BIM技术应用现状及发展概述

BIM技术应用现状及发展概述

新技术的产生 什么是 BIM BIM 的价值 BIM 的应用空间（前景）及现状 2 3 4 BIM 在建立企业的未来发展 5 1 新技术的产生 1 您可能见过 您也可能见过 1980 1990 2000 2010 设计信息 创建 共享 管理 甩图板工程 行业效益 / 竞争力 结构数据 方案数据 暖通数据 工程量估算 施工图数据 ……. BIM 数据库 没有实质联系 的数据孤岛 彼此关联 / 多专业 自动施工图纸 BIM 出现并非偶然，而是顺应整个设计制造行业发展潮流而生！ BIM的 出现 新技术的产生 BIM 在建筑能耗评估方面的应用 二十世纪以后，各国的能源短缺问题日益突出。 现阶段大多节能建筑侧重于外观和功能，而忽视建筑的能效设计，没有对工程方案能耗进行系统的分析与计算。 产生 “ 可视化 ” 的三维数字建模技术 —— BIM 技术。 什么是 BIM 2 BIM 全称： Building Information Modeling 建筑信息模型 简要的描述成： 通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里信息不仅是三维几何形状信息，还包含大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、重量、价格和进度等等。 BIM 的七个特点 可视化：即所见即所得。在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的效果不仅可以用作效果图的展示及报表的生成，更重要的是项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。模拟三维的立体事物可使项目在设计、建造、运营等整个建设过程可视化，方便进行更好的沟通，讨论与决策。 协调性：各专业项目信息出现“不兼容”现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。使用有效BIM协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或者问题变更方案。 模拟性： 利用四维施工模拟相关软件，根据施工组织安排进度计划安排，在已经搭建好的模拟的基础上加上时间维度，分专业制作可视化进度计划，即四维施工模拟。一方面可以知道现场施工，另一方面为建筑、管理单位提供非常直观的可视化进度控制管理依据。 优化性：现代建筑的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。 可出图性：BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸： （ 1 ）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）； （ 2 ）综合结构留洞图（预埋套管图）； （ 3 ）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。 一体化性： 基于BIM技术可进行从设计到施工再到运营贯穿了工程项目的全生命周期的一体化管理。BIM的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，不仅包含了建筑的设计信息，而且可以容纳从设计到建成使用，甚至是使用周期终结的全过程信息。 参数化性：参数化建模指的是通过参数而不是数字建立和分析模型，简单地改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型；BIM中图元是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。 手图到二维、三维地信息改革 从 2D 、 3D 的传统建模到 4D 、 5D 的信息建模方式 摒弃传统设计中资源不能共享、信息不能同步更新、参与方不能很好的相互协调、施工过程不能可视化模拟，检查与维护不能做到物理与信息的碰撞预测等问题。 BIM 的发展 从 2DCAD 过渡到以 BIM 技术为核心的多种建筑 3DCAD ，将是未来计算机辅助建筑设计的发展趋势 。 3 施工阶段 运营管理 设计阶段 销售招商 全寿命周期 BIM 的价值 １．可视化： “ 所见即所得 ” 。 模型三维的立体实物图形可视， 项目设计、建造、运营等整个建设过程可视。 方便进行更好的沟通、讨论与决策。 ２．协调性： 各行业项目信息出现 “ 不兼容 ” 现象。如管道与结构冲突，各个房间出现冷热不均，预留的洞口没留或尺寸不对等情况。 使用有效 BIM 协调流程进行协调综合，减少不合理变更方案或问题变更方案 世博奥地利馆管线综合 BIM 的价值 ３．模拟性： 3D 画面的模拟 能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。 4D （发展时间上）的模拟 5D （造价控制上）的模拟 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。 BIM 的价值 ３．模拟性： 3D 画面的模拟 能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟 。 4D （发展时间上）的模拟 5D （造价控制上）的模拟 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。 　 日照模拟 自然通风系统模拟 热能环境模拟 受风力及流体力学模拟 BIM 的价值 BIM 的价值 ３．模拟性： 3D 画面的模拟 能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。 4D （发展时间上）的模拟 5D （造价控制上）的模拟 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。　 ３．模拟性： 3D 画面的模拟 能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。 4D （发展时间上）的模拟 5D （造价控制上）的模拟 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。　 BIM 的价值 ３．模拟性： 3D 画面的模拟 能效、紧急疏散、日照、热能传导等的模拟。 4D （发展时间上）的模拟 5D （造价控制上）的模拟 对地震人员逃生及消防人员疏散等日常紧急情况的处理方式的模拟。 　 BIM 的价值 ４．优化性： BIM 及与其配套的各种优化工具能对项目进行可能的优化处理 利用模型提供的各种信息来优化，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息 给复杂程度高的建筑优化 ５．可出图性： 建筑设计图 + 经过碰撞检查和设计修改 = 综合设计施工图 如综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等实用的施工图纸。 合理 优化 BIM 的价值 BIM 的应用空间（前景）及现状 4 承包方 设计方 参与者 业主 设计方 监理方 承包商 记录和评估存量物业 ： 用 BIM 模型来记录和评估已有物业可以为业主更好地管理物业生命周期运营的成本，如果能够把物业的 BIM 信息和业主的业务决策和管理系统集成，就能使业主如虎添翼； 产品规划： 通过 BIM 模型使设计方案和投资回报分析的财务工具集成，业主就可以实时了解设计方案变化对项目投资收益的影响； 设计评估和招投标： 通过 BIM 模型帮助业主检查设计院提供的设计方案在满足多专业协调、规划、消防、安全以及日照、节能、建造成本等各方面要求上的表现，保证提供正确和准确的招标文件； 项目沟通和协同： 利用 BIM 的 3D 、 4D （三维模型 + 时间）、 5D （三维模型 + 时间 + 成本）模型和投资机构、政府主管部门以及设计、施工、预制、设备等项目方进行沟通和讨论，大大节省决策时间和减少由于理解不同带来的错误； 和 GIS 系统集成： 无论业内人士还是公众都可以用和真实世界同样的方法利用物业的信息，对营销、物业使用和应急响应等都有极大帮助； 物业管理和维护： BIM 模型包括了物业使用、维护、调试手册中需要的所有信息，同时为物业改建、扩建、重建或退役等重大变化都提供了完整的原始信息。 业主 方案设计： 使用 BIM 技术能进行造型、体量和空间分析外，还可以同时进行能耗分析和建造成本分析等，使得初期方案决策更具有科学性； 扩初设计： 建筑、结构、机电各专业建立 BIM 模型，利用模型信息进行能耗、结构、声学、热工、日照等分析，进行各种干涉检查和规范检查，以及进行工程量统计； 施工图： 各种平面、立面、剖面图纸和统计报表都从 BIM 模型中得到； 设计协同： 设计有上十个甚至几十个专业需要协调，包括设计计划、互提资料、校对审核、版本控制等； 设计工作重心前移： 目前设计师 50% 以上的工作量用在施工图阶段，以至于设计师得到了一个无奈的但又名副其实的称号 - “ 画图匠 ” ， BIM 可以帮助设计师把主要工作放到方案和扩初阶段，恢复设计师的本来面目。 设计方 建立项目的 BIM 模型： 使用 BIM 技术建立项目模型，成为监理进行工程质量、工程进度、工程成本及工程安全等控制的依据，使得监理过程更具有科学性； 设计碰撞检查分析： 根据建立的项目 BIM 模型，前期对各专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题； 基于 BIM 的施工过程 4D 模拟： 在 3D 模型的基础上集成时间维度，实现 4D 模型。 4D 模型中既包含了 3D 模型的设计信息，也包含了施工信息。其核心思想是通过信息技术手段集成设计与施工信息，进而实现建设过程的集成。应用 4D 模型可以模拟施工过程，也可进行施工过程的分析，并支持参与方之间的充分交流与协作 ； 基于 BIM 的工程量计算： 完成建设工程项目的工程量统计、钢筋统计、造价分析报表等，使从基础、砼、装修的工程量统计到梁、板、柱、墙等的钢筋统计效率和准确性大大提高。 监理方 虚拟建造： 在 BIM 模型中使用实际产品后进行物理碰撞（硬碰撞）和规则碰撞（软碰撞）检查； 施工分析和规划： BIM 和施工计划集成的 4D 模拟，时间 - 空间合成以后的碰撞检查； 成本和工期管理： BIM 、施工计划和采购计划集成的 5D 模拟； 预制： BIM 和数控制造集成的自动化工厂预制； 现场施工： BIM 和移动技术、 RFID 技术以及 GPS 技术集成的现场施工情况动态跟踪。 承包商 BIM在国外的应用 BIM在国内的应用 阻碍国内BIM发展的一些原因 BIM 应用现状 BIM在国外的应用 美国到欧美、日本、新加坡等发达国家 应用领域：设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段 例：韩国buildingSMART协会组织的BIM技术体验培训； 美国EcoBuilding America会议组织“水族馆”系列小组会。 特点：1、已经成为设计和施工单位承接项目的必要能力，已收到广泛重视。大企业已经具备了BIM技术能力；BIM专业咨询公司已经出现，十分活跃，为中小企业应用BIM提供有力支持。 2、不再是将BIM应用于建筑工程局部环节。例：IPD（Intergrated Project Dilivery）集成项目交付工作模式。 3、应用软件已经比较成熟。 BIM在国内的应用 2002年 BIM理念和技术； 2004年 BIM应用软件。 奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程、香港地铁项目等。 “小荷才露尖尖角” （BIM是市场规范化的产物，是全社会各行业生产标准到位的产物） “十五”科技攻关计划 课题："基于IFC国际标准的建筑工程应用软件研究" 重点：对BIM数据标准IFC和应用软件的研究，开发了基于IFC的结构设计和施工管理软件。 “十一五”科技支撑计划 课题："基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究" 重点：基于BIM技术的建筑设计、节能设计、成本预测、施工优化、施工安全分析等下一代工程软件。 国内BIM发展的阻碍原因 推行不够，不愿打破； 容忍不足； 不愿学习； 本土化不够； 业务水平不齐； 3D软件速度和功能未平衡。 业主 / 开发商 建筑师 项目经理 绘图员 结构工程师 水暖电工程师 供应商 总承包商 施工出图 分包商 物业管理 BIM BIM 的应用 在建筑工程全过程中的应用 传统 —— 人们用 2D 的方式来表达 3D 的建筑物 项目复杂性的加大，如规模的增大以及建筑系统数量和复杂性的增加等 缩短工期的要求（ 4D ） 控制造价的压力（ 5D ） BIM 在建设项目的设计施工运营管理全过程中得到充分的重视。 当代 —— 2D 到 nD 的表达模式 设计阶段 空间三维复杂形态的表达与数据共享 BIM 提供工程全部信息，将项目各阶段主要参与方都集中，做出项目空间三维复杂形态的表达。 虚拟建筑样机，提供建筑物精确的空间关系和数据，与其他 3D 建模不同。 根据 3D 模型自动生成和更新各种图形和文档，自动协调更改关联变更相应的信息，信息共享同步  空间分析、体量分析、效果图分析 —— 三维可视化表现方式 结构分析。利用工具软件创建 3D 模型，完成结构条件图，对结构进行分析，得出合理的结构施工图。 节能分析。能效分析与计算，节能？经济？ “ 绿色 ” ？ 造价分析。运用“零库存”的生产管理方式，限额领料施工，最大程度发挥业主资金的效益。 分析阶段 工序上分析。 BIM 模型和进度计划软件（如 MS Project ， P3 等）的数据集成，实时监控施工进度，实时调整现场情况 可建性分析。进行安全、施工空间、对环境影响等全面的可建性模拟分析 冲突碰撞检查分析。建造前期对各专业的碰撞问题进行模拟，生成与提供可整体化协调的数据，解决传统的二维图纸会审耗时长、效率低、发现问题难的问题 应用 BIM 整合现场 —— BIM 模型的虚拟建筑 + 实际的施工或管理现场 = 操控现场施工 主要包括以下几个方面： 　现场指导： BIM 模型和 3D 施工图指导 现场跟踪： 激光扫描、 GPS 、移动通讯、 RFID 和互联网等技术 项目的 BIM 模型 保证施工期间不产生重大事故（火灾） 提供准确、直观的 BIM 数据库。 施工阶段 平面图 建筑模型 效果图 各种信息 各种媒体广告形式 相关软件 能耗、折旧、安全性预测 物业使用、维护、调试手册 物业变化前的原始信息 建筑使用情况或性能 入住人员与容量 建筑已用时间 建筑财务方面的信息 数字更新记录（完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存） 可出租面积 租赁收入 部门成本分配的重要财务数据 。。。 营运阶段 提供直观、准确、高效的奥运村空间规划及设施、奥运村物资、设施数据库、资产管理及物流服务等信息。 运营阶段的 BIM 应用 建筑图纸 日照分析 效果图 能耗分析 建筑声学分析 结构分析 工程算量 协同 施工管理 水暖电设计 BIM BIM 的应用 BIM 的 20 种应用 BIM 在监理企业的未来发展 5 鉴于当前 BIM 技术在工程建筑行业的应用，监理企业作为工程项目的必要参建方之一， BIM 技术也将是项目监理人员控制工程质量、工程进度、工程安全等方面的 有效手段。 由于采用 BIM 设计的图纸是数字化的，计算机可以在检索、判别、据整理等方面发挥优势。监理工程师不必拿着厚厚的图纸反复核对，只需要通过一些简单的功能就可以快速地、准确地得到建筑物构件的特征信息，如钢筋的布置、设备预留孔洞的位置、 构件尺寸等，在现场及时下达指令。 如果 将建筑物从平面变为立体，是一个资源耗费的过程。无论建筑物已建成、已经开始建设或已经备料，发现问题后进行修改的成本都是巨大的。利用 BIM 模型和施工方案进行虚拟环境数据集成，对建设项目的可建设性进行仿真实验，可在事前发现质量问题。 BIM 在监理企业的未来发展 5 监理企业 BIM 未来发展方向： 工程项目管理系统设计与开发； 企业项目管理平台设计与开发； BIM （建筑信息模型）咨询； 等等。 其中， BIM （建筑信息模型）咨询将是 BIM 技术在监理行业的主要业务之一，主要包括： - 建立项目的 BIM 模型； - 设计碰撞检查分析； - 项目建筑性能优化； - 基于 BIM 的施工过程 4D 模拟； - 基于 BIM 的工程量计算； - 建筑运营管理方案及其优化分析； - 等等。 迈向 BIM ！