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    什么是BIM(建筑信息模型)

    BIM簡介
    BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的縮寫,建筑信息模型是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立,通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性、 可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性八大特點。

    BIM定義
    從BIM設計過程的資源、行為、交付三個基本維度,給出設計企業的實施標準的具體方法和實踐內容。BIM(建筑信息模型)不是簡單的將數字信息進行集成,而是一種數字信息的應用,并可以用于設計、建造、管理的數字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環境,可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。
    住房和城鄉建設部工程質量安全監管司處長對BIM作出了解釋。
     她表示:BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具,通過參數模型整合各種項目的相關信息,在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞,使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對,為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎,在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用!
    BIM的英文全稱是Building Information Modeling,國內較為一致的中文翻譯為:建筑信息模型。由于國內《建筑信息模型應用統一標準》還在編制階段,這里暫時引用美國國家BIM標準(NBIMS)對BIM的定義,定義由三部分組成:

    1.BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達;
    2.BIM是一個共享的知識資源,是一個分享有關這個設施的信息,為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程;
    3.在項目的不同階段,不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自職責的協同作業。

    BIM考試
    為了建筑信息化技術發展選拔合格的專業技能人才,提高建筑業從業人員信息技術的應用水平,推動技術創新,滿足建筑業轉型升級需求;充分利用現代信息化技術,提高建筑業生產效率、節約成本、保證質量,高效應對在工程項目策劃與設計、施工管理、材料采購、運行和維護等全生命周期內進行信息共享、傳遞、協同、決策等任務。 設立BIM技能考試,國內目前有由住房和城鄉建設部、工業和信息化部、科技部下屬不同協會、學會負責。

    BIM特點
    真正的BIM符合以下八個特點:
    1. 可視化(Visualization)
    可視化即“所見所得”的形式,對于建筑行業來說,可視化的真正運用在建筑業的作用是非常大的,例如經常拿到的施工圖紙,只是各個構件的信息在圖紙上的采用線條繪制表達,但是其真正的構造形式就需要建筑業參與人員去自行想象了。對于一般簡單的東西來說,這種想象也未嘗不可,但是近幾年建筑業的建筑形式各異,復雜造型在不斷的推出,那么這種光靠人腦去想象的東西就未免有點不太現實了。所以BIM提供了可視化的思路,讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前;建筑業也有設計方面出效果圖的事情,但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的,并不是通過構件的信息自動生成的,缺少了同構件之間的互動性和反饋性,然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視,在BIM建筑信息模型中,由于整個過程都是可視化的,所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成,更重要的是,項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。
    2.協調性(Coordination)
    這個方面是建筑業中的重點內容,不管是施工單位還是業主及設計單位,無不在做著協調及相配合的工作。一旦項目的實施過程中遇到了問題,就要將各有關人士組織起來開協調會,找各施工問題發生的原因,及解決辦法,然后出變更,做相應補救措施等進行問題的解決。那么這個問題的協調真的就只能出現問題后再進行協調嗎?在設計時,往往由于各專業設計師之間的溝通不到位,而出現各種專業之間的碰撞問題,例如暖通等專業中的管道在進行布置時,由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的,真正施工過程中,可能在布置管線時正好在此處有結構設計的梁等構件在此妨礙著管線的布置,這種就是施工中常遇到的碰撞問題,像這樣的碰撞問題的協調解決就只能在問題出現之后再進行解決嗎?BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題,也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調,生成協調數據,提供出來。當然BIM的協調作用也并不是只能解決各專業間的碰撞問題,它還可以解決例如:電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協調,防火分區與其他設計布置之協調,地下排水布置與其他設計布置之協調等。
    3.模擬性(Simulation)
    模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型,

    BIM模擬性

    還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段,BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗,例如:節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等;在招投標和施工階段可以進行4D模擬(三維模型加項目的發展時間),也就是根據施工的組織設計模擬實際施工,從而來確定合理的施工方案來指導施工。同時還可以進行5D模擬(基于3D模型的造價控制),從而來實現成本控制;后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。
    4.優化性
    事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程,當然優化和BIM也不存在實質性的必然聯系,但在BIM的基礎上可以做更好的優化、更好地做優化。優化受三樣東西的制約:信息、復雜程度和時間。沒有準確的信息做不出合理的優化結果,BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息,包括幾何信息、物理信息、規則信息,還提供了建筑物變化以后的實際存在。復雜程度高到一定程度,參與人員本身的能力無法掌握所有的信息,必須借助一定的科學技術和設備的幫助?,F代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限,BIM及與其配套的各種優化工具提供了對復雜項目進行優化的可能?;贐IM的優化可以做下面的工作:
    (1)項目方案優化:把項目設計和投資回報分析結合起來,設計變化對投資回報的影響可以實時計算出來;這樣業主對設計方案的選擇就不會主要停留在對形狀的評價上,而更多的可以使得業主知道哪種項目設計方案更有利于自身的需求。
    (2)特殊項目的設計優化:例如裙樓、幕墻、屋頂、大空間到處可以看到異型設計,這些內容看起來占整個建筑的比例不大,但是占投資和工作量的比例和前者相比卻往往要大得多,而且通常也是施工難度比較大和施工問題比較多的地方,對這些內容的設計施工方案進行優化,可以帶來顯著的工期和造價改進。
    5.可出圖性
    BIM并不是為了出大家日常多見的建筑設計院所出的建筑設計圖紙,及一些構件加工的圖紙。而是通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后,可以幫助業主出如下圖紙:

    (l)綜合管線圖(經過碰撞檢查和設計修改,消除了相應錯誤以后);
    (2)綜合結構留洞圖(預埋套管圖);
    (3)碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案。
    由上述內容,我們可以大體了解BIM的相關內容。BIM在世界很多國家已經有比較成熟的BIM標準或者制度。BIM在中國建筑市場內要順利發展,必須將BIM和國內的建筑市場特色相結合,才能夠滿足國內建筑市場的特色需求,同時BIM將會給國內建筑業帶來一次巨大變革。
    6.一體化性
    基于BIM技術可進行從設計到施工再到運營貫穿了工程項目的全生命周期的一體化管理。BIM的技術核心是一個由計算機三維模型所形成的數據庫,不僅包含了建筑的設計信息,而且可以容納從設計到建成使用,甚至是使用周期終結的全過程信息。
    7.參數化性
    參數化建模指的是通過參數而不是數字建立和分析模型,簡單地改變模型中的參數值就能建立和分析新的模型;BIM中圖元是以構件的形式出現,這些構件之間的不同,是通過參數的調整反映出來的,參數保存了圖元作為數字化建筑構件的所有信息。
    8.信息完備性
    信息完備性體現在BIM技術可對工程對象進行3D幾何信息和拓撲關系的描述以及完整的工程信息描述。

    BIM價值

    建立以BIM應用為載體的項目管理信息化,提升項目生產效率、提高建筑質量、縮短工期、降低建造成本。具體體現在:

    三維渲染,宣傳展示
      三維渲染動畫,給人以真實感和直接的視覺沖擊。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發的模型基礎,大大提高了三維渲染效果的精度與效率,給業主更為直觀的宣傳介紹,提升中標幾率。

    快速算量,精度提升
      BIM數據庫的創建,通過建立5D關聯數據庫,可以準確快速計算工程量,提升施工預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級,可以快速提供支撐項目各條線管理所需的數據信息,有效提升施工管理效率。BIM技術能自動計算工程實物量,這個屬于較傳統的算量軟件的功能,在國內此項應用案例非常多。

    精確計劃,減少浪費
      施工企業精細化管理很難實現的根本原因在于海量的工程數據,無法快速準確獲取以支持資源計劃,致使經驗主義盛行。而BIM的出現可以讓相關管理條線快速準確地獲得工程基礎數據,為施工企業制定精確人材計劃提供有效支撐,大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費,為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。

    多算對比,有效管控
    管理的支撐是數據,項目管理的基礎就是工程基礎數據的管理,及時、準確地獲取相關工程數據就是項目管理的核心競爭力。BIM數據庫可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取,通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比,可以有效了解項目運營是盈是虧,消耗量有無超標,進貨分包單價有無失控等等問題,實現對項目成本風險的有效管控。

    虛擬施工,有效協同
      三維可視化功能再加上時間維度,可以進行虛擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比,同時進行有效協同,施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測,大大減少建筑質量問題、安全問題,減少返工和整改。

    碰撞檢查,減少返工
      BIM最直觀的特點在于三維可視化,利用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查,優化工程設計,減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性,而且優化凈空,優化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優化后的三維管線方案,進行施工交底、施工模擬,提高施工質量,同時也提高了與業主溝通的能力。

    沖突調用,決策支持
      BIM數據庫中的數據具有可計量(computable)的特點,大量工程相關的信息可以為工程提供數據后臺的巨大支撐。BIM中的項目基礎數據可以在各管理部門進行協同和共享,工程量信息可以根據時空維度、構件類型等進行匯總、拆分、對比分析等,保證工程基礎數據及時、準確地提供,為決策者制訂工程造價項目群管理、進度款管理等方面的決策提供依據。

    成本核算

    成本核算困難的原因:

    一是數據量大。每一個施工階段都牽涉大量材料、機械、工種、消耗和各種財務費用,每一種人、材、機和資金消耗都統計清楚,數據量十分巨大。工作量如此巨大,實行短周期(月、季)成本在當前管理手段下,就變成了一種奢侈。隨著進度進展,應付進度工作自顧不暇,過程成本分析、優化管理就只能擱在一邊。
    二是牽涉部門和崗位眾多。實際成本核算,當前情況下需要預算、材料、倉庫、施工、財務多部門多崗位協同分析匯總提供數據,才能匯總出完整的某時點實際成本,往往某個或某幾個部門不能實行,整個工程成本匯總就難以做出。
    三是對應分解困難。一種材料、人工、機械甚至一筆款項往往用于多個成本項目,拆分分解對應好專業要求相當高,難度非常高。
    四是消耗量和資金支付情況復雜。材料方面,有的進了庫未付款,有的先預付款未進貨,用了未出庫,出了庫未用掉的;人工方面,有的先干未付,預付未干,干了未確定工價;機械周轉材料租賃也有類似情況;專業分包,有的項目甚至未簽約先干,事后再談判確定費用。情況如此復雜,成本項目和數據歸集在沒有一個強大的平臺支撐情況下,不漏項做好三個維度的(時間、空間、工序)的對應很困難。 

    BIM技術在處理實際成本核算中有著巨大的優勢?;贐IM建立的工程5D(3D實體、時間、WBS)關系數據庫,可以建立與成本相關數據的時間、空間、工序維度關系,數據粒度處理能力達到了構件級,使實際成本數據高效處理分析有了可能。

    解決方案:

    1)創建基于BIM的實際成本數據庫;
      建立成本的5D(3D實體、時間、工序)關系數據庫,讓實際成本數據及時進入5D關系數據庫,成本匯總、統計、拆分對應瞬間可得。以各WBS單位工程量人材機單價為主要數據進入實際成本BIM中。未有合同確定單價的項目,按預算價先進入。有實際成本數據后,及時按實際數據替換掉。

    2)實際成本數據及時進入數據庫;
      一開始實際成本BIM中成本數據以采取合同價和企業定額消耗量為依據。隨著進度進展,實際消耗量與定額消耗量會有差異,要及時調整。每月對實際消耗進行盤點,調整實際成本數據?;麨榱?,動態維護實際成本BIM,大幅減少一次性工作量,并有利于保證數據準確性。
      材料實際成本。要以實際消耗為最終調整數據,而不能以財務付款為標準,材料費的財務支付有多種情況:未訂合同進場的、進場未付款的、付款未進場的按財務付款為成本統計方法將無法反映實際情況,會出現嚴重誤差。倉庫應每月盤點一次,將入庫材料的消耗情況詳細列出清單向成本經濟師提交,成本經濟師按時調整每個WBS材料實際消耗。
      人工費實際成本。同材料實際成本。按合同實際完成項目和簽證工作量調整實際成本數據,一個勞務隊可能對應多個WBS,要按合同和用工情況進行分解落實到各個WBS。
      機械周轉材料實際成本。要注意各WBS分攤,有的可按措施費單獨立項。
      管理費實際成本。由財務部門每月盤點,提供給成本經濟師,調整預算成本為實際成本,實際成本不確定的項目仍按預算成本進入實際成本。
      按本文方案,過程工作量大為減少,做好基礎數據工作后,各種成本分析報表瞬間可得。

    3)快速實行多維度(時間、空間、WBS)成本分析
    建立實際成本BIM模型,周期性(月、季)按時調整維護好該模型,統計分析工作就很輕松,軟件強大的統計分析能力可輕松滿足我們各種成本分析需求。基于BIM的實際成本核算方法,較傳統方法具有極大優勢:
    快速;由于建立基于BIM的5D實際成本數據庫,匯總分析能力大大加強,速度快,短周期成本分析不再困難,工作量小、效率高。
    準確;比傳統方法準確性大為提高。因成本數據動態維護,準確性大為提高。消耗量方面仍會有誤差存在,但已能滿足分析需求。通過總量統計的方法,消除累積誤差,成本數據隨進度進展準確度越來越高。另外通過實際成本BIM模型,很容易檢查出哪些項目還沒有實際成本數據,監督各成本條線實時盤點,提供實際數據。
    分析能力強;可以多維度(時間、空間、WBS)匯總分析更多種類、更多統計分析條件的成本報表。
    總部成本控制能力大為提升;將實際成本BIM模型通過互聯網集中在企業總部服務器??偛砍杀静块T、財務部門就可共享每個工程項目的實際成本數據,數據粒度也可掌握到構件級。實行了總部與項目部的信息對稱,總部成本管控能力大能加強。

    未來展望
    “城市發展與工程管理——轉型·變革·創新”國際學術研討會暨中國建筑學會工程管理研究分會2012年年會(ASC-CMRS2012,以下簡稱中國建筑學會工程管理研究分會2012年會)于2012年9月15日至16日在山東建筑大學舉行,東北大學校長、中國建筑學會工程管理研究分會理事長丁烈云出席會議并在會上做報告。丁烈云校長的報告就BIM應用展開,他表示,中國BIM應用還有空間待挖掘。

    2012年9月15日,中國建筑學會工程管理研究分會開幕式結束后,丁烈云校長第一個上臺做報告,報告題為《BIM應用:從3D到nD》。最近幾年,BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)在建筑行業的應用越來越廣泛,它是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立。

    談到BIM應用,丁烈云校長分別從3D應用和4D應用兩方面展開論述。近幾年基于3D-BIM的工程管理,主要用于規劃、設計階段的方案評審、火災模擬、應急疏散能耗分析以及運營階段的設施管理。

    與傳統模式相比,3D-BIM的優勢明顯,因為建筑模型的數據在建筑信息模型中的存在是以多種數字技術為依托,從而以這個數字信息模型作為各個建筑項目的基礎,可以進行各個相關工作。建筑工程與之相關的工作都可以從這個建筑信息模型中拿出各自需要的信息,既可指導相應工作又能將相應工作的信息反饋到模型中。

    同時BIM可以四維模擬實際施工,以便于在早期設計階段就發現后期真正施工階段所會出現的各種問題,來提前處理,為后期活動打下堅固的基礎。在后期施工時能作為施工的實際指導,也能作為可行性指導,以提供合理的施工方案及人員,材料使用的合理配置,從而來最大范圍內實現資源合理運用。在談到4D-BIM應用時,丁烈云校長表示,基于4D-BIM的工程管理,主要用于施工階段的進度、成本、質量安全以及碳排放測算。

    在介紹完3D-BIM和4D-BIM應用后,丁烈云校長總結道,BIM應用就是3D到nD的過程,nD可以分為基于3D的應用和基于4D的應用,而nD的關鍵則在于構建相應的管理模型。同時,丁烈云校長還強調,中國的BIM應用還有很大的空間待挖掘。

    據了解,在中國,BIM最初只是應用于一些大規模標志性的項目當中,除了堪稱BIM經典之作的上海中心大廈項目外,上海世博會的一些場館也應用了BIM。僅僅經過兩三年,BIM已經應用到一些中小規模的項目當中。以福建省建筑設計研究院為例,全院70%~80%的項目都是使用BIM完成的。據介紹,就BIM的應用而言,2009年,美國就領先中國7年;3年后的今天,中國已將這一差距縮小到了3年。需要強調的是,這一差距針對的是BIM的用戶數量,而在應用程度上,中國企業與世界領先公司基本上處于同等水平。
    而住建部編制的建筑業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用,普及可視化、參數化、三維模型設計,以提高設計水平,降低工程投資,實現從設計、采購、建造、投產到運行的全過程集成運用。
    在報告最后,丁烈云校長還提出問題:“nD應用中的下一個n又是什么?”相信,隨著BIM的發展完善以及中國BIM應用在深度廣度方面的挖掘,下一個n終會出現。BIM的發展正在繼續,正所謂是BIM乘風破浪正當時 ,建筑業的前景,堪稱更加廣闊。

    效益
      由于查詢建筑模型資訊能提供各類適切的信息,協助決策者做出準確的判斷,同時相比于傳統繪圖方式,在設計初期能大量地減少設計團隊成員所產生的各類錯誤,以至于后續承造廠商所犯的錯誤。計算機系統能用碰撞檢測的功能,用圖形表達的方式知會查詢的人員關于各類的構件在空間中彼此碰撞或干涉情形的詳細信息。由于計算機和軟件具有更強大的建筑信息處理能力,相比現有的設計和施工建造的流程,這樣的方法在一些已知的應用中,已經給工程項目帶來正面的影響和幫助。
      對工程的各個參與方來說,減少錯誤對降低成本都有很重要的影響。而因此減少建造所需要的時間,同時也有助于降低工程的成本。應用歐特克建筑資訊模型著名成功案例有德國慕尼黑的寶馬世界(BMW Welt)、梅賽德斯-奔馳博物館(Mercedes-Benz Museum),以及位于斯圖加特的保時捷博物館等許多世界知名案例,均為使用該項技術來完成整個設計項目。

    綠色技術
      BIM建筑信息模型的建立,是建筑領域的一次革命。將成為項目管理強有力的工具。BIM建筑信息模型適用于項目建設的各階段。它應用于項目全壽命周期的不同領域。掌握BIM技術,才能在建筑行業更好地發展。建造綠色建筑是每一個從業者的使命。建造綠色建筑是建筑行業的責任。
      麥格勞-希爾將BIM定義為“創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程”。BIM基于最先進的三維數字設計解決方案所構建的“可視化”的數字建筑模型,為設計師、建筑師、水電暖鋪設工程師、開發商乃至最終用戶等各環節人員提供“模擬和分析”的科學協作平臺,幫助他們利用三維數字模型對項目進行設計、建造及運營管理。 
      報告還展示了BIM在實現綠色設計、可持續設計方面的優勢:BIM方法可用于分析包括影響綠色條件的采光、能源效率和可持續性材料等建筑性能的方方面面;可分析、實現最低的能耗,并借助通風、采光、氣流組織以及視覺對人心理感受的控制等,實現節能環保;采用BIM理念,還可在項目方案完成的同時計算日照、模擬風環境,為建筑設計的“綠色探索”注入高科技力量。

    相關案例
    BIM在復雜型建筑的應用
    南京青奧會議中心占地4萬平方米,總建筑面積達到19.4萬平方米,地上6層,地下2層,主要包括一個2181座的大會議廳以及一個505座的多功能音樂廳,可作為會議、論壇、大型活動及戲劇、音樂演出等活動的舉辦場所。

    南京青奧會議中心BIM應用

      青奧會議中心出自著名設計師扎哈·哈迪德之手。青奧中心的施工難度大,“南京青奧中心是沒有標準化單元的,沒有一個部分是相同的。”承擔著青奧會議中心建設項目BIM工作的BIM項目經理劉星佐介紹說,“異形建筑如何施工,以及復雜形建筑內部大空間的合理運用是青奧會議中心項目的兩大難題”這顯然挑戰了建造者們的智慧。一般來說,建筑在施工時按照平面圖紙搭建即可,而由于會議中心造型復雜,施工難度大,在施工前必須要借助BIM的三維模型,根據模型能看出放大后的每個細節,包括構件樣子、螺栓的位置、角度、構件尺寸等等。由于受造型限制,管線的施工也必須在BIM模型里面進行排布,之后再現場施工,這樣才能確保施工的質量并避免反復更改。
      通過3D建筑模型,協調了各個專業,并利用大數據整合將多專業不同格式模型整合在同一個平臺,解決了青奧會議中心的復雜造型;利用BIM手段解決傳統的二維設計手段較難解決的復雜區域管線綜合問題。打造的可視化平臺中解決了多專業協調問題,如復雜外立面,鋼結構,內裝空間等,并對其進行了合理的分配。如此一來,青奧會議中心項目的兩大難題迎刃而解。

    BIM在古建的應用應用
    何東夫人醫局始建于1932年至1933年間,并于1934年正式啟用,主要是服務附近金錢村及河上鄉的居民,是最早成立的新界鄉村醫局之一。醫局建筑獨特,是兩座中西合璧的單層建筑物,以西式工藝風格設計再配以中式瓦屋頂,這在香港相當罕見。
    何東夫人醫局是香港“第四期活化歷史建筑伙伴計劃”中四個建筑的其中之一,作為香港活化歷史建筑伙伴計劃中的一部分,需要的是完整、準確的數據,只有這樣,歷史建筑才得以原貌保留。因此,這個項目面臨著一個最核心的問題,即歷史建筑如何100%保留,同時準確記錄信息。傳統的2D繪圖存在著誤差,這對歷史建筑數據的采集很困難,既不準確,也不能復核,會導致設計的錯誤以及工期的延誤。而在這個項目中,房屋署決定應用BIM技術,與獨立第三方BIM顧問,把古建“活化”起來。

    BIM技術傳承文物建筑DNA

    在這個項目中,應用三維相片測量技術與BIM,幫助建筑物出圖;同時運用BIM技術實現動畫漫游,將建筑物呈現在眾人的面前。如此一來,不僅加強各方的溝通,提高溝通效率,而且還可助于記錄歷史建筑物。

    何東夫人醫局BIM應用

    “歷史建筑信息不僅是保育計劃中不可或缺的一部分,即使在保育后仍必須維持長時間準確和更新。“建筑署高級建筑師李培基先生說。毫無疑問,如果缺乏對現場和歷史建筑的深入了解,那么未來發展的時候就很有可能會損害用地,最終將會破壞建筑文物的價值和可持續性。

    在考察歷史建筑后,香港建筑署提供了一個互動的3D模型。“以 BIM 制作出來的模型不但可免除傳統2D繪圖的誤差,進一步視像化,更可維持所需的標準,以加強建筑署與持份者之間的信息交流。”建筑署高級建筑師李培基先生介紹。

    BIM到HIM

    HIM即歷史信息模型,當三維照片測量技術和BIM技術相結合,就成為HIM。將BIM的B改變為H,這就意味著把歷史建筑物的數據、大數據放在模型里面,從而方便出圖和維護,有助于更好地保存歷史建筑物的原貌。從BIM到HIM,BIM的應用不僅是新的建筑,也可以是歷史建筑,采用HIM技術更有效地保護古建文物,從而將這些文物更好地傳承給下一代。

    何東夫人醫局歷史數字信息模型已于2013年11月順利完成。

    BIM在慈溪大劇院的應用

    慈溪大劇院立面造型新穎、線條流暢,晶瑩剔透的幕墻與綿延彎曲的結構渾然一體,宛如一架水晶鋼琴聳立在明月湖畔。該工程結構復雜,標高多、跨度大,錯綜交替的混凝土結構與曲折多姿的鋼結構有機結合,使得施工極具挑戰性。項目部積極推動BIM技術在工程中的應用,保證了項目的快速、高質量建設,在施工總承包管理中初具成效。

    三維建模實現項目可視化

    慈溪大劇院項目結構復雜,總包管理難度大;工程專業分包多,包括土建、幕墻、鋼結構、機電安裝、弱電智能化、舞臺機械設備、舞臺聲光電、外圍景觀及附屬工程等,各專業工序交替施工,協調難度大。如何有效推動總承包管理朝向更精細化、信息化的施工主流模式,是一項重大難題。


    慈溪大劇院BIM應用

    慈溪大劇院項目利用REVIT軟件進行BIM建模,并經過對建筑、結構模型不斷修改完善,指導現場施工。將傳統設計的平面施工圖紙,由2D的平面視圖轉化為可視化的3D模型。這種可視化的三維視圖,不僅讓管理人員快速了解項目的建筑功能、結構空間和設計意圖,而且,其任意的模型剖切及旋轉,使得復雜工程結構一目了然。在項目初期,能夠快速實現對流程以及重難點的深入了解,為項目施工做好決策。

    碰撞檢查提高工作效率

    4D即以BIM三維建筑模型為基礎,利用進度時間軸,實現進度管理從傳統的網絡計劃、橫道圖等平面靜態分析管理轉變為更加直觀形象的、虛擬建造的可視化與動態控制,使工程進度管理精細化、信息化,同時讓業主和監理對計劃進度與實際進度一目了然。該工程通過4D進度分析,計算出各分區所需的各種材料,實現了對模板、腳手架等周轉材料的合理調配,降低了材料成本,保障了項目效益。

    利用BIM軟件平臺的碰撞檢測功能,實現了建筑與結構、結構與暖通、機電安裝以及設備等不同專業圖紙之間的碰撞,同時加快了各專業管理人員對圖紙問題的解決效率。正是利用BIM軟件平臺這種功能,預先發現圖紙問題,及時反饋給設計單位,避免了后期因圖紙問題帶來的停工以及返工,提高了項目管理效率,也為現場施工及總承包管理打好了基礎。在第一版BIM模型中,慈溪大劇院共發現圖紙問題164處。

    慈溪大劇院主舞臺坑中坑位于潮間帶沖淤積的海涂地,地下水系豐富,地質情況復雜,面積1400平方米,開挖深度達15米。針對這種特點,為確?;影踩?,項目部事先通過BIM技術的施工模擬,對多種方案進行分析比較,最終選用最優的支護體系。同時,通過相關的軟件配合BIM模型,輸出直觀的施工方案模擬動畫,對施工管理人員及操作人員進行視頻交底,提高認知度,加快施工速度,提高效率。

    慈溪大劇院功能特殊,設有眾多的高大空間結構,其中主舞臺高支模凌空高度達49.2米,凌空面積達1235平方米。支模架難以選擇,項目創新性地選用西班牙屋瑪T60塔式支架支撐體系之后,通過BIM技術分別對T60塔式支架及滿堂腳手架進行建模并優化,精確計算出各腳手架的用鋼量,發現T60塔式支架總用鋼量僅為普通鋼管架的60%,僅此一項鋼管用量就減少60噸。大劇院結構復雜、標高多,項目部對混凝土工程量分別采取了手算及BIM計算,計算結果顯示,兩者工程量接近度為99%。

    項目部通過對BIM模型整合,將鋼結構與土建、機電、幕墻、裝修等深化模型集成起來,進行多專業協調優化調整,并直觀展示給各分包方,減少項目溝通時間,提高深化設計的準確性。利用高精度全站儀對主體關鍵部位點進行坐標測量,根據實際坐標點對BIM模型進行調整,然后再來調整鋼結構、幕墻等構件的尺寸,最后輸出精細的明細表及構件圖、節點圖、加工圖,不僅使預制構件有據可依,而且保證了各個構件現場安裝的高精度。

    BIM給建筑施工企業帶來的不僅是一個高效的工具,更多的是提供一種建筑施工的全新理念。綜合BIM技術在慈溪大劇院項目應用情況及成果,其在總承包管理方面發揮著無可比擬的作用。隨著對BIM技術不斷的深入研發應用,將更加凸顯其巨大的作用,進一步提高項目管理的精細化水平,逐步實現項目管理信息化。

    BIM在水電工程施工總布置設計中的應用

    BIM模型概況
      水電站工程設計涉及多個不同專業,包括地質、水工、施工、建筑、機電等。黃登水電站施工總布置以AutoCAD Civil 3D、Autodesk Revit、Autodesk Inventor 等為各專業建?;A,以Autodesk Navisworks Manage為模型觀測與碰撞檢查工具,以AIM為總布置可視化和信息化整合平臺開展BIM協同設計。

    1. 總體規劃
      AutoCAD Civil 3D強大地形處理功能,可幫助實現工程三維樞紐方案布置以及立體施工規劃,結合AIM快速直觀的建模和分析功能,則可輕松、快速幫助布設施工場地規劃,有效傳遞設計意圖,并進行多方案比選。

    2. 樞紐布置建模
      樞紐布置、廠房機電等需由水工、機電、金屬結構等專業按照相關規定建立基本模型與施工總布置進行聯合布置。

    2.1 基礎開挖處理
      結合AutoCAD Civil 3D建立的三角網數字地面模型,在壩基開挖中建立開挖設計曲面,可幫助生成準確施工圖和工程量。

    2.2 土建結構
     水工專業利用Autodesk Revit Architecture進行大壩及廠房三維體型建模,實現壩體參數化設計,協同施工組織實現總體方案布置。

    2.3 機電及金屬結構
     機電及金屬結構專業在土建BIM模型的基礎上,利用Autodesk Revit MEP和Autodesk Revit Architecture同時進行設計工作,完成各自專業的設計,在三維施工總布置中則可以起到細化應用的目的。

    3. 施工導流
     導流建筑物如圍堰、導流隧洞及閘閥設施等及相關布置由導截流專業按照規定進行三維建模設計,AutoCAD Civil 3D幫助建立準確的導流設計方案,AIM利用AutoCAD Civil 3D數據進行可視化布置設計,可實現數據關聯與信息管理。

    4. 場內交通
     在AutoCAD Civil 3D強大的地形處理能力以及道路、邊坡等設計功能的支撐下,通過裝配模型可快速動態生成道路挖填曲面,可準確計算道路工程量,通過AIM可進行概念化直觀表達。

    5. 渣場與料場布置
     在AutoCAD Civil 3D中,以數字地面模型為參照,可快速實現渣場、料場三維設計,并準確計算工程量,且通過AIM實現直觀表達及智能信息管理。

    6. 施工工廠
     施工工廠模型包含場地模型和工廠三維模型,Autodesk Inventor幫助參數化定義造型復雜施工機械設備,聯合AutoCAD Civil 3D可實現準確的施工設施部署,AIM則幫助三維布置與信息表達。

    7. 營地布置
     施工營地布置主要包含營地場地模型和營地建筑模型,其中營地建筑模型可通過AutoCAD Civil 3D進行二維規劃,然后導入AIM進行三維信息化和可視化建模,可快速實現施工生產區、生活區等的布置,有效傳遞設計意圖。

    8. 施工總布置設計集成
     BIM信息化建模過程中將設計信息與設計文件進行同步關聯,可實現整體設計模型的碰撞檢查、綜合校審、漫游瀏覽與動畫輸出。其中,AIM將信息化與可視化進行完美整合,可以不僅提高了設計效率和設計質量,而且大大減少的不同專業之間協同和交流的成本。

    9. 施工總布置面貌
     在進行施工總布置三維一體信息化設計中,通過BIM模型的信息化集成,可實現工程整體模型的全面信息化和可視化,而且通過AIM的漫游功能可從壩體到整個施工區,快速全面了解項目建設的整體和細部面貌,并可輸出高清效果展示圖片及漫游制作視頻文件。

    魯班培訓河南分校-河南魯班培訓主營:一級、二級建造師培訓;BIM培訓;消防工程師培訓;造價工程師;監理工程師;安全工程師等建筑人才及企業人才培訓;建筑學歷(鄭州大學、電大等);證書代注冊;技工證;八大員;中級職稱代評等。
     

     
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