中包括板房、圍墻、大門、加工棚，以及提前在建模端建立完成的工程三維模型等。2.3BIM在施工階段的應用BIM三維場地布置應用軟件工具設計階段施工階段運維階段公司軟件專業(yè)功能方案設計初步設計施工圖施工投標施工組織深化設計項目管理設備維護空間管理設備應急AutodeskCivil3D地形場地道路▲▲▲▲Navisworks場地布置▲▲▲▲清華大學4D施工軟件4D施工場地管理▲▲▲▲魯班魯班施工軟件場地布置▲▲▲▲▲BIM施工現場布置軟件場地布置▲▲▲▲▲2.3BIM在施工階段的應用BIM三維場地布置軟件具有以下特點：（1）軟件內含豐富的施工常用圖例模塊（2）可以模擬腳手架排布、砌塊排布，輸出排列詳圖。（3）基于BIM三維模型及搭建的各種臨時設施，可以對施工場地進行布置，合理安排塔吊、庫房、加工場地和生活區(qū)等位置，解決現場施工場地劃分問題；通過與業(yè)主的可視化溝通協(xié)調，對施工場地進行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線；通過軟件進行三維多角度審視，設置漫游路線，形象生動，避免表達不直觀問題，并輸出平面布置圖、施工詳圖、三維效果圖。（4）運用BIM快速建模和IFC標準數據下的信息共享特點，能夠達到一次建模，多次使用，快速進行不同階段的場地布局方案設計，大量節(jié)省時間、精力等，為進行施工全過程考量提供可能。（5）軟件內設置施工規(guī)范和消防、安全文明施工、綠色施工、環(huán)衛(wèi)標準等規(guī)范，并嵌入豐富的現場經驗，為使用者提供更多的參考依據。2.3BIM在施工階段的應用工程項目進度管理，是指全面分析工程項目的目標，各項工作內容、工作程序、持續(xù)時間和邏輯關系，力求擬定具體可行、經濟合理的計劃，并在計劃實施過程中，通過采取各種有效的組織、指揮、協(xié)調和控制等措施，確保預定進度目標實現。一般情況下，工程項目進度管理的主要內容包括進度計劃和進度控制兩大部分。2.3.2施工進度管理2.3BIM在施工階段的應用BIM進度管理實施途徑和實施框架2.3BIM在施工階段的應用BIM進度管理實施流程及方法（1）基于BIM的進度計劃編制傳統(tǒng)的進度管理對施工現場準備工作缺少重視，絕大多數計劃中并沒有詳細分解施工準備所包含的工作，多數情況只定義了總的準備時間?；贐IM的進度計劃編制，并不是完全擺脫傳統(tǒng)的進度編制程序和方法，而是研究如何把BIM技術應用到進度計劃編制工作中，進而改善傳統(tǒng)的進度計劃編制和工作，更好地為進度計劃編制人員服務。2.3BIM在施工階段的應用BIM進度管理實施流程及方法（2）基于BIM的進度計劃優(yōu)化基于BIM的進度計劃優(yōu)化包括兩個方面內容：一是在傳統(tǒng)優(yōu)化方法基礎上結合BIM技術對進度計劃進行優(yōu)化；二是應用BIM技術進行虛擬建造、施工方案比選、臨時設施規(guī)劃。利用BIM優(yōu)化進度計劃不僅可以實現對進度計劃的直接或者間接深度優(yōu)化，而且還能找出施工過程中可能存在的問題，保證優(yōu)化后進度計劃能夠有效實施。2.3BIM在施工階段的應用BIM進度管理實施流程及方法（3）基于BIM的施工進度控制傳統(tǒng)的進度控制方法主要是利用收集到的進度數據進行計算，并以二維的形式展示計算結果，在需要對原來的進度計劃進行調整時，也只能根據進度數據及工程經驗進行調整，重新安排相關工作，采取相應的進度控制措施，而對于調整后的進度計劃在實施過程中是否存在其他的問題無法提前知曉，只有遇到具體問題時，再進行管理控制。而利用BIM技術則可以對調整后的進度計劃進行可視化的模擬，分析調整方案是否合理。基于BIM的進度控制，可以結合傳統(tǒng)的進度控制方法，以BIM技術特有的可視化動態(tài)模擬分析的優(yōu)勢，對工程進度進行全方位精細化的控制，是進度控制技術的革新。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工進度跟蹤分析與控制主要包括兩方面工作：①項目施工前在施工現場和項目管理辦公場所建立一個可以及時互動交流溝通的進度信息采集平臺，該平臺主要支持現場監(jiān)控、實時記錄、動態(tài)更新、實際進度等進度信息的采集工作；②利用該進度信息采集平臺提供的數據和BIM施工進度計劃模型進行跟蹤分析與調整控制。2.3BIM在施工階段的應用在施工過程中，建筑工程項目受不可控因素影響較多，容易產生質量安全問題，施工過程中的質量安全控制尤為重要，BIM技術在工程項目質量安全管理中的應用目標可以細分如下三個等級：1級目標為較成熟也較易于實現的BIM應用；2級目標涉及的應用內容較多，需要多種BIM軟件相互配合來實現；3級目標需要較大的軟件投入（涉及BIM技術的二次開發(fā)過程）和硬件投入，需要較深入的研究和探索才能實現。2.3.3施工質量安全管理2.3BIM在施工階段的應用施工質量安全管理的BIM模型構成（1）建模依據①依據圖紙和文件進行建模②依據變更文件進行建模（模型更新）（2）質量管理數據輸入要求從上游獲取的質量管理數據如表所示2.3BIM在施工階段的應用數據的類別數據的名稱數據的格式施工準備階段的數據各參與單位的資質資料文本和圖像各參與單位的項目負責人資料地質勘查報告設計圖紙文本施工依據數據設計圖紙文本深化設計圖紙設計變更圖紙BIM數據施工計劃數據施工進度計劃格式化的數據材料進場計劃資金使用計劃（3）安全管理數據輸入要求從上游獲取的安全管理數據如表所示2.3BIM在施工階段的應用數據的類別數據的名稱數據的格式建筑物的信息工程概況和建筑材料種類文本施工組織資料施工組織設計文本施工平面布置圖施工機械的種類格式化的數據施工進度計劃勞動力組織計劃施工技術資料施工方案和技術交流文本BIM數據BIM數據格式化的數據（4）質量安全管理BIM模型的主要內容質量安全管理所涉及的BIM模型的模型細度主要集中在施工過程階段2.3BIM在施工階段的應用（4）質量安全管理BIM模型的主要內容質量安全管理所涉及的BIM模型的模型細度主要集中在施工過程階段2.3BIM在施工階段的應用質量安全管理典型BIM應用：（1）圖紙會審管理BIM應用在質量管理工作中，圖紙會審是較為常用的一種施工質量預控手段。圖紙會審是指施工方在收到施工圖設計文件后，在進行設計交底前，對施工圖設計文件進行全面而細致的熟悉和審核工作。圖紙會審的基本目的是：將圖紙中可能引發(fā)質量問題的設計錯誤、設計問題在施工開始前就予以暴露、發(fā)覺，以便及時進行變更和優(yōu)化，確保工程項目的施工質量。2.3BIM在施工階段的應用質量安全管理典型BIM應用：（2）專項施工方案模擬及優(yōu)化管理BIM應用基于BIM技術對專項施工方案進行模擬，可以將各項施工步驟、施工工序之間的邏輯關系直觀地加以展示，同時再配合簡單的文字描述。這在降低技術人員、施工人員的理解難度的同時，能夠進一步確保專項施工方案的可實施性。2.3BIM在施工階段的應用傳統(tǒng)工作模式與BIM工作模式兩種工作模式下專項施工方案模擬及優(yōu)化工作的對比2.3BIM在施工階段的應用傳統(tǒng)工作模式BIM工作模式信息的表達方式一系列二維的圖紙+文字BIM模型+文字+施工模擬理論依據施工經驗+規(guī)范施工經驗+規(guī)范+施工模擬比選的難度難度大且準確度有待論證，對技術人員和施工人員的專業(yè)水平要求高計算機輔助比選，難度小，且準確度高保障措施專項施工方案需依據施工現場情況進行調整依據施工模擬進行專項施工方案的編制，針對性強，可實施性好施工現場管理難度大，需要其他專業(yè)配合計算機環(huán)境下進行事先規(guī)劃，能夠確保施工現場管理有序質量安全管理典型BIM應用：（3）3D和4D技術交底管理BIM應用技術交底可以使一線的技術人員、施工人員對工程項目的技術要求、質量要求、安全要求、施工方法等方面有一個細致的理解。便于科學地組織施工，避免技術質量事故的發(fā)生。傳統(tǒng)工作模式下，大多依據一系列的二維圖紙（平、立、剖面圖）結合文字進行技術交底。2.3BIM在施工階段的應用質量安全管理典型BIM應用：（4）竣工及驗收管理BIM應用質量管理工作是整個工程項目管理工作中的重中之重。同傳統(tǒng)工作模式相比，采用BIM技術的質量管理的顯著優(yōu)勢在于：BIM技術可以對實際的施工過程進行模擬，并對施工過程中涉及的海量施工信息進行存儲和管理。同時，BIM技術可以作為施工現場質量校核的依據。此外，將BIM技術同其他硬件系統(tǒng)相結合（如三維激光掃描儀），可以對施工現場進行實測實量分析，對潛在的質量問題進行及時的監(jiān)控和解決。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工現場質量安全隱患的快速處置：以BIM模型為基礎，將RFID、移動設備等作為施工現場實時信息采集的工具，兩者信息整合分析對比，實現對施工現場質量安全隱患進行動態(tài)實時的管理和快速處置，主要包括兩方面：一方面是人員、機械等的實時定位信息在BIM模型中的可視化，另一方面是相關建筑構件等屬性狀態(tài)的實時信息與BIM信息數據庫中安全規(guī)則信息對比反饋，通過現場監(jiān)控中心可以及時地對隱患信息有直觀的認識，及時發(fā)出警告并通知施工現場相關人員及時進行事故隱患的處理，以達到減少或預防工程事故的發(fā)生。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工現場質量安全隱患的快速處置：施工現場質量安全隱患的快速處置主要涉及兩類事件：一是對于施工現場質量安全隱患或事故信息的及時采集；二是工程事故信息通知警報。其中，基于信息采集末端的工程質量安全隱患排查與處理以及工程事故處理流程是在傳統(tǒng)流程的基礎上，增加了移動設備進行拍照或信息采集并上傳到BIM數據庫，在實現與BIM模型同步的數據收集的同時，可以及時推選相關責任人，及時進行隱患處理；一旦發(fā)生事故，迅速發(fā)出警告提醒，確保事故處理的及時性。2.3BIM在施工階段的應用成本管理除施工相關信息外，更多的是付諸計算規(guī)則、材料、工程量、成本等成本類信息，因此BIM造價模型創(chuàng)建者和使用者需要掌握國家相關計量計價規(guī)范、施工規(guī)范等。成本管理BIM應用實施根據成本管理工作的性質和軟件系統(tǒng)的設置分為計量功能、計價功能、核算功能、數據統(tǒng)計與分析功能、報表管理功能、BIM平臺協(xié)作系統(tǒng)功能。2.3.4成本管理2.3BIM在施工階段的應用BIM成本管理應用范圍如下：（1）計量（2）計價（3）核算（4）數據統(tǒng)計與分析（5）報表管理（6）BIM平臺協(xié)作BIM各功能模塊將BIM模型同BIM應用相關聯(lián)，BIM成本管理應用系統(tǒng)功能構成如圖2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的投標階段成本管理：投標階段成本管理工作界面從投標決策開始，到簽訂合同結束，主要由施工企業(yè)層負責實施。基于BIM的成本管理在投標階段主要有投標決策、投標策劃、BIM建模、模型分析、編制投標文件、投標、簽訂合同工作，其中BIM建模和模型分析為新增工作，投標策劃、投標決策支持、編制投標文件及簽訂合同為BIM改善型工作。投標階段的主要工作是編制投標文件，通過建立BIM模型，可較好地輔助商務標與技術標的編制和優(yōu)化。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：目前施工準備階段成本管理與施工組織相脫離、資源管理與項目需要相脫離，目標責任不清晰，成本計劃不準確，可執(zhí)行性差，導致成本管理措施無法有效實施。BIM成本管理的應用以BIM流程和相關BIM應用為基礎，做好成本管理同施工組織相關知識領域聯(lián)系，通過目標模型和成本目標責任書明確成本責任，最終使項目和個人的目標成本能夠融入項目建設與管理過程中。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：實質是通過BIM做好項目策劃，在BIM輔助下實施施工準備，通過賦予BIM模型內各構件時間信息，利用自動化算量功能，輸出任意時間段、任一分部分項工程細分其的工程量；基于工程量確認某一分部工程所需的時間和資源；根據BIM數據庫中的人材機價格及統(tǒng)計信息；由項目管理者安排進度、資金、資源等計劃，進而合理調配資源，并實時掌控工程成本，具體要做好優(yōu)化施工組織設計、編制資源供應計劃、明確成本計劃與成本責任以及分包管理四方面工作。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：（1）優(yōu)化施工組織設計BIM應用方法通過BIM軟硬件虛擬施工，實現對施工活動中的人、財、物、信息流動的施工環(huán)境三維模擬，為施工各參與方提供一種易控制、無破壞、低耗費、無風險且能反復多次的實踐方法，實現提高施工水平、消除施工隱患、防止施工事故、減少施工成本及工期、增強施工過程中決策、優(yōu)化與控制能力的目的。通過BIM技術手段減少或避免項目的不必要支出，提高對不可預見費用的控制，增強承包商核心競爭力。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：（2）編制資源供應計劃BIM應用方法基于BIM的資源供應計劃有兩方面的含義：一是在進行資源采購和調配的過程中，隨工程進度合理采購和調配工程資源；二是對工程建設項目采取定額領料施工制度。兩層含義的實質都是合同性資源采購與調配嚴格控制資源數量，非合同性資源通過魯班BIM中的材價通軟件根據特定材料的實時價格采取采購策略，將采購策略與市場接軌。BIM為編制資源計劃提供相應的決策數據，相關輔助部門在BIM的輔助下做好階段性所需資源的輸入和管理規(guī)劃。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：（3）確定成本計劃與成本責任BIM應用方法成本管理計劃的BIM應用核心是算量計價，工作核心是制訂科學有效的成本計劃與資金計劃，并且做好成本責任的分配與考核準備工作?？茖W有效的成本計劃能夠同施工計劃、資源計劃等相關信息協(xié)同工作，實現相對平衡的成本支出與資金供應計劃。通過BIM模型將成本同其他維度信息相關聯(lián)，并優(yōu)化不同信息維度。通過工期資源優(yōu)化，利用BIM模型輸出較為合理的成本計劃。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工準備階段成本管理：（4）分包管理BIM應用方法在分包管理過程中，BIM應用首先要確定合理的分包價格，并進行實時的計量結算：分包價格的確定可通過目標成本模型對分包工程成本進行核算，同BIM工程數據庫分包項目的對比分析，確定合理的分包價格和工程工期，并以此為標底進行分包項目的招標和分包商的選擇；確定分包商后，轉化形成分包BIM模型，在分包工期與資金的彈性范圍做好分包項目實施，同時做好對分包工程計價和工程進度工程款的支付工作。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工階段成本管理；施工階段成本管理表現為對不同對象、要素工作的全方位、全范圍的整合管理。施工階段BIM成本管理依據是成本管理工作任務分工表、各類BIM工作流程及項目管理制度。施工階段隨著項目實體由于進度、變更等原因的改變，BIM模型必須不斷更新并與實際施工保持一致。施工過程至少有三種模型：一是進行施工協(xié)調和方案模擬的模型；二是承包商基于目標成本的施工模型；三是同甲方進行結算的模型。后兩者的區(qū)別主要是采用定額和計價價格數據的區(qū)別。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工階段成本管理；施工階段BIM應用同工作活動間的關聯(lián)性多，BIM的輔助有兩點：①通過運用BIM軟件對施工組織的輔助優(yōu)化；②對數據的收集與處理，是通過信息化系統(tǒng)對項目實現綜合性和實時性掌控。（1）施工階段基于BIM的承包商成本控制方法施工階段將BIM應用分為資源消耗量控制和計量結算工作BIM應用點分析?？刂瀑Y源消耗量按工作性質分為間接資源消耗控制與直接資源消耗控制：間接資源消耗控制是通過對方案優(yōu)化或溝通協(xié)調對資源節(jié)約控制；直接資源消耗控制是采取措施減少資源用量。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工階段成本管理；（2）施工階段基于BIM的承包商成本分析與考核方法①施工階段承包商成本分析BIM應用方法成本分析的基礎是成本核算，成本核算是在結算的基礎上對施工建設某階段所發(fā)生的費用，按性質、發(fā)生地點等分類歸集、匯總、核算，形成該階段成本總額及分類別單位成本。②施工階段基于BIM的承包商成本考核分析，施工階段成本考核由項目部辦公室負責，根據管理及考評制度、成本目標完成情況進行獎懲。BIM的應用方法主要是通過數據為考評提供決策依據。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的施工階段成本管理；（3）施工階段基于BIM的承包商成本動態(tài)管理方法成本的動態(tài)控制以成本計劃和工程合同為依據，動態(tài)控制成本的支出和資源消耗。此階段BIM應用多是對成本靜態(tài)管理常用應用的串聯(lián)，基于BIM的承包商成本動態(tài)管理在BIM應用工作流程的指導下，做好以下四方面工作：①現場成本及其相關數據的動態(tài)收集②成本數據的實時處理與監(jiān)控③成本調控策略制定④成本調控策略的跟蹤實施2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的竣工階段成本管理：對工程項目的交接，通過確認最終工程量對工程價款結算，BIM可進行竣工結算資料的編制和合同爭議的處理；工程總結包括項目部和施工企業(yè)兩個層次，主要是對成本過程進行分析與考核，通過知識管理形成項目數據庫。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的竣工階段成本管理：在最終結算文件的編制過程中，BIM實施如下：①運用BIM的算量計價軟件根據BIM模型和過程結算資料輸出竣工結算工程量和工程價款統(tǒng)計表；②通過BIM模型確認竣工結算過程中整個施工過程的工程量，并對各項成本進行核算分析；③通過結算資料同竣工模型的對應，檢查是否有缺項漏項或重復計算，各項變更或索賠等費用是否落實；④通過BIM系統(tǒng)隨施工過程所輸出的電子檔案，整理形成符合建設單位要求的竣工結算文件；⑤通過施工日志和施工模型的輔助，實現對爭議事件的回顧與分析，促進甲乙雙方對爭議事件的解決。2.3BIM在施工階段的應用基于BIM的竣工階段成本管理：竣工結算后承包商需要通過竣工模型轉化為運維模型并交付于建設單位。一方面方便業(yè)主根據各種條件快速檢索到相應資料，提升物業(yè)管理能力；另一方面以運維模型進行缺陷責任期對建筑項目的維護與保修，制訂切實可行的工程保修計劃，并在竣工結算時合理預留工程保修費用。BIM知識管理是以BIM數據庫的體現形式形成工程指標庫，實施如下：將各階段工程資料電子檔案同對應模型關聯(lián)后上傳BIM系統(tǒng)；通過BIM系統(tǒng)對模型數據按系統(tǒng)類別分解、指標化分析，歸納進入所屬數據庫實現鋼筋等資源消耗、同類工程成本估價等應用；類似工程通過對同類工作和指標參考，為后續(xù)項目各階段決策與管理工作提供建議。2.3BIM在施工階段的應用傳統(tǒng)上理解的建筑全生命周期是包括規(guī)劃、設計、施工、運維及拆除在內的一個時間周期，在整個周期內貫徹信息化協(xié)作，這是BIM的一個最基本的理念。置于BIM語境下，我們可以將整個時間周期以竣工為界劃分為“虛擬的建筑”和“物理現實的建筑”兩個大階段。前者相當于建設過程，以處理虛擬建筑模型結合建筑原材料為主要的BIM運作方式，后者則是運維過程，以處理虛擬建筑模型結合建筑物整體為主要的BIM運作方式。兩個過程的基本邏輯關系是：運維是為最終用戶服務的，建設是為了運維服務。2.4.1建筑全生命周期的基本概念2.4BIM在運維階段的應用工程項目運維管理存在著時間跨度大、周期長、內容多、信息集成難、涉及人員復雜等特點，導致管理成本高、效率低、難度大。將BIM技術應用于項目運維階段，不僅能夠解決各類資源信息的整合與共享、促進各方的協(xié)同工作、提高運維效率、降低運維成本，還能促進項目信息化水平的提升。項目運維階段管理中的BIM應用主要在：空間管理、設備維護管理、能耗管理、應急管理、結構安全管理和資產管理等方面。2.4.2項目運維階段管理2.4BIM在運維階段的應用1.空間管理為有效管理和確保建筑空間的使用，將建筑空間管理與BIM技術相結合，主要應用包括空間規(guī)劃、空間分配、人流管理等。空間規(guī)劃是一個集數據庫和建筑信息模型于一體的智能系統(tǒng)，用于監(jiān)控并統(tǒng)計空間的使用情況，它可以根據實際以及未來的需求、設施配置以及成本分攤比對項目進行空間容量的規(guī)劃和租賃，以及進一步優(yōu)化場地的使用情況，同時整合歸納各類空間的管理資料，以便根據預期人手情況做出反應?；贐IM模型方便各種空間信息的獲取和統(tǒng)計，并動態(tài)記錄信息，來將建筑物中的空間進行合理規(guī)劃以提高空間利用率。2.4BIM在運維階段的應用2.設備維護管理BIM技術用于設備方面的管理，主要應用在繪制BIM模型和設備、BIM數據庫等方面，其數據庫中包含了基本設備信息、設備技術參數、設備使用說明及維護保養(yǎng)記錄等信息。利用設施設備、BIM模型，分析相關數據來確定設備的日常檢查路線；配合工程自我管理及其他智能系統(tǒng)，對工程所用的設備進行檢查，以減少工程的人力成本。同時，根據工程的實際運作需要，制訂計劃，提供樓宇、設備及系統(tǒng)的維修服務。基于所制訂的維修計劃，自動指定在使用期滿時須維修的裝置設備，以確保裝置設備始終處于正常狀態(tài)。將BIM技術與網絡技術和設備自身操作系統(tǒng)相結合，可實現設備出現故障時，從提出維修申請到驗收過程中這一系列流程管理規(guī)范有效進行。同時將整個維護過程的記錄包括維護、損壞、更換、保修、制造商和硬件功能、操作規(guī)劃等記錄存儲在BIM模型中，確保對所有設備維護進行準確有效的管理。2.4BIM在運維階段的應用3.能耗管理項目運維階段是檢驗項目能源管理成果的階段，亦是結合項目運維管理資料對能耗實現優(yōu)化管理的階段。在節(jié)能減排方面，BIM技術與物聯(lián)網相結合，通過安裝具有傳感器功能的電、水和氣體計數器，可實現能量消耗數據的實時采集、傳輸、預分析、周期性傳輸，并具有更廣泛的傳播范圍，以方便能源管理的日常控制。同時在涉及建筑物能耗調節(jié)的前期工作中使用BIM綜合數據庫，并在BIM模型技術上，進行模擬仿真真實情況發(fā)生的能耗結果，以調整運維階段能耗管理初始化過程。后期在實時采集人口流動、環(huán)境、設備運行等動態(tài)數據之后的基礎上，綜合實時能耗數據和建筑能耗歷史數據，從BIM模型中提取相關信息，即設備最佳運行性能數據、設備最佳運行時間曲線、設備運行監(jiān)測數據等動態(tài)數據，對BIM視覺和參數環(huán)境中的數據進行建模和分析，建立項目能耗管理系統(tǒng)。2.4BIM在運維階段的應用4.應急管理現階段城市的飛快發(fā)展，也對公共項目、大型項目等人流聚集區(qū)域所具備的突發(fā)事件應急響應能力提出了更高的要求，使得相應的項目應急管理十分重要。傳統(tǒng)的應急管理僅僅側重于應對和救援兩方面，通過BIM技術建立操作管理系統(tǒng)進行應急管理包括預防、警報和響應?？梢宰鳛闉暮髴表憫脚_，還可以模擬災害發(fā)生前的相關過程，分析災害原因。利用BIM軟件和相關災害分析，可以制定災害后疏散和緊急救援的應急預防和預測措施。而在災害發(fā)生后，BIM模型可以為救援人員提供完整的緊急救援點信息，從而有效應對緊急情況。此外，樓宇管理自動化系統(tǒng)可確保及時取得樓宇及設備狀況的資料，使BIM模型能清楚標示樓宇的緊急地點，甚至是最適合前往緊急地點的路線，這樣救援人員就可以在現場采取正確的行動并提高應急行動的效率。2.4BIM在運維階段的應用5.結構安全管理在具體項目的結構安全管理中，BIM技術主要應用在與MEMS和GPS等技術結合的基礎上，在項目建筑物的結構安全性評估中，收集結構耐久的相關信息并匯總傳輸到BIM模型中。在三維BIM模型中能夠直觀展現各構件所屬的安全等級，并擬合得到項目結構的安全等級，從而評估項目現階段所處的安全狀態(tài)，以確定相關關鍵和有隱患問題的構件后續(xù)是否需要進行加固和整修。同時在結合相關技術基礎上，BIM技術還可以對項目所屬的建筑物結構荷載信息、現場檢測信息對其建筑物的結構、構件進行健康監(jiān)測、問題排查和情況處置。2.4BIM在運維階段的應用6.資產管理利用BIM模型進行資產信息的管理，以促進投資決策者制訂項目相關的短期和長期管理計劃。利用運維階段的模型數據可以實現建筑財產的價值評估。同時建立相關資產數據庫，以加強項目資產控制，同時減少資產浪費，防止資產外泄，以更全面地規(guī)范項目的資產管理，提高其過程管理的整體水平。2.4BIM在運維階段的應用在正常情況下，項目各種BIM應用都在BIM數據中心運行。BIM數據一般保存在BIM數據中心、BIM災難備份中心。運維安全主要有以下方面：（1）BIM數據安全（2）BIM應用安全（3）BIM主機安全（4）BIM網絡安全（5）BIM系統(tǒng)安全（6）BIM運維平臺安全2.4.3數據安全及技術2.4BIM在運維階段的應用基于已構建的BIM模型并結合相關技術，搭建項目運維管理BIM協(xié)同平臺。該平臺能最大化程度發(fā)揮BIM自身所具有的優(yōu)勢，以實現運維階段各方對項目工作的協(xié)同、溝通、組織。同時，平臺還包含項目各個全生命周期階段中信息數據，可以很好地滿足運維階段各方對于信息獲取、共享、更新的需要。2.4.4人員組織及應用概況2.4BIM在運維階段的應用2-1什么是“協(xié)同設計”?其本質是什么?2-2在設計階段使用碰撞檢查的意義是什么?其使用范圍包括哪些方面?2-3BIM技術場地布置與傳統(tǒng)場地布置的區(qū)別?2-4基于BIM技術實施進度管理的主要內容包括哪些?2-5BIM技術在工程成本管理上有哪些應用范圍?2-6BIM技術在運維階段有哪些方面的應用?思考與練習題第三章BIM與智能建造智能建造應用價值及發(fā)展前景３BIM與先進信息技術集成應用２智能建造概述１本章重點(1)智能建造概述(2)BIM與先進信息技術集成應用(3)智能建造應用價值及發(fā)展前景教學目標

了解智能建造的基本情況，包括：智能建造的概念和特點、智能建造的發(fā)展概況、智能建造的理論與技術體系、智能建造融合BIM技術優(yōu)勢。熟悉BIM與先進信息技術集成應用，包括：BIM與VR技術、GIS技術、3D打印技術、三維激光掃描技術、建筑機器人技術、區(qū)塊鏈技術和數字孿生技術等。熟悉智能建造應用價值及發(fā)展前景，包括：智能建造應用價值和智能建造發(fā)展前景。智能建造是新一代信息技術與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式，其在實現工程要素資源數字化的基礎上，通過規(guī)范化建模、網絡化交互、可視化認知、高性能計算以及智能化決策支持，實現數字鏈驅動下的立項策劃、規(guī)劃設計、施（加）工生產、運維服務一體化集成與高效協(xié)同，交付以人為本、智能化的綠色可持續(xù)工程產品與服務。設計建造交付一模到底，要素感知互聯(lián)網絡協(xié)同，機器換人改善作業(yè)環(huán)境，數據驅動工程智能決策，企業(yè)轉型發(fā)展數字經濟，即一“軟”，一“網”、一“硬”、一“平臺”

。智能建造是結合全生命周期和精益建造理念，利用先進的信息技術和建造技術，對建造的全過程進行技術和管理的創(chuàng)新，實現建設過程數字化、自動化向集成化、智慧化的變革，進而實現優(yōu)質、高效、低碳、安全的工程建造模式和管理模式。隨著人工智能、VR、5G、區(qū)塊鏈等新興信息技術的涌現并應用至工程實踐，智能建造的內涵不斷豐富。3.1.1智能建造概念和特點3.1智能建造概述

1.智能建造概念范圍：涉及建設項目建造全生命周期。技術：融合BIM、GIS、IoT、互聯(lián)網、云計算、大數據、人工智能、數字孿生等新一代先進信息技術，將建設項目各階段和各專業(yè)領域串聯(lián)成一個整體。理論：涉及工程建造理論、項目管理理論等，將工程建造相關理論與新一代信息技術相結合，可指導新一代信息技術為土木工程建設服務。內容：通過互聯(lián)網和物聯(lián)網可實現海量數據和信息的采集和傳輸，借助于云平臺的大數據挖掘和處理能力，可實現對數據的處理和分析，建設項目各參建方可實時清晰了解建設項目各方面情況，以實現數據集成和信息協(xié)同管理。3.1.1智能建造概念和特點3.1智能建造概述

2.智能建造特點(1)智慧性：以信息作為支撐,且具備感知獲取各類信