BIM与建筑产业化讲义

建筑信息模型（BIM）与建筑产业化沈阳建筑大学BIM工程中心辽宁省建筑信息模型（BIM)跨专业综合实训平台二维设计工作方式传统CAD工作流程传统CAD工作流程：设计团队绘制各种平面图、剖面图、立面图、明细表等，各种图之间需要通过人工去协调形成信息孤岛三维设计交流方法BIM工作流程设计团队通过合作共同创建三维模型，通过三维模型去自动生成所需要的各种平面图、剖面图、立面图、明细表等，无需人工去协调从规模生产到数码定制前工业化时代后工业化时代工业化时代工业化后时代农业社会工业社会信息社会社会发展生产模式设计特征手工业模式福特模式丰田模式温特尔模式自发性设计量产定制化虚拟化设计可变性设计标准化设计参考文献：住宅产业化的探索与实践/许溶烈金德钧林桂安邹经宇主编，中国建筑工业出版社,

2010建筑业生产效率参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09BIM时代工作模式综合目前全球信息化发展的现状，支持BIM技术发展的应该是下面的两种较成熟的基本技术。

网络共享虚拟环境构件对象数据库BIM时代工作模式建筑信息模型建筑师结构工程师MEP系统工程师施工人员和建造人员业主土木工程师实现BIM在建筑全寿命周期中的应用价值——破除信息孤岛BIM究竟是什么？建筑信息模型？BuildingInformationModeling沈阳建筑大学BIM工程中心美国有代表性的BIM专家和组织都对BIM有郑重其事的定义，其中尤其以美国BIM标准（NBIMS）对BIM的定义较为完整，该定义的中心思想说BIM是利用数字技术进行建设项目设计、施工、运营的过程，过程的成果是一个信息丰富的多维项目模型，即BIM模型。

建筑集成安装计划现场管理各种材料深化设计整体布置图整合分析与设计概念设计加工集成图纸报告BuildingInformation

Modeling建筑信息模型建筑信息模拟建筑信息管理BIM软件判定标准：可视化协调性模拟性优化性可出图性BIM的技术核心是建立三维立体数字建筑模型美国联邦政府统计说明，在目前的情况下合适地使用BIM可以让建设项目节省5-12%的投资。BIM技术一经问世即受到全球建筑行业的广泛接受，根据统计资料，2010年美国前300大建筑行业企业已经有80%使用BIM技术。随着政府对行业创新和技术进步的要求以及BIM技术的普及应用，未来10年甚至更长时间，政府主管部门、投资建设、工程总承包、勘察设计、施工、监理、造价等机构对BIM项目管理和应用人才的需求已经极为迫切。

北美美国的建筑信息化建设起步较早，在世界各国中也较为成熟。1996年提出虚拟建设的概念；1999年形成了APS(ApplicationServiceProvider),即应用服务提供商2006年，美国国家标准与技术研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST)基于IFC(IndustryFoundationClasses)标准开始制定美国国家BIM标准(NBIMS,NationalBuildingInformationModelStandards)。美国2009年8月发布《BIM项目实施计划指南》第一版。主要包括以下四个步骤:1)确定使用BIM在项目计划、设计、建造和运营各阶段中的目标和价值;2)设计BIM执行步骤;3)明确规定项目各阶段需交付的BIM信息和信息交换形式;4)制订BIM实施过程中的法律法规、技术和质量检查等细节。2010年4月，《BIM项目实施计划指南》第二版发布。欧洲1984年匈牙利Graphisoft公司推出ArchiCAD;芬兰、挪威、德国等，BIM普及率已经达到60%~70%；在英国，多家设计/施工企业共同成立了“AEC(UK)BIM标准”项目委员会，并制定了“AEC(UK)BIMStandard”，作为推荐性的行业标准。日本日本建设领域信息化的标准为CALS/EC(ContinuousAcquisitionandLifecycleSupport/ElectronicCommerce)标准，主要内容包括工程项目信息的网络发布、电子招投标、电子签约、设计和施工信息的电子提交、工程信息在使用和维护阶段的再利用、工程项目业绩数据库应用等。日本则给出了《RevitUserGroupJapanModelingGuideline》。新加坡2012年7月起新加坡政府新建设项目建筑蓝图须用三维数码技术所有由政府部门负责的新建设项目，如政府组屋、医院和学校等，都将增设一项新建筑条例。新条例规定，建筑师在绘制公共部门项目的建筑蓝图时，必须使用一种先进的三维数码建模系统，并利用这个建模系统提交方案。这项新条例的范围将在2013年进一步扩大，覆盖所有新建设项目的建筑蓝图。新加坡国家发展部长许文远发表博文，表达他对建筑信息模型的信心。“建筑信息模型能让建筑专才在建筑工程开始、进行和完成后，看见并解决问题，这可有效节省工程时间和精力，还可减少浪费。”采用建筑信息模型面对的真正考验是建筑业者的反应，不过那已是势不可挡的。据建设局数据显示，整个建筑业的建筑信息模型使用率为三到四成。许文远也提到，建筑业者正在积极聘请会使用建筑信息模型的毕业生，并愿意支付一到二成额外薪水给他们。韩国韩国有多家政府机关致力于BIM应用标准的制订，如韩国国土海洋部、韩国教育科学技术部、韩国公共采购服务中心(PublicProcurementService)等。其中，韩国公共采购服务中心下属的建设事业局制定了BIM实施指南和路线图。韩国国土海洋部分别在建筑领域和土木领域制订BIM应用指南。《建筑领域BIM应用指南》于2010年1月完成发布。土木领域的BIM应用指南也已立项，暂定名为《土木领域3D设计指南》。中国香港香港房屋署制订了建筑信息模拟的内部标准，包括有关的使用指南、组件库设计指南和参考资料2009年发布《BuildingInformationModelling(BIM)UserGuide》中国香港制订建筑信息模拟的内部标准，并拟备有关的使用指南、组件库设计指南和参考资料,有助建立模型、管理电子档案，以及促进系统使用者之间的沟通，是成功推行建筑信息模拟的重要因素一、项目背景简介中国大陆2010年清华大学软件学院BIM课题组提出了中国建筑信息模型标准框架(ChinaBuildingInformationModelStandards，简称CBIMS)，框架中技术规范主要包括三个方面的内容:数据交格式标准IFC、信息分类及数据字典IFD和流程规则IDM，BIM标准框架主要应包括标准规范、使用指南和标准资源三大部分。2011年5月住建部下发的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》已经把BIM作为工程总承包、勘察设计和施工类企业十二五信息化发展必须具备的技术之一。一、项目背景简介中国大陆2012年分别由中国建筑科学研究院和中国建筑标准设计院主编的《建筑工程信息模型应用统一标准》、《建筑工程信息模型存储标准》、《建筑工程信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》等4个国家标准获得批准立项，标志着建筑信息模型的应用已经从国家层面上进入到实质性推广应用阶段。随着BIM在建筑行业得到日益广泛的应用，越来越多的工程建设公司将制造商能否提供支持BIM的三维模型纳入验收标准。上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知上海市人民政府办公厅2014年10月29日上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知上海市人民政府办公厅2014年10月29日2017年起，本市投资额1亿元以上或单体建筑面积2万平方米以上的政府投资工程、大型公共建筑、市重大工程，申报绿色建筑、市级和国家级优秀勘察设计、施工等奖项的工程，实现设计、施工阶段BIM技术应用；世博园区、虹桥商务区、国际旅游度假区、临港地区、前滩地区、黄浦江两岸等六大重点功能区域内的此类工程，全面应用BIM技术。转变政府监管方式，到2016年底，建立基于应用BIM技术的项目立项、设计方案、招投标、工程验收、审计和档案等环节的审批和监管模式支持大专院校和社会机构开展多层次的BIM技术应用教育培训，提高专业人才的数量和能力。2015年2月6日住房城乡建设部关于印发推进建筑信息模型应用指导意见的通知

各省、自治区住房城乡建设厅，直辖市建委（规委），新疆生产建设兵团建设局，总后基建营房部工程局：为指导和推动建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）的应用，我部研究制定了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，现印发给你们，请遵照执行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2015年6月16日到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。到2020年末，以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%：以国有资金投资为主的大中型建筑；申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。柱的吊装柱主筋续接方式建筑产业现代化是以建筑市场需求为导向，以科技进步为依托，以成型的建筑体系和与之相配套的住宅部品为基础，以科学的组织和现代化的管理为手段，通过将建筑物生产全过程的开发、设计、施工、部品生产、管理和服务等环节联结为一个完整的产业系统，从而实现建筑的生产、供给、销售和服务一体化的生产组织形式。标准化设计、工厂化生产、机械化施工、一体化管理建筑产业现代化的概念参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09建筑产业现代化的概念建筑纳入社会化大生产范畴建筑成品为最终产品建筑产业现代化开发规模化、配套化施工机械化、装配化部品通用化、系列化设计多样化、标准化管理专业化、规范化参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09建筑产业化的概念联合国经济委员会的定义产业化Industrialization生产的连续性Continuity生产物的标准化Standardization生产过程的集成化Integration生产的机械化Mechanization工程建设管理的规范化Organization技术生产科研一体化Research&Development参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09产业化的途径标准化工业化产业化带动促进参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09建筑设计与体系的标准化部品的通用化和系列化丹麦《通用体系产品总目录》法国由一系列能相互代换的定型构件构成通用构件目录，建筑师采用其中的构件，像搭积木一样组成多样化建筑瑞典新建建筑中通用部件占80%日本用20年时间，推行建筑部品化建筑产业现代化的标志参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09建筑的工业化部品生产工厂化，建筑建造机械化生产经营的社会化建筑的设计、施工、部品开发、建造、供应（销售）、维护、服务等环节联结为一个完整的产业系统。建筑产业现代化的标志参考文献：住宅产业与住宅产业化/田灵江著，中国城市出版社，2010.09二、BIM在建筑产业化中应用模式及技术难点建筑产业化BIM提高建筑品质，降低造价如何实现模数化、标准化、系列化建筑、结构、水暖电等各专业融合设计、施工等行业融合各种软件之间模型传输BIM技术人员匮乏装配式建筑标准化组件BIM库构建标准和框架RFID标识手持设备从图纸读取编码并写进RFID芯片挖方分析+断面分析：浑南新城地下管线系统沈阳建筑大学--建三江人民医院项目CIO论坛——BIM，是必须的战略理论和大量的实证调研证明，如果施工企业从项目招投标开始到竣工、维修服务结束，全过程充分应用BIM技术，大部分企业的大部分项目，有5～10%的利润空间可以挖掘。虽然很多企业尝试BIM技术，投入产出收益不大，整个行业负面评价也不少，这种情况主要原因在于选择BIM方案不当，实施方法不对。实现精准的模拟BIM技术的核心价值在于，帮我们将工程实体成功创建成具有多维度结构化的数据库的工程数字模型，且数据对象粒度可以达到构件级。Building

Information

Model

of

the

roof

structure

(TOP).

Finite

element

analysis

model

and

.jpg与各类计算分析软件实现对接实质上BIM就是一个工程项目高细度数据，大幅提升了项目管理的数据能力(计算能力)，让我们具备了项目管理一直需要强大支撑平台：一是在数据获取上，我们可以随时随地、快速获取最新、最准确、最完整的7D结构化工程数据库；二是在项目协同上，有了创建、管理、共享数据高效协同平台；三是在数字样品上，通过实现虚拟建造，大大缩小了与制造业的差距，在施工中的大量问题，在施工前可以避免掉。BIM与精益建造精益建造追求7个“零”极限目标，即零转换浪费、零库存、零浪费、零不良、零故障、零停滞、零伤害，它以顾客的要求为中心，以最大限度地满足市场的需要为宗旨，能够在最短的时间里提高建筑物的质量。与传统的建筑管理理论相比，精益建造更强调几大原则：1）面向建筑产品的全生命周期；2）减少变化；3）消除浪费，4）重视客户价值；5）团队合作；6）拉动式生产。虽然不同的组织对于BIM有不同的定义，但综合起来，BIM主要包括了两大核心理念：

（1）BIM是设施（建筑物）物理和功能特性的数字表达，可以包括几何、空间、量等物理信息，还包括空间的能耗信息、设备的使用说明等功能性信息。包括几何信息，可以直接用于可视化，提升沟通协调的效率，此外，这些信息并不是独立的，而是与构件相关，是一个多维度的富含建筑物信息的关联数据库。虽然不同的组织对于BIM有不同的定义，但综合起来，BIM主要包括了两大核心理念：

（2）BIM中所包含的信息是从概念到拆除的全生命周期中所有决策提供可靠依据与信息，可以在不同专业、不同利益相关方等之间进行信息的传递与共享。而且BIM能够在综合数字环境中保持信息共享和不断更新，即在各种工程信息之间创建实时的、一致性的关联，对平台中信息的任何更改，都可以在其他关联的地方反映出来，使得业主、设计院、施工单位等项目相关方都能清楚全面地了解项目进程，这意味着BIM将成为建筑业的协同平台。BIM核心建模软件方案设计软件可持续分析软件结构分析软件机电分析软件可视化软件模型综合碰撞检查软件造价管理软件

美国buildingSMART联盟主席DanaSmith先生曾经说过这样一句话：

使用一个软件解决所有问题的时代已经一去不复返了中国建筑产业在未来的两年内将会大幅采用BIM，在全球市场上取得重要地位2015中国BIM应用价值研究报告建筑施工企业至2017年，应用BIM项目的成长率将达108%，晋升为全球第四大增长最快国家采用BIM的建筑设计企业总数，在2017年也将达到两倍的成长率BIM的主要功用设计企业施工企业 大多数中国设计企业和施工企业一致认为BIM为其项目带来了一定程度的益处。▪ 对设计与施工企业而言，优化设计方案和减少施工图中的错漏是最主

要的两大效益。▪ 根据自身体验一致表示，BIM有助于提高客户参与度。▪ 设计企业和施工企业高度评价BIM在施工过程中减少施工现场

问题和减少返工的作用，这是对BIM设计后期价值的肯定。

中国与全球各地的施工企业最重视的BIM应用领域为建筑工程，特别是设备安装与钢结构 ▪ 施工企业最重视钢结构分包商和建筑设备分包商的BIM技能，越来越多的钢结构和建筑设备分包商负责创建大量模型，尤其是为了方便预制而建模。▪ 在重要性排名中紧随其后的是幕墙分包商和建筑电气分包商，但中国与全球各地的调研认知差异大。▪ 混凝土构件和土建因其所需BIM技能水平较低，施工企业认为这两个领域的应用较不重要。 ▪ 设计企业最关注通过标准化和法规来优化BIM流程的结构,从而

利用BIM生成更优质的项目文件。 ▪ 施工企业则更关注项目的建设，因此提升质量/准确度是其关注焦点项目管理/系统整合是中国与全球的共同焦点，也是BIM实力差异化的关键在中国各地区的BIM应用率预测上，西南地区虽排名第五，但其两年内的增长率高达30%，为全国第三，地理环境也展现BIM的发展潜力BIM应用增长率BIM技术成熟率 ▪ 英国的增幅为136%,这归因于政府强制规定,国家投资的项目必须应用BIM。该规定将于2016年生效。

▪ 韩国和澳大利亚的施工企业正积极推动BIM应用,以便响应经济活动的需要。

▪ BIM应用成熟地区(比如美国、加拿大、法国和德国)的未来增幅相对较小,因为这些地区内的众多公司已在大量项目中应用BIM。

国外先进技术与应用领域将冲击国内建筑产业设计与施工企业政策发展背景政策导向行业背景面临问题123中国制造2025德国工业4.0BIM技术采用信息化工业化深度融合信息化程度越来越高工厂资产精细管理建设过程资产管理资产资料归档管理碰撞问题频繁发生工程质量无法保证土方量不可追溯资产信息更新不及时资产信息不对称系统众多，相互孤立数字化工厂物联网技术智能制造BIM1.0（MODELING建模）设计阶段的应用，侧重构建各专业的BIM模型，和相关施工图的检查、讨论和建筑性能的分析BIM2.0（MODEL模型）施工阶段的应用，用BIM模型结合软硬件指导施工、控制质量、进度、成本和进度款。BIM3.0（BIM+Management模型+设备设施管理）运营阶段的应用。将设计和施工阶段的模型、图纸、资料，与当前已有的物业管理、设备设施管理、工厂资产管理做一整合。以直观数字化手段初步解决安全、环保和节能问题BIM4.0（BIM+Management+

Intelligent模型+管理+智能）智慧建筑SBC的应用。在BIM3.0中静态模型基础上，与动态数据信息做整合，结合大数据、云计算，实现智能建筑和数字工厂运维阶段的安全、环保和综合能耗的科学化、信息化、可视化管理。BIM5.0（BIM4.0+…..+ThecityGIS模型+管理+智能+城市地理信息）智能城市（建筑+工厂+交通…城市信息）云平台。基于GIS和BIM的智慧城市管理平台。将城市三维地理信息、三维建筑信息模型结合在一起，实现以智慧建筑、数字工厂为单元的智慧成熟科学化、信息化、可视化城市运行管理。BIM概念及发展现状MODELING建模MODEL模型MODEL+FacilityBIM3.0+IBMSBIM4.0+CITYBIM概念及发展现状施工单位应用1.施工BIM模型构建2.空间与材料数量精细清算3.图纸与信息管理4.项目工序进度管理5.三维激光扫描施工辅助66.竣工验收管理Construction1.施工BIM模型构建规划设计施工运维BIMLoD200/300400100/200500导入组件一览表LoD场地内地基工程地基坡地高层200道路铺面200地基设备电力设备200景观排水200其他设备200装饰景观家具200景观绿植200导入组件一览表LoD结构工程基础标准基础200特别基础200筏基200地下挡土200一般结构结构柱200结构梁200承重墙200结构版200剪力墙系统200LoD200➡process➡LoD400

管线冲突报表包含信息：碰撞位置坐标、检测日期、冲突深度、设备冲突类型、详细冲突位置图。BIM-BUSWAY&TRAY关系

BUSWAY离右侧墙壁仅剩50mm

busway间距为170mm

两个800mm-E-TRAY间距54mm

空间略显不足BIM-BUSWAY&TRAY关系-剖图

BUSWAY高度3535

TRAY高度3100及3700

BUSWAY离TARY距离838

气体管及给水管可再往左移动，让352距离变大，以利拉线。天花板高度不足

位置:1/F~ELINE，管制台及走道管制台走道天花3850管制台天花460080天花板高度不足

位置:1/F~ELINE，管制台及走道管制台走道天花3850,最低高度2525管制台天花4600,最低高度350081与设计单位确认斜撑形式天花板高度不足

位置:1/F~ELINE，管制台及走道精确施工Construction2.空间与材料数量清算依建筑完成面表现建筑BIM模型(门、窗、天花、外墙)协助平面与面积核对材料数量、单价、成本估算Construction3.图纸与信息管理基于BIM的图文管理协作平台搭建协作策略：描述该项目团队将如何协作，其中包括交流方法，文件管理及转交，记录存储等项目会议程序信息交换模型递交时间表的提交和审批：

将该项目所发生的信息交换和文件传输以文文件形式记录下来。互动工作区：该项目团队应该考虑贯穿整个项目作业期所需的物理环境并使其适应能够提高BIM计划决策进程的必要协作、交流以及审核，包括关于本项目工作平台的所有附加信息。电子沟通程序：

解决档管理问题以及为每个问题的步骤进行定义：许可/访问，文件位置，FTP网站位置，文件传输协议，档/文件夹的维护等等。项目容器和导航在统一的环境中管理所有的项目数据在项目中搜索各种资料对项目进行分类指派项目相关信息（项目属性）版本管理支持所有文件类型随时回溯到早期版本追踪设计变更标记关键的设计版本树状数据库结构以图查文，以文查图Construction4.项目工序进度管理整合BIM达到可视化项目工序管理Construction5.三维激光扫描施工辅助辅助施工：场地平整阶段土方量复测采用扫描三维点云和专业土方量计算软件，直接复测土方量辅助施工：场地平整阶段土方量复测采用扫描三维点云和专业土方量计算软件，直接复测土方量扫描点云灰度图及局部可追溯测点细节显示土方量精确计算辅助施工：场地平整阶段土方量复测辅助施工：施工质量检查复测施工已完结部分结构管线与设计的误差快速全站仪机器人三维激光扫描设备辅助施工：施工质量检查数字化预拼装，避免重复吊装辅助施工：施工质量检查编号BIM点云

Y(m)X(m)Z(m)Y(m)X(m)Z(m)ΔY(m)ΔX(m)ΔZ(m)ΔV(m)12-118389.9611-9899.032219.476818390.0025-9899.040719.4491-0.04140.00850.02770.050512-218390.5124-9900.172119.449118390.4266-9900.199619.45130.08580.0275-0.00220.090112-318389.2161-9900.910519.449118389.1879-9900.909119.44080.0282-0.00140.00830.029412-418390.2335-9901.399919.449118390.1522-9901.413019.45420.08130.0131-0.00510.082512-518391.2589-9901.485019.448318391.2040-9901.578819.46250.05490.0938-0.01420.1096辅助施工：施工质量检查辅助施工：施工质量检查Construction6.竣工验收管理三维激光扫描工程外觀掃描工程內部設施設備掃描竣工驗收與衝突分析藍色｜既有結構黃色｜新設管線紅色｜