建筑信息模型應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展研究

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：建筑信息模型應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展研究分校（點(diǎn)）：年級(jí)、專業(yè)：教育層次：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：目錄內(nèi)容摘要 2關(guān)鍵詞 21、BIM的幾大概念及相互關(guān)系 21.1BIM（BuildingInformationModeling） 22、3d參數(shù)化設(shè)計(jì) 23、協(xié)同設(shè)計(jì)與協(xié)同作業(yè) 34、BIM現(xiàn)狀與未來發(fā)展 35、行業(yè)現(xiàn)狀 46、軟硬件技術(shù)現(xiàn)狀 47、影響B(tài)IM在設(shè)計(jì)階段推廣應(yīng)用的主要因素 48、BIM在設(shè)計(jì)階段的價(jià)值 59、BIM項(xiàng)目類型及介入點(diǎn) 710、實(shí)施BIM的不同設(shè)計(jì)階段 711、BIM實(shí)施模式 912、協(xié)同設(shè)計(jì) 912.1、2D協(xié)同設(shè)計(jì) 912.2、3D協(xié)同設(shè)計(jì) 913、協(xié)同作業(yè) 1014、BIM服務(wù)商 1015、結(jié)語 10在過去及未來的發(fā)展過程中，BIM的發(fā)展軌跡如下：少數(shù)技術(shù)發(fā)燒友的熱衷→企業(yè)決策層從企業(yè)發(fā)展角度逐步認(rèn)同→行業(yè)逐步認(rèn)同并開始建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)→開始進(jìn)入工程項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程。5、行業(yè)現(xiàn)狀（1）業(yè)主：越來越多的國內(nèi)外業(yè)主（外資投資方、工廠及公用建筑類業(yè)主）提出明確的BIM要求，甚至明確提出需要的3D文件格式。項(xiàng)目準(zhǔn)入門檻提高。（2）設(shè)計(jì)方：具有總包資質(zhì)的工業(yè)設(shè)計(jì)院、大型民建設(shè)計(jì)院因?yàn)槭袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等需要，先后在3D設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了局部成功應(yīng)用（特別是2008年奧運(yùn)項(xiàng)目的應(yīng)用），促進(jìn)了整個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。BIM將成為繼上世紀(jì)90年代“甩圖板”工程以來的第二次技術(shù)革命，由此設(shè)計(jì)行業(yè)將從過去的“計(jì)算機(jī)輔助繪圖”進(jìn)入真正的“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”（這恰恰是“CAD”的真正含義）時(shí)代。（3）施工方：國內(nèi)幾大建設(shè)集團(tuán)公司都開始或已經(jīng)創(chuàng)建自己的BIM團(tuán)隊(duì)，在土建、機(jī)電安裝等方面嘗試3D深化設(shè)計(jì)、施工模擬，協(xié)助施工管理。下游企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步將給設(shè)計(jì)方帶來更多的技術(shù)進(jìn)步壓力。（4）運(yùn)營(yíng)方：目前暫時(shí)無明確需求。2008年北京奧運(yùn)會(huì)的《奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)》是國內(nèi)唯一一個(gè)做到運(yùn)營(yíng)層面的BIM項(xiàng)目1。（5）國家BIM標(biāo)準(zhǔn)初具雛形，但離實(shí)際應(yīng)用還有很大距離。目前有實(shí)力的行業(yè)各方都在自行摸索，已經(jīng)形成局部BIM成果。各方均已經(jīng)意識(shí)到BIM對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈、整個(gè)行業(yè)的價(jià)值。6、軟硬件技術(shù)現(xiàn)狀從技術(shù)角度來講，支撐BIM實(shí)施的軟件、硬件技術(shù)都已基本到位。如Autodesk公司已經(jīng)形成了從設(shè)計(jì)、分析到模擬全套的BIM系列工具軟件：RevitArchitecture、RevitStructure、RevitMEP、AutoCADCivil3D、AutoCADPlant3D、RobotStructuralAnalysis、EcotectAnalysis、Navisworks等。在此基礎(chǔ)上，輔以設(shè)計(jì)師常用的SketchUp、Rhino，以及高端的Grasshopper、Catia、DigitalProject等設(shè)計(jì)工具和算法編輯器，以及IES（IntegratedEnvironmentalSolutions）分析工具，將滿足現(xiàn)代各種建筑創(chuàng)意的設(shè)計(jì)需求。同時(shí)64位的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)則給上述設(shè)計(jì)工具的穩(wěn)定運(yùn)行提供了硬件保障。7、影響B(tài)IM在設(shè)計(jì)階段推廣應(yīng)用的主要因素上有業(yè)主的需求，下有施工方的技術(shù)進(jìn)步，后有軟硬件的支持，加上設(shè)計(jì)企業(yè)提升自身綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和企業(yè)未來發(fā)展的需求，BIM在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)在必行。但在實(shí)際實(shí)施中，BIM的推廣應(yīng)用還存在很多阻礙因素需要各位主管領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識(shí)清楚：（1）外部變革動(dòng)力與壓力不夠：業(yè)主需求不多，國家標(biāo)準(zhǔn)不完善等。（2）企業(yè)發(fā)展成本與風(fēng)險(xiǎn)：設(shè)計(jì)工具、協(xié)同模式的變更所帶來的軟硬件成本、培訓(xùn)成本、新技術(shù)積累與現(xiàn)有設(shè)計(jì)成果的轉(zhuǎn)化成本、變革的風(fēng)險(xiǎn)等。（3）現(xiàn)有業(yè)務(wù)壓力：現(xiàn)有業(yè)務(wù)多、時(shí)間緊、壓力大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)積極、中層領(lǐng)導(dǎo)反對(duì)、設(shè)計(jì)師沒有學(xué)習(xí)新技術(shù)的時(shí)間和精力。（4）個(gè)人變革動(dòng)力與壓力不夠：3D參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)習(xí)慣、協(xié)同設(shè)計(jì)模式等的改變，新工具的學(xué)習(xí)時(shí)間成本、變革的風(fēng)險(xiǎn)，單位技術(shù)進(jìn)步的激勵(lì)措施能否到位等，都將影響B(tài)IM的進(jìn)一步推廣。（5）技術(shù)不完善：BIM工具的專業(yè)設(shè)計(jì)功能不夠完善、本地化程度不夠，以及BIM技術(shù)服務(wù)商的技術(shù)支持能力參差不齊等。8、BIM在設(shè)計(jì)階段的價(jià)值（1）可視化（Visualization）：BIM將專業(yè)、抽象的二維建筑描述通俗化、三維直觀化，使得專業(yè)設(shè)計(jì)師和業(yè)主等非專業(yè)人員對(duì)項(xiàng)目需求是否得到滿足的判斷更為明確、高效，決策更為準(zhǔn)確。（2）協(xié)調(diào)（Coordination）：BIM將專業(yè)內(nèi)多成員間、多專業(yè)、多系統(tǒng)間原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì)成果（包括中間結(jié)果與過程），置于統(tǒng)一、直觀的三維協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境中，避免因誤解或溝通不及時(shí)造成不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。（3）模擬（Simulation）：BIM將原本需要在真實(shí)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)的建造過程與結(jié)果，在數(shù)字虛擬世界中預(yù)先實(shí)現(xiàn)，可以最大限度減少未來真實(shí)世界的遺憾。（4）優(yōu)化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得設(shè)計(jì)優(yōu)化成為可能，進(jìn)一步保障真實(shí)世界的完美。這點(diǎn)對(duì)目前越來越多的復(fù)雜造型建筑設(shè)計(jì)尤其重要。9、BIM項(xiàng)目類型及介入點(diǎn)哪些項(xiàng)目適合使用BIM？BIM應(yīng)該在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的哪個(gè)階段介入？這兩個(gè)問題的答案仁者見仁、智者見智：有的說BIM只適合于復(fù)雜造型設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在前期的概念和方案階段就要介入，常規(guī)住宅項(xiàng)目是殺雞用牛刀；有的說只有標(biāo)準(zhǔn)化程度比較高的住宅項(xiàng)目才能充分體現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的價(jià)值，提高出圖效率，應(yīng)該在施工圖階段介入；還有的說復(fù)雜的BIM只適合做方案設(shè)計(jì)，施工圖還是使用AutoCAD靈活、效率高等。這些觀點(diǎn)其實(shí)都沒錯(cuò)。心理學(xué)講“需求是決定一切行為的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的項(xiàng)目、不同目的，將決定BIM的實(shí)施采用什么樣的方式、什么時(shí)候介入、做到什么深度、得到什么成果，以及實(shí)施的費(fèi)用成本。10、實(shí)施BIM的不同設(shè)計(jì)階段在建筑設(shè)計(jì)階段實(shí)施BIM的最終結(jié)果一定是所有設(shè)計(jì)師將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)全程。但在目前尚不具備全程應(yīng)用條件的情況下，局部項(xiàng)目、局部專業(yè)、局部過程的應(yīng)用將成為未來過渡期內(nèi)的一種常態(tài)。因此，根據(jù)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求、BIM團(tuán)隊(duì)情況、設(shè)計(jì)周期等條件，可以選擇在以下不同的設(shè)計(jì)階段中實(shí)施BIM。（1）概念設(shè)計(jì)階段：在前期概念設(shè)計(jì)中使用BIM，在完美表現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)意的同時(shí)，還可以進(jìn)行各種面積分析、體形系數(shù)分析、商業(yè)地產(chǎn)收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。（2）方案設(shè)計(jì)階段：此階段使用BIM，特別是對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)項(xiàng)目將起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化、方案對(duì)比（例如曲面有理化設(shè)計(jì)）和方案可行性分析作用。同時(shí)建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對(duì)建筑設(shè)計(jì)起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化作用。（3）施工圖設(shè)計(jì)階段：對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)等用二維設(shè)計(jì)手段施工圖無法表達(dá)的項(xiàng)目，BIM則是最佳的解決方案。當(dāng)然在目前BIM人才緊缺、施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設(shè)計(jì)，以盡可能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。（4）專業(yè)管線綜合：對(duì)大型工廠設(shè)計(jì)、機(jī)場(chǎng)與地鐵等交通樞紐、醫(yī)療體育劇院等公共項(xiàng)目的復(fù)雜專業(yè)管線設(shè)計(jì)，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。（5）可視化設(shè)計(jì)：效果圖、動(dòng)畫、實(shí)時(shí)漫游、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等項(xiàng)目展示手段也是BIM應(yīng)用的一部分。11、BIM實(shí)施模式在目前條件下根據(jù)自身的情況，設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)施BIM無非以下3種模式：（1）BIM外包服務(wù)：將特定階段的BIM設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)外包給有實(shí)力的BIM服務(wù)商獨(dú)立完成，設(shè)計(jì)企業(yè)在服務(wù)商的成果上進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)。在此過程中BIM服務(wù)商扮演的是“輔助設(shè)計(jì)”的角色。（2）BIM項(xiàng)目合作設(shè)計(jì)：在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的特定階段，由設(shè)計(jì)方和BIM服務(wù)商合作完成設(shè)計(jì)。在此過程中BIM服務(wù)商更多起著技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)計(jì)難題技術(shù)支持、局部參與設(shè)計(jì)的“協(xié)助設(shè)計(jì)”的作用，項(xiàng)目設(shè)計(jì)依然主要由設(shè)計(jì)師完成。通過多個(gè)項(xiàng)目、不同類型項(xiàng)目的BIM實(shí)施，達(dá)到在設(shè)計(jì)師中逐步推廣普及BIM應(yīng)用的目的。（3）自建BIM團(tuán)隊(duì)：成立專職的BIM團(tuán)隊(duì)或部門，使用BIM技術(shù)服務(wù)于設(shè)計(jì)院內(nèi)部所有需要BIM的項(xiàng)目。該方式的重點(diǎn)是團(tuán)隊(duì)自身的建設(shè)與技術(shù)水平的提升，在運(yùn)作前期，BIM服務(wù)商的專業(yè)培訓(xùn)和技術(shù)支持至關(guān)重要。12、協(xié)同設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)又細(xì)分為2D協(xié)同設(shè)計(jì)與3D協(xié)同設(shè)計(jì)，這是設(shè)計(jì)軟件本身具備的協(xié)同功能。12.1、2D協(xié)同設(shè)計(jì)2D協(xié)同設(shè)計(jì)是以AutoCAD外部參照功能為基礎(chǔ)的dwg文件之間的文件級(jí)協(xié)同，是一種文件定期更新的階段性協(xié)同設(shè)計(jì)模式。例如：將一個(gè)建筑設(shè)計(jì)的軸網(wǎng)、標(biāo)高、外立面墻與門窗、內(nèi)墻與門窗布局、核心筒、樓梯與坡道、衛(wèi)浴家具構(gòu)件等拆分為多個(gè)dwg文件由幾位設(shè)計(jì)師分別設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中根據(jù)需要通過外部參照的方式將其鏈接組裝為多個(gè)建筑平立面圖，這時(shí)如果軸網(wǎng)文件發(fā)生變更，所有參照該文件的圖紙都可以自動(dòng)更新。12.2、3D協(xié)同設(shè)計(jì)3D協(xié)同設(shè)計(jì)在專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的模式不同。（1）專業(yè)內(nèi)3D協(xié)同設(shè)計(jì)：是一種數(shù)據(jù)級(jí)的實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)模式。即工作組成員在本地計(jì)算機(jī)上對(duì)同一個(gè)3D工程信息模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)人的設(shè)計(jì)內(nèi)容都可以及時(shí)同步到文件服務(wù)器上的項(xiàng)目中心文件中，甚至成員間還可以互相借用屬于對(duì)方的某些建筑圖元進(jìn)行交叉設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)成員間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。（2）專業(yè)間3D協(xié)同設(shè)計(jì)：當(dāng)每個(gè)專業(yè)都有了3D工程信息模型文件時(shí)，即可通過外部鏈接的方式，在專業(yè)模型（或系統(tǒng)）間進(jìn)行管線綜合設(shè)計(jì)。這個(gè)工作可以在設(shè)計(jì)過程中的每個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，因此專業(yè)間3D協(xié)同設(shè)計(jì)和2D協(xié)同設(shè)計(jì)同樣是文件級(jí)的階段性協(xié)同設(shè)計(jì)模式。除上述兩種模式外，不同BIM設(shè)計(jì)軟件間的數(shù)據(jù)交互也屬于同設(shè)計(jì)的范疇。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3dsmax、SketchUp、Rhino、Catia、Ecotect、IES、PKPM等工具間的數(shù)據(jù)交互，都可以通過專用的導(dǎo)入/導(dǎo)出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中間數(shù)據(jù)格式進(jìn)行交互。13、協(xié)同作業(yè)協(xié)同作業(yè)是設(shè)計(jì)之外的各種設(shè)計(jì)文件與辦公文檔管理、人員權(quán)限管理、設(shè)計(jì)校審流程、計(jì)劃任務(wù)、項(xiàng)目狀態(tài)查詢統(tǒng)計(jì)等的與設(shè)計(jì)相關(guān)的管理功能，以及設(shè)計(jì)方與業(yè)主、施工方、監(jiān)理方、材料供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商等與項(xiàng)目相關(guān)各方，進(jìn)行文件交互、溝通交流等的協(xié)同管理系統(tǒng)。它是提升全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)效率的重要手段。14、BIM服務(wù)商BIM服務(wù)商在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中扮演著“輔助設(shè)計(jì)”、“協(xié)助設(shè)計(jì)”、“技術(shù)支持”3種角色。隨著BIM在工程建設(shè)行業(yè)的普及應(yīng)用，BIM服務(wù)將成為繼效果圖設(shè)計(jì)服務(wù)、模型制作服務(wù)等之后又一種新型的服務(wù)于建筑設(shè)計(jì)，且和建筑設(shè)計(jì)配合更加緊密的服務(wù)類型。一個(gè)有價(jià)值的BIM服務(wù)商需要具備以下能力：1）對(duì)BIM系統(tǒng)的深刻理解；2）對(duì)工程建設(shè)行業(yè)不同類型用戶及其需求的深刻理解；3）具備從設(shè)計(jì)、分析、模擬、施工、運(yùn)營(yíng)到定制、研發(fā)、協(xié)同管理全套的BIM解決方案，及專業(yè)的實(shí)施團(tuán)