BIM应用方案（终稿）20140514高.doc

第一章 BIM应用方案本方案可用于工程投标书中BIM应用方案章节编写的底稿文本使用，可以在其基础思路的指引下，自行插入相应工程的BIM模型图片，扩展相关应用。第一节 BIM应用目标1. 总体目标建立工程BIM管理体系，在工程各阶段应用BIM技术，融入公司拥有自主知识产权的BIM软件系统，为工程的顺利实施提供支撑，提升项目各阶段的精细化管理水平，实现工程实体与数字大厦的同步交付，便于业主的后期物业运营维护。2. 分阶段应用目标2.1 项目策划阶段集成进度、成本、资源等信息，实现多维虚拟施工，实现先试后建与模拟优化，提升项目策划可行性。2.2 深化设计阶段集成单专业深化设计与多专业设计协调，有效减少设计变更与返工，实现资源与成本的节约。 2.3 施工管理阶段应用模型信息集成应用平台，支撑项目总承包管理，实现多专业、多参与方的协同工作；结合便携式移动终端设备与相关配套软件，提高工效，强化现场质量安全管理，发挥BIM在项目建造中的巨大优势；应用BIM-FC系统，实现机电安装工程工厂化施工。2.4 运营维护阶段集成交付与支持物业管理方面，应用物业运维管理系统和BIM-FIM系统，实现数字大厦集成交付。第二节 BIM实施体系1. 工程BIM实施组织架构图2. 工作职能表序号专业职务工作职能1BIM管理部经理协调业主、顾问、总包和上级关系，全面负责本工程BIM系统的建立、运用、管理，与业主BIM团队对接沟通，全面管理BIM系统运用情况。2各专业BIM小组组长参与协调各专业间的模型图纸工作，负责模型图纸的审核工作、工程施工模拟等日常工作指导，定期复查工作。3土建BIM工程师负责本工程建筑专业BIM建模、模型应用，深化设计等工作，主要为提供完整的梁、柱、板等结构，墙、门窗、楼梯、屋顶等建筑信息Revit模型，以及主要的平面、立面、剖面视图和门窗明细表，以及面视图三道尺寸标注，方便施工沟通。4给排水BIM工程师对本工程给排水、消防专业建立并运用BIM模型，管线综合深化设计、水泵等设备、管路的设计复核等工作，主要包括提供完整的给排水管道、阀门及管道附件的Revit管网模型，以及主要的平面、立面、剖面视图和管道及配件明细表，以及平面视图主要尺寸标注。5暖通BIM工程师对本工程暖通专业建立并运用BIM模型，管线综合深化设计、空调设备、管路的设计复核等工作，主要包括提供完整的暖通管道、系统机柜等的Revit暖通管网模型，以及主要的平面、立面、剖面视图和管道及设备明细表，以及平面视图主要尺寸标注。6电气BIM工程师对本工程给电气专业建立并运用BIM模型，管线综合深化设计、电气设备、线路的设计复核等工作，提供完整的电缆布线、线板、电气室设备、照明设备、桥架等的Revi t电气信息模型，以及主要的平面、立面、剖面视图和设备明细表，以及平面视图主要尺寸标注。7钢结构BIM工程师对本工程钢结构专业建立并运用BIM模型，为钢结构加工提供数字化加工图纸，并根据现场进度情况进行钢结构安装模拟，将钢结构技术参数、维修资料等信息输入模型。8幕墙BIM工程师对本工程幕墙专业建立并运用BIM模型，为幕墙加工提供数字化加工图纸，并根据现场情况及进度进行幕墙安装模拟，将幕墙技术参数、维修资料等信息输入模型。9其他分包BIM工程师配合总包BIM管理部进行模型的建立与信息的完善，为项目实施BIM应用提供支持，并定期参与BIM会议，听从总包管理部安排。3. BIM总体工作流程4. BIM实施计划4.1 工程总体计划成果描述完工时间BIM组织架构表合同签订后的30天内BIM执行计划书合同签订后的45天内最初的BIM模型合同签订后的120天内CSD、CBWD施工深化图纸与图纸一起递交BIM模型施工变更引起的模型修改在收到变更后的14天内碰撞检测报告及解决碰撞在相应部位施工前1个月内4D施工模拟及进度优化在相应部位施工前1个月BIM竣工模型在出具完工证明以前4.2 工程各参与方工作计划土建BIM工作计划成果描述完工时间BIM组织架构表合同签订后的30天内BIM执行计划书合同签订后的45天内最初的BIM模型合同签订后的120天内CSD、CBWD施工深化图纸与图纸一起递交BIM模型施工变更引起的模型修改在收到变更单后的14天内碰撞检测报告及解决碰撞在相应部位施工前的1个月内4D施工模拟及进度优化在相应部位施工前的1个月内BIM竣工模型在出具完工证明以前机电 BIM工作计划成果描述完工时间BIM组织架构表合同签订后的10天内BIM执行计划书合同签订后的20天内最初的BIM模型合同签订后的60天内施工深化图纸与图纸一起递交BIM模型施工变更引起的模型修改在收到变更单后的14天内碰撞检测报告及解决碰撞在相应部位施工前的1个月内4D施工模拟及进度优化在相应部位施工前的1个月内BIM竣工模型在出具完工证明以前钢结构BIM工作计划成果描述完工时间BIM组织架构表合同签订后的30天内BIM执行架构书合同签订后的45天内最初的BIM模型合同签订后的60天内施工深化图纸与图纸一起递交BIM模型施工变更引起的模型修改在收到变更单后的14天内BIM竣工模型在出具完工证明以前幕墙BIM工作计划成果描述完工时间BIM组织架构表合同签订后的10天内BIM执行架构书合同签订后的20天内最初的BIM模型合同签订后的60天内施工深化图纸与图纸一起递交BIM模型施工变更引起的模型修改在收到变更单后的14天内BIM竣工模型在出具完工证明以前5. 硬件配备硬件推荐型号基本配置（仅供参考）建模PC机DELLPrecisionT5600双英特尔至强处理器 E5-2630 (2.3GHz 15M)32GB (4x8GB) DDR3 RDIMM 内存, 1600MHz, ECC1TB 7200RPM 3.5 512e/4K 硬盘显卡: 2GB nVIDIAQuadro 4000双显示器, 2个DP和1个DVI 戴尔 Precision TX6002个戴尔专业版 P2412H 24英寸宽屏平板显示器, VGA/DVI模型工作站DELLPrecisionT7600双英特尔至强处理器 E5-2643 (3.3GHz 10M)64GB (8x8GB) DDR3 RDIMM 内存, 1600MHz, ECC2TB 7200RPM 3.5 512e/4K 硬盘2个戴尔 UltraSharp U2412M 24 LED显示器显卡: 2.5GB nVIDIAQuadro 5000 双显示器 (带2个DP和1个DVI-I) (1个DP-DVI和1个DVI-VGA 适配器)(HEGA17)第三节 工程各阶段BIM应用1. 项目策划阶段1.1 基于BIM的图纸检查在工程进展的不同阶段，按照BIM工作计划，根据施工图完成BIM模型的创建，并将相关参数录入BIM模型中，实现参数查询与统计，为后续的BIM应用奠定基础。在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题。BIM最直观的特点在于三维可视化，在BIM建模过程中，结合规范和施工经验，随工程进展绘制土建-机电-装修综合模型，通过将各专业模型叠加、综合，及时发现模型中各专业之间的错、漏、碰、缺等问题；同时，为工程机电、钢结构、幕墙的专业的深化设计提供正确的土建模型。并根据BIM模型提供碰撞检测报告，及时进行解决，而且可以优化诸如机电管线排布方案等，减少施工过程中的返工、停工等现象发生；大大减少设计变更，确保施工进度，为业主节约投资。1.2 基于BIM的进度模拟将BIM模型与施工进度计划关联，实现虚拟施工，根据施工组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工；直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，再根据模型结果调整进度方案，同时进行有效协同。施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导皆能对工程项目的各种问题和情况有直观的理解和掌握。1.3 基于BIM的施工场地布置模拟利用场地模型，对施工临建进行三维设计，并且将施工器械及临时堆场等载入到场地模型中，利用Navisworks等软件进行动态的施工模拟，以判断施工各阶段场地布置是否合理。1.4 基于BIM的资源投入分析基于BIM模型的工程量统计，对投标阶段拟投入的人力、材料、机械进行反向计算和定量分析，经验证资源是否能满足施工需要。2. 深化设计阶段2.1 基于BIM的机电安装专业深化设计2.1.1 确定管线布置优化原则在创建模型之前，根据各专业管道特点与安装便捷性，制定对管线布置进行协调优化的原则，使设备管线的布置位置、标高正确，布局合理、整齐、美观、经济。基本原则如下：(1) 垂直立面的排列原则1）保温管道在上，不保温管道在下。2）小口径管路应尽量支承在大口径管路上方或吊挂在大管路下面。3）不经常检修的管路排列在上，检修频繁的管路排列在下。(2) 水平横管的排列原则1）大口径管路靠墙安装，小口径管路排列在下面。2）管道少的管路靠墙壁安装，支管多的管路排列在外面。3）不经常检修的管路靠墙壁安装，经常检修的管路排列在外面。(3) 管路间距的确定管路间距以便于对管子、阀门及保温层进行安装及检修为原则。对于管子的外壁、法兰边缘及保温层外壁等管路嘴突出的部分距离墙壁或柱边的净开档不应小于100mm，距离架横梁保温端部部小于100mm，对于并排管路上并列阀门手柄，其净开档约100mm。(4) 管路相遇的避让原则1）分支管路让主干管路。2）小口径管路让大口径管路。3）有压力管路让无压力管路。4）各专业进行沟通协调，确保本专业模型的正确合理性的同时，兼顾其它机电专业模型的合理位置与空间。2.1.2 单专业模型创建在遵循管线布置优化原则的基础上，针对项目制订项目深化设计指南，编制各专业建模时构件的精细程度要求，以便具体的深化设计应用，指导各专业完成深化设计工作。单专业建模流程如下图所示：2.1.3 单专业模型碰撞检查与优化单专业综合碰撞检查就是只在单一专业内查找碰撞，深化设计人员将某一专业模型导入Navisworks，直接进行分析即可。例如同专业管道发生了碰撞如下图所示：单专业模型碰撞检查与优化流程图：2.1.4 多专业管线碰撞检查与优化多专业综合碰撞包括暖通、给排水、电气设备管道之间以及与结构、建筑之间的碰撞，为实现准确快速的分析应注意以下两点。首先一栋建筑物内部的管道实体数量庞大，排布错综复杂，如果一次全部进行碰撞检测，计算机运行速度和显示都非常慢，为达到较高的显示速度和清晰度的目的，在完成功能的前提下，应尽量减少显示实体的数量，一般以楼层为单位。另一方面考虑到专业画图习惯，还要能同时检查相邻楼层之间的管道设备，例如空调设备管道通常在本层表示，而给排水专业在本层表示的许多排水管道其物理位置在下一层。例如绿色的风管和蓝色的空调水管发生碰撞如下图所示：多专业模型碰撞检查与优化流程图：2.1.5 输出施工图Revit模型文件导出为CAD图纸的基本流程如下图所示：2.2 基于BIM的钢结构专业深化设计2.2.1 确定深化设计原则(1) 钢结构深化设计过程需遵守的原则防止厚板层状撕裂；防止焊缝交叉重合；重视柱端铣的深化；重视过焊孔的深化；重视吊耳（或定位连接板）的设置。(2) 与土建结构施工衔接的配合原则深化设计时要考虑工地现场不易焊接的栓钉；固定模板可能需要的连接件；钢柱底板灌浆需开设的空洞；楼板混凝土施工需增加的钢支撑（包括永久性的和临时性的）等。在圆管柱、箱型柱、十字型钢柱混凝土混合结构中，钢柱与混凝土构件之间的交叉比较突出，在深化设计建模时放样出所有的钢筋，根据布筋及梁柱节点构造要求，对照三维实体模型，合理处理两者之间的关系。(3) 与机电设备、幕墙及装饰专业的配合原则注意机电管线穿过钢构件的预留孔洞及其开孔时的加固措施；考虑需预设的连接件；考虑设备基座需与钢结构连接的板件；考虑设备吊装所需的与钢结构临时连接的板件；考虑电梯系统与钢结构的连接、固定板件；考虑幕墙系统及装饰工程与钢结构的连接、固定板件、孔眼等，确保钢结构留洞和洞口加固在工厂进行，以保证工程质量。2.2.2 BIM模型的创建与应用以设计方出具的钢结构施工图为依据，通过应用Tekla Structures 软件创建BIM模型，进行钢结构详图的设计及智能节点设计。根据施工图提供的构件布置、构件截面、主要节点构造及各种有关数据和技术要求，严格遵守钢结构相关设计规范和图纸的规定，对构件的构造予以完善。根据工厂制造条件、现场施工条件，并考虑运输要求、吊装能力和安装因素等，确定合理的构件单元。智能节点能使复杂节点方便快捷地搭建出来，可大大提高工效和降低错误率。例如智能节点设计如下图所示：柱与支撑连接智能节点H型垂撑智能节点 节点设计一 节点设计二箱型柱构件（一）箱型柱构件（二）圆管柱构件（一）圆管柱构件（二）2.2.3 其他专业的交叉配合协调与土建、机电、幕墙等专业BIM团队协同工作，将创建好的钢结构BIM模型与土建、机电、幕墙等专业BIM模型整合，进行碰撞检查，提前发现并解决各专业之间存在的构件碰撞、工序交叉、衔接配合等方面存在的问题，减少由以上原因引起的设计变更及工程返工，为工程节约资源与工期成本；同时，为工程总体施工进度计划及钢结构专业施工进度计划提供依据。2.2.4 基于BIM的工况验算将已经创建和设计好的BIM模型导入MIDAS Gen 结构设计软件，进行工况验算，对构件的构造设计与单元切分进行验证；同时，对钢结构的吊装安装方案进行模拟验算，以保证钢结构施工的安全。构件工况分析如下图所示：2.2.5 输出制作加工图与施工图运用专业的钢结构深化设计制图软件，将构件的整体形式、构件中各零件的尺寸和要求以及零件间的连接方法等，详细地表现到图纸上，以便制造和安装人员通过查看图纸，能够清楚地了解构造要求和设计意图，完成构件在工厂的加工制作和现场的组拼安装。 3. 施工管理阶段3.1 BIM模型信息集成工程施工阶段，采用模型信息集成应用平台，实现各专业BIM模型与施工信息的高效有序管理，支撑项目总承包管理；应用BIM4D、5D技术，提高项目进度、成本管控水平；应用BIM可视化、虚拟现实技术，提高施工方案的可操作性及安全性；应用建筑机器人全站仪、3D激光扫描仪、HHT手持移动终端设备与BIM的集成应用技术，将BIM真正带到现场，将现场全面状态全面反馈到办公室，全面掌握现场项目进度，提高生产效率和经济效益，强化现场质量安全管理；应用模型信息集成平台与BIM-FC系统，管理模型历史版本，有效地识别、注释和在协同环境下管理图纸的变更，实现多专业、多参与方协同工作，实现进度、成本、质量以及合同资料的管控。3.2 基于BIM的进度管理3.2.1 基于BIM模型的进度计划编制建立基于BIM模型的施工计划，包含与BIM模型关联的施工任务、材料、资源和劳动力。通过进度计划来协助监控进度，识别问题，并启动控制行动和提供所需的信息来有效管理工程项目。3.2.2 4D进度管理在周例会之前收集项目的实际进度，根据项目实际进度信息生成实际进度曲线和项目未来进度曲线，使用项目进度管控由传统的被动管理转变为主动管理。线性进度计划预测如下图所示：3.3 基于BIM的成本管理3.3.1 基于BIM模型的工程量提取依据项目BIM模型的几何数据得出精确的工程量；基于精确的工程量，得到精准的施工进度计划和成本预算。将BIM模型中元素的几何数据等信息分类提取，并将这些信息分类存储到数据库中。根据数据库中分类存储的BIM模型相关信息，就可以在工程量管理界面中分类显示各种类型（梁，板等）的工程量信息，同时可以进行工程量清单项与BIM模型的比对和参照。3.3.2 基于BIM的成本计划成本计划基于目标成本计划的概念，实现比较不同版本的成本计划，比较任意版本和原始版本的成本计划。在整个项目阶段，实现持续的成本控制。在项目的开始阶段开始成本核算，随着逐步增加3D BIM模型粒度或者直接采用手动输入工程量的方式，进行更加准确和细致的成本控制。通过表达计划成本的一个多层三维电子表格，突出成本估算的层次结构。每一个项目（组件）可以进一步细化，使得逐渐发展项目成本计划从一个基本的抽象水平高度到详细的成本估算。3.3.3 基于BIM的成本控制项目在成本控制上和如何管理成本变更的问题上面临着巨大的挑战。传统的成本估计方式和设计方案之间是分离的，因此很难解释所发生的项目成本发生了哪些变化。为了解释成本变化，往往需要花费大量时间进行数据的整理和汇总上，使得分析和决策上留下的时间不足，结果往往无法准确的、有针对性的控制工程项目的变更。应用BIM可视化技术可以分析项目成本和成本差异，颜色编码的成本视图和三维模型的集成，可快速有效的获得各个阶段的项目成本变化情况。3.4 基于BIM的技术管理3.4.1 基于BIM的技术方案分析所有业务功能都基于同一个BIM模型，同一模型来源使得模型一旦发生变化，工程量、成本和进度会同时发生相应的变化，无需再单独处理，使技术管理成为虚拟施工过程的一部分，为项目会议提供清晰明了的数据支撑，提升整个项目的沟通效率。3.4.2 虚拟施工将工程量、进度和资源计划等集成与BIM模型之后，具有完整的施工信息的虚拟施工就可以用来预判施工过程中可能发生的问题，最终做到将问题解决在发生之前。3.4.3 基于BIM的项目文档（图纸）管理对模型进行版本管理，同时可以对所有的工程文档进行统一的多版本管理，通有效地识别、注释和在协同环境下管理图纸的变更。通过2D和3D的视觉比较工具，直接生成与文档相关联的提问单，提升整个项目团队的工作效率，减少项目所面临的风险。3.5 基于BIM的现场（质量安全）管理通过精确三维激光扫描仪、全站仪等自动测量设备和相关软件，进行现场放样、现场测量以及相应的质量控制检测；同时还可以通过软硬件实现模型的生成和集成工作，将现场BIM数据传递回馈给设计模型，进而进行一系列的分析、校核、管理工作。实现在BIM环境下项目管理的标准化、精细化提升施工效率、节约施工成本、优化施工资源等。应用包括QA/QC评估管理、现场视频监测、现场扫描、建立现状模型与BIM模型比对、碰撞分析、优化净空，优化管线排布方案、进行施工交底、施工模拟等功能，融会贯通了完整的施工过程与信息管理流程，提高施工质量，三维可视化功能加上时间维度，达到随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，业主也对工程项目的各种问题和情况了如指掌。通过无线数据传输功能实现办公室与作业现场间的互联，实时更新所有施工设计，视频作业，全程监控及确认放样作业进程，并即时解决可能出现的技术疑问。与传统的方法相比，省去了大量的中间人工操作环节，使劳动效率和经济效益明显提高，获得更丰富的项目信息，同时也避免了人工操作，手工计算，记录等过程中差错率较高的缺陷。把BIM模型上的关键的点和实际工地上的施工点相对应，通过该种方法可以保证BIM模型和实际建筑保持高度一致性，在确保施工质量的同时加快建造速度和减少昂贵的返工，最终交付给业主准确的竣工模型，为业主的后期运营提供准确的模型数据。3.6 基于BIM-FC系统的多方协同工作3.6.1 基于BIM的建筑工程工程化施工管理系统（BIM-FC）介绍梳理多参与方之间的信息交互与共享过程，其核心流程主要包含四步：设计生产加工运输-现场安装。核心流程如下图所示：（1）BIM深化设计：导入Revit构件族库、通过构件族库拼装成支架族、支架承载力分析、预制组合分段及编号、材料清单；为专业厂家提供查看支架设计图、设计校核功能。（2）预制构件信息管理：信息导入、信息集成、信息编辑、信息导出和统计报表。（3）预制构件编码：专业管线分区、编码数据库、二维码打印和管理。（4）预制构件加工：指令分配、材料管控、辅助预制放样、成品出库管理。（5）现场装配组合：物料信息查询、制作图查询、结合物料上的二维码辅助现场装配式施工。3.6.2 系统应用BIM-FC系统改变传统的手动建模方式，实现基于BIM的支架与管道模型的快速设计与建模；将深化设计、预制加工、材料管理、物流管理、现场施工各环节有效连接。通过BIM直接输出预制加工清单，并进入多方参与的管理流程。深化设计完成后，根据系统或安装区域的统一编号打包在一个或多个货盘上运输，而不是按照产品规格进行打包，进场后可直接运往安装区域，减少现场材料分配时间及二次搬运的工作量；将工厂化流程与BIM数据库结合，实现现场装配、组合安装的综合信息化管理。现场施工时只需按照装配图上编号的顺序找到对应编号的管线分段，即可进行装配、组合安装。缩短安装周期，提高施工工效。其系统构架如下图所示：(1) 通过客户端基于BIM的机电设备智能管理系统进行构件的深化、资料的上传。(