毕业论文-通院大楼BIM造价与运营维护管理.docx

2015届本科学员毕业论文论文题目： 通院大楼BIM造价与运营维护管理 指导教员： 姓 名： 队 别： 人 防 三 队 专 业： 建 筑 工 程 管 理 理工大学国防工程学院二一五年六月目 录第一部分 论 文3浅谈BIM技术在工程中的应用4一、前言5二、BIM概念及其定义5三、BIM技术在工程中的应用及其优势6（一）规划阶段6（二）设计阶段6（三）施工阶段7（四）运营阶段7四、国内BIM应用于运维管理的机会与挑战8（一）BIM应用于运维管理之机会9（二）BIM应用于运维管理之挑战10五、结 语13第二部分 教 程15通院大楼BIM工程建模16一、工程简介16二、工程土建模型建立16（一）新建项目16（二）绘制标高17（三）绘制轴网17（四）工程主体部分构件的创建2028第一部分 论 文浅谈BIM技术在工程中的应用摘 要随着信息技术的发展，建筑行业也在进行着向信息化时代的转变,BIM（建筑信息模型）技术的发展为指导建筑工程信息化设计、施工、营运维护管理提供了技术支持。本次毕业设计结合一项已建成的工程，运用BIM技术对建筑模型的信息化进行整合和完善，并通过Ipad移动端的BIM 360 glue 软件探索利用综合性建筑信息模型来指导工程后期的运营维护管理的新型管理方法。本次毕业设计的主要工作内容通过完成土建部分的模型，将工程的信息通过各个软件的功能接口录入，把最终的完整的信息模型导入BIM 360 glue 软件中，模拟工程现场，实现通过移动端就可以随时随地访问工程信息的目的，并由此对BIM技术在人防工程中的应用进行了初步探索。关键词：BIM；BIM 360 glue；运营维护管理；人防工程；Revit一、 前 言BIM概念由美国Autodesk公司于2002年首次提出，经过应用和实践逐渐发展为支撑建设行业的新技术，如今成为行业信息技术研究和应用的热点，政府和建设行业高度重视BIM的应用，也非常认可其价值。本文是对BIM在项目全生命周期过程中应用优势的分析和对应用BIM辅助运维阶段管理工作方法的初步探索，将云技术与移动端Ipad运用到运维管理工作中，用于解决BIM应用、管理与现场脱节的问题。二、 BIM概念及其定义BIM是Building Information Model的缩写，即建筑信息模型，其思想起源于美国查克伊斯曼（Chuck Eastman）博士上世纪70 年代中提出的建筑物计算机模拟系统。21世纪初，美国Autodesk 公司、Bently 公司等先后推出了基于BIM 技术的工程设计软件，并逐渐在建筑设计及管理研究人员和工程技术人员中确立了BIM的概念。那么什么是BIM呢？国际标准组织设施信息委员会（Facilities Information Council）提出：“建筑信息模型（BIM）是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期信息的可计算/可运算的形式表现，从而为决策提供支持，以更好地实现项目的价值。美国建筑协会（American Institute of Architects）认为：“BIM是一种与项目信息数据库相联系的基于模型的技术”。麦格劳希尔建筑信息公司对BIM的定义为：创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。从上述定义中我们可以得出BIM的特征：应用于项目全生命周期的信息技术；注重信息共享的信息技术。BIM可以说是一个信息“网”，在纵向涉及从建筑物的设计、施工、维护管理到报废的全过程，在横向上包括业主、设计、施工、监理、造价咨询、材料设备供应商等各个单位。三、 BIM技术在工程中的应用及其优势BIM涉及建筑物的规划、设计、施工、运营全过程，即涉及建筑物的整个生命周期，这也是BIM应用的价值所在。BIM在建设项目的全生命周期过程中可实现集成化管理，将建筑物的信息模型和建筑工程的管理行为模型相结合，便可以利用建筑信息模型模拟实际的建筑工程建设行为，即BIM的四维模拟施工。BIM的出现改变了建设项目参与各方( 业主、建筑师、工程师、施工承包商、后期物业管理运维等) 的协作和交付方式，使每个人都能提高生产效率并获得收益，成为建筑行业的又一次革命。（一）规划阶段在项目规划阶段，一个重要的挑战就是帮助业主把握好产品和市场之间的关系。BIM能够帮助业主在项目策划阶段做出市场收益最大化的工作，特别是帮助业主实现高租售价格建筑面积的最大化。此外BIM还能帮助业主了解建筑的造型以及真实环境下的视线可见性等关键信息，而且利用BIM对不同的设计方案进行整个建筑物的能源消耗模拟计算，在保证建筑物功能和性能的同时，帮助业主从建筑物的全生命周期来考虑建造成本和能耗成本。（二）设计阶段在项目设计阶段，BIM让建筑设计从二维走向了三维，是建筑设计方法的一次重大转型。BIM 提供的三维动态可视化设计，将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。如建筑设备专业( 给排水、暖通空调、电气) 间的设备走线、管道等可以用直观的立体三维效果图表示，可以优化设计，更好地利用建筑空间，有效避免各专业之间管、线“打架”的现象，提高各专业之间的配合和协调。BIM的出现使设计修改更容易。只要对项目做出更改，由此产生的所有改变都会在整个项目中自动协调，各个视图中的平、立、剖面图自动修改，这样就可以消除协调错误，提高工作效率和整体质量。需要注意的关键问题是各个专业之间的信息传递。BIM技术的核心是建筑信息的共享与转换，为了在建筑行业中，多部门多专业的人员都可以通过基于BIM技术的建筑信息平台利用信息的共享和转换来完成自己的专业工作，使每个专业人员在共同数据标准的基础上通过信息共享与转换，从而实现真正的协同工作。（三）施工阶段在施工阶段，施工单位可以将BIM模型和进度计划进行数据集成，以实现BIM基于时间维度的4D应用。通过BIM的4D应用，可以按天、周、月看到项目的施工进度并根据现场实际情况进行实时调整，分析比较不同施工方案，从而得到最佳施工方案。由于可以同步提供有关建筑工程质量、进度以及成本的信息，BIM可以方便地提供工程量清单、概预算、各阶段材料准备等施工过程中需要的信息，并且建设项目的投入是根据项目建设的计划和进度逐步到位的，因此，BIM结合施工计划和工程造价，可以实现5D应用，最大程度发挥业主的资金效益。以BIM模型和3D施工图代替传统二维图纸指导现场施工，可以避免现场人员由于图纸误读引起施工出错。此外，通过激光扫描、GPS、移动通讯、和互联网等技术与项目的BIM模型进行整合，指导、记录、跟踪、分析作业现场的各类活动，不仅能保证施工期间不产生重大失误，也为项目运营维护准备了准确、直观的BIM数据库。（四）运营阶段在建筑生命周期的运营管理阶段，BIM可同步提供有关建筑使用情况或性能、入住人员与容量、建筑已用时间以及建筑财务方面的信息。BIM可提供数字更新记录，并改善搬迁规划与管理。它还促进了标准建筑模型对商业场地条件的适应。有关建筑的物理信息（例如完工情况、承租人或部门分配、家具和设备库存）和关于可出租面积、租赁收入或部门成本分配的重要财务数据都更加易于管理和使用。稳定访问这些类型的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。四、 国内BIM应用于运维管理的机会与挑战BIM理念在2003年传入国内，基于BIM技术的应用软件大约在2004年就已进入国内，但应用的路并不平坦，虽然已经在一些工程中得到应用，但应用的主要是建设工程的设计阶段和施工阶段，没有充分发挥BIM在项目全生命周期中应用的价值。在国内推广BIM技术的应用需要重点解决以下三个方面的问题。首先是应用软件问题。发达国家基于BIM技术的软件已经比较成熟，多数软件已经进入我国市场，但仅仅依靠它们是不够的。一方面，这些软件目前还不能很好地满足我国设计规范的要求，另外，我国必须形成有自主知识产权的应用软件。目前在国家“十一五”支撑计划中已经包含了这样的应用软件的研究课题，在产业政策中也需要体现出对发展基于BIM技术的重视。表1 显示了我国建筑业相关软件的开发使用情况。除BIM核心建模软件开发较为缺失外，表1 所列BIM软件我国有几类尚属空白。我国与BIM相关的软件主要有中国建筑科学研究院开发的PKPM、上海鲁班和北京广联达等一些大型公司开发的造价管理软件。其次是标准问题。目前作为BIM数据标准，IFC标准在国际上已日趋成熟，在此基础上，美国提出了NBIMS标准。在美国，由于像Autodesk这样的大型软件开发商提供了成套的软件，软件之间可以直接交换数据，因而这样的标准的重要性没有体现出来。实际上，因为BIM据将应用于建筑工程的全生命期，时间跨度大多均为50年以上，从长远看，依靠某一个厂商支持的数据标准是不可取的。对于我国，因为没有大型软件开发商，所以需要鼓励更多的软件参与到基于BIM的应用软件开发中，为此颁布数据标准可以保证应用软件的数据互通。目前，在这方面我国只是引进了IFC标准的平台部分，对国外标准的研究还比较薄弱，结合我国建筑工程的实际对标准进行拓展的工作更加缺乏。同时，应该意识到，在实际过程中，不仅需要像IFC一样的技术数据标准，还需要较高层次的应用标准，例如三维建筑设计标准，才能更好地满足BIM技术的应用需求。大专院校和科研院所有必要重视这方面的工作，国家有关部门对此应给予大力支持。第三是应用模式问题。可以在划分为两个方面：一方面是技术模式，现实中容易走向两个极端，一个是只在建筑工程的局部环节应用BIM技术，例如只将其应用于进行碰撞检测，这样做不利于充分地利用BIM技术可以共享三维模型数据的好处。另一个是只用一个软件或少数几个软件解决建筑工程施工阶段、甚至全生命期的所有问题，目前这是很难实现的。解决这样的问题的关键是实践，只要能够满足实际要求，即可以作为有效的技术。另一方面是应用模式。集成产品开发（IPD）模式即是一个成功的例子。IPD模式把业主、设计方、总承包商和分包商集合在一起，通过利用BIM技术，可以在建筑工程中收到很好的效果。即使在国外，也是通过摸索，最终形成了相应的合约模板，才使得IPD的推广应用成为可能。在我国，即使解决了BIM的技术问题，为推广IPD还需要完成很多工作，这主要是因为我国建筑工程的发包模式、相关法规和政策与国外均不尽相同。当然，只要勇于实践和探索，完全有可能创造出适合我国情况、更加有效的应用模式。BIM技术代表着新的观念和做法，它不但可以大大减少各种重复作业的浪费并提升建筑行业的效能，也有机会大幅改变传统的工程执行模式和商务架构。如今，BIM技术应用于工程中已是不可抵挡的趋势，除了BIM技术可为设计与施工阶段所带来的已知效益之外，业主们（尤其是政府业主）更看重其后期可为设施管理作业带来的更大的益处与机会。（一）BIM应用于运维管理之机会1. 整合运用全生命周期信息，有助于运维管理建设工程生命周期各阶段的相关人员可持续更新与维护BIM模型，最后在建筑物建设完成后将此BIM模型应用于运维管理中，由于其保留了完整生命周期信息，便可节省传统运维管理模式中资料必须重制的人力成本与时间，并减少人为错误的可能。目前这只是一个理想化的概念模型，在BIM的应用实务上，因为不同生命周期阶段对模型的需求不同，且考量这样一个贯穿生命周期的单一共享模型的维护成本恐相当庞大，技术难度也很高，且模型的应用效能通常不会很好，所以，目前的实务重点是在生命周期中逐步整合建立一个以设施维护管理为应用目标的信息模型，而非试图建立一个能支援全生命周期中所有应用的单一模型。2. 视觉化管理有利于提升运维管理效率传统运维管理多凭人工回报问题与位置，然后派人工去现场检视与进行维修决策后，再派人工去现场完成维修工作，此种方法相当耗费人力与时间，不仅无法即时地正确掌握现场状况，且周期长，加上若没有完整正确的相关建筑物信息，便容易发生误判。BIM技术是以3D模型展示为基础，结合工程专案等各种相关信息的工程资料模型与Ipad移动端的BIM 360 glue软件，可以模拟建筑内、外部的视觉效果，亦可清楚显示建筑各个功能区的空间分布（如下图所示）。当有维修需求时，管理人员可方便快捷的通过Ipad上的3D BIM模型环境检视了解问题发生的正确位置，并由资料库取得所需的相关建筑信息与维护管理信息，减少需要派工至现场检视调查才能进行维修决策的人力与时间成本，若加上良好的维修纪录与备料管理，则更能大幅缩短维修时间，提高管理效率。以BIM资讯模型为基础的设施维护知识管理平台，让使用者在视觉化的立体场景中自由检视设施位置与相关属性资料（例如品牌、型号、供应商等），及利用多型态资料（3D物件、2D图说、文件资料等）互动查询功能，并可从空间与设施系统的角度来进行维修模拟分析；若再辅以历史维护资料与案例查询，能大幅提升决策判断准确性，降低维护人力及时间成本。3. 知识管理有利改善管理流程及降低维护成本目前的建设工程基础资料、竣工图面、维护记录等的保存多以人工纸本记录，但纸本保存不仅容易遗失，而且如果建筑物发生状况时，维护人员不能够立即取得相关信息以进行问题判断与维修决策，进而影响维护管理工作效率。如果在工程营运维护的知识管理与功能整合中能利用3D BIM模型，并善用BIM的资讯视觉化、电子商务化、可模拟分析性等特点，就可以大幅改善传统的人工管理流程，并降低运维管理成本。（二）BIM应用于运维管理之挑战BIM应用于运维管理虽然已经证明可以为业主带来许多好处，但要实现这些好处，仍有许多BIM技术应用上的挑战及课题需要克服。1. BIM模型的正确性与完整性对于运维管理来说，工程信息的正确性与完整度是运营维护管理工作成功的关键，如何确保交付给维护管理者的BIM模型与实际竣工状况一致，仍是一大挑战。至于所需的模型发展程度或详细程度，则主要与运维管理的视觉化需求有关。另外，BIM模型中所需涵盖的信息是运维管理是否成功的重要关键，有必要建制我国的BIM模型交付标准，以协助设计与施工相关单位交付完整可用的BIM模型给业主来进行有效的运维管理。2. BIM信息的传递、交换与共享BIM的信息整合概念即是希望能整合设计、施工到运营阶段和管理过程中所产生的信息，并以视觉化的方式完整呈现出来。但建设工程生命周期长且参与单位多，普遍遭遇到的即是异质BIM系统所产生的格式相容或互操作性、不同单位间的资讯存取更新、信息的交换与共享等问题。最近美国提出的COBIE（Construction Operations Building Information Exchange）标准，就是期望能提升建筑物整个生命周期纵向跨阶段和横向跨专业间的资讯交换，让各专业人员都能在开放、非独有以及标准化的可存取状态的环境下，进行信息交换与共享。3. BIM模型维护责任归属BIM模型交付业主后，应在营运管理阶段中持续进行维护更新，否则一旦模型信息不再具备足够的完整性与正确性，便失去其价值。但实际情况通常是缺乏足够的经费与具足够专业知识及能力的人员来确保该工作的执行。所以业主应制定长期营运管理与维护计划，明确模型维护的责任归属，并教育员工以分工、分责、分权的方式进行BIM模型的维护，确保BIM模型内容符合实际需求。4. 运维管理相关BIM应用功能开发建设行业愈来愈重视运维管理，软件公司也积极开发相关软件，逐步将现有的运维管理相关系统，如电脑化维护管理系统（Computerized Maintenance Management System）、建筑管理系统（Building Management System）、建筑自动化系统（Building Automation System）等，以BIM模型为基础进行信息及功能的整合，最终将可实现新一代视觉化、智慧化、云端化、且普及好用的运维管理系统。五、 结 语BIM符合建筑行业的发展趋势，它不仅改变了建筑设计的手段和方法，而且通过在建筑全生命周期中的应用，为建筑行业提供了一个革命性的平台，并将彻底改变建筑行业的协作方式。BIM建筑信息模型的发展不仅仅是现有技术的进步和更新换代，它也将间接表现在生产组织模式和管理模式的转型，并更长远的影响人们思维模式的转变。参考文献： 1杨珊珊，刘勤由Revit软件初体验到BIM三维模式的思考J山西建筑，2011，37（18）：255-256；2程建华，王辉项目管理中BIM技术的应用与推广J.商业经济，2012，394：29-31；3李犁，邓雪原基于BIM技术建筑信息平台的构建J.土木建筑工程信息技术，2012，04（2）：25-29；4王刚，高燕辉.BIM时代的项目管理J.建筑经济，2011，02（16）：6-9；5张春霞BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究J.建筑经济，2011，09（347）：96-98；6岳杰BIM技术及其在建筑设集中的应用J.四川建材，2011，37（163）：270-272；7何关培BIM和BIM相关软件J.土木建筑工程信息技术，2010，02（4）：110-117；8李永奎，乐云，何清华.BIM集成模型研究J.山东建筑大学学报，2006（12）：544-548；9丁士昭.建设工程信息化导论M.北京：中国建筑工业出版社，200610张洋基于BIM 的建筑工程信息集成与管理研究D北京: 清华大学，2009.第二部分 教 程通院大楼BIM工程建模一、工程简介本工程为解放军理工大学中心校区办公实验楼工程，开发建设单位为中国人民解放军理工大学基础设施建设办公室。工程建设地点为南京市后标营88号解放军理工大学中心校区内,地下一层为停车库，地上十一层，总建筑面积为42192.4m2。工程结构形式框架结构，抗震设防烈度为7度。质量要求：工程质量符合现行质量验收规范的合格要求。如图1为工程总平面图。 图 1 总平面图二、工程土建模型建立 （一）新建项目打开REVIT后单击“新建”，出现以下对话框，选择“项目”，在样板文件下拉菜单中选择“建筑样板”。 图 2 （二）绘制标高标高主要用来确定建筑本身在高度方向的信息。双击项目浏览器中“南立面”，进入项目的正立面，在此立面上绘制标高。建筑样板中已有0.000的标高，通过“复制”或“阵列”命令创建上部楼层标高和辅助标高。 图 3 （三）绘制轴网轴网绘制方法：“常用”选项卡“基准”面板“轴网”，绘制轴网如图4。 图 4 绘制轴网画其余轴线，将鼠标放在轴网一端向右移动，出现一条水平的虚线捕捉线然后输入相邻两轴线距离数据回车键画出第二条轴线，轴线之间尺寸是相同的，也可以使用“阵列”命令，如图5，6。 图 5 绘制轴网选择一条画好的轴线“修改轴网”选项卡“阵列”点选轴线向右水平移动输入间距数据 回车键输入阵列数 回车键。 图 6 绘制轴网依照以上轴线画法，完成轴网，最终轴网如图7。 图 7 绘制轴网轴网设置：更改轴网符号。通常竖向轴网按照阿拉伯数字