gai建筑信息管理BIM技术研究与应用论文.doc

听课证编号： BIM技术的研究与应用姓 名： 注册单位： 身份证号： 培训单位： 年 月 日BIM技术的研究与应用BIM的理论基础主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。BIM一般具有以下特征：1.模型信息的完备性：除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等。2.模型信息的关联性：信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和健壮性。3.模型信息的一致性：在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入。而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展，而无需重新创建，从而减少了信息不一致的错误。一、BIM的价值（1）解决当前建筑领域信息化的瓶颈问题1）建立单一工程数据源：工程项目各参与方使用的是单一信息源，确保信息的准确性和一致性；2）实现项目各参与方之间的信息交流和共享：从根本上解决项目各参与方基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。3）推动现代CAD技术的应用：全面支持数字化的、采用不同设计方法的工程设计，尽可能采用自动化设计技术，实现设计的集成化、网络化和智能化。4）促进建筑生命期管理：实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理。对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。（2）基于BIM的施工及管理1）实现集成项目交付IPD管理：把项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。2）实现动态、集成和可视化的4D施工管理：将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理以及施工过程的可视化模拟。3）实现项目各参与方协同工作：项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。4）实现虚拟施工：在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前，用于对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测。包括施工方法实验、施工过程模拟以及施工方案优化等。 （3）基于BIM的建筑运营维护管理1）综合应用GIS技术，将BIM与维护管理计划相链接，实现建筑物业管理与楼宇设备的实时监控相集成的智能化和可视化管理。2）基于BIM进行运营阶段的能耗分析和节能控制。3）结合运营阶段的环境影响和灾害破坏，针对结构损伤、材料劣化以及灾害破坏，进行建筑结构安全性、耐久性分析与预测。二、BIM的研究对于BIM国内外一些知名大学率先展开了卓有成效的基础性研究。1996年美国斯坦福大学提出的4D模型，将建筑构件的3D模型与施工进度的各种工作相链接，动态地模拟这些构件的变化过程。将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体。BIM是一种全新的理念，它涉及到从规划、设计理论到施工、维护技术的一系列创新和变革，是建筑业信息化的发展趋势。BIM的研究对于实现建筑生命期管理，提高建筑行业设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。三、BIM的应用今天的建筑业正在经历剧烈的变化，全球化的行业协作、建筑技术的突飞猛进，以及能源与环境问题的迫在眉睫，都要求建筑从业单位要以更快速、更节能、成本更加廉、 风险更小的方式建造建筑物。在这些需求驱动下，绿色建筑理念逐渐被各界了解和接受。绿色建筑的理念中最主要的恐怕还是能源和资源的利用效率，进一步可以分化为 建筑采光与日照分析、建筑及其材料热工分析、建筑能耗分析等一些列问题。这类问题所涉及的数据可谓五花八门，而且数量巨大。在出现较好的BIM解决方案之前，为大型的分析软件编制数据文件或者输入文件也是一项极大的工作挑战。实际上，当我们拥有一个信息含量足够丰富的建筑信息模型的时候，我们就可以做任何我们想做的分析。一个信息完整的BIM模型中就包含了绝大部分建筑性能分析 想要的数据，用BIM软件将需要进行绿色建筑相关分析的数据导出为gbXML文件，然后用专业分析软件分析，最后再导入BIM软件进行数据整合。可以说，BIM的优势表现在以下两个方面：1.整合设计过程BIM不仅仅是电子文件交换的概念，而是提供了一个空前互用的模型平台，进而改变了设计创造、沟通和实施的方式。由于整合了所有设计参数和资料，意味着该模型可以用于成本估算、建筑模拟、工程计划、能源分析、结构设计、地理信息集成、建造、采购管理和设备管理等专业服务和过程。BIM的建筑信息模型对于工程资料信息的整合能力远远超过了目前大多设计软件公司，基于整合的、参数化的、基于对象的系统将导致设计和建造方式的巨变。事实上BIM的出现与一些大型的设计软件公司的支持分不开。2.通过信息共享增值这似乎是个老套的命题，但是BIM共享将使得设计过程不仅仅限于提交设计成果本身，而是不断被补充完善的建筑信息库。这些信息被整合在建筑模型当中，并可以按照各个专业领域的标准被提炼出来，使得BIM成为一个工程项目生命周期工具，它可以用于建筑维护和资产管理。纵观国际建筑设计前沿，整合性设计以及更加数字化、专业化的分析工具的应用正是推动BIM这种工具出现的动力。从项目管理的角度，我们更加看重的是这种资源整合、过程整合，以及无缝交流的前景。不同的是，BIM被赋予了更大的期望。建筑业的生产率在2012年之后将飞速增长，其增长率将远远大于传统制造业生产率的增长趋势。但是如果深入探究BIM发起者们的目标你就会明白，BIM的战略目标就是提高产业效率。为了达到这一目标，美国的业界精英已经开始了富有成效的工作，包括站在科研角度系统完善地管理BIM研究，整合研究资源，分享信息，研发相应的标准、规则和方法，激发新一轮的产业创新等等。BIM整合了建筑产业链条的所有生命周期内的各类干系人，在任何过程中都可以为其提供全方位的信息支撑和服务。更重要的是，BIM具有开放和知识共享的特征，这将为产业创新提供无限的空间。3、BIM环境下造价管理的特点 传统环境下造价人员从设计人员提供的图纸中获取造价需要的项目信息，结合本专业的有关规定、资料和专业知识进行造价管理，这种情形下，使用或不使用设计提供的某个信息完全由造价人员根据自己的专业判断决定，而设计人员做设计的方法和提交设计成果的方式对造价结果不会产生影响。而BIM模型是一个富有信息的项目构件和部件数据库，可以为造价人员提供造价管理需要的项目构件和部件信息，从而大大减少根据图纸人工统计工程量的繁琐工作以及由此引起的潜在错误，但同时也带来了如下的另外一些问题： 工作方法：造价人员利用设计人员建立的BIM模型中的信息进行造价管理，首先必须对设计过程形成的信息进行过滤，得到满足项目不同阶段造价管理精细程度需要的项目信息，即设计提供信息和造价管理需要信息的匹配； 工作流程：造价人员需要对造价结果付完全责任，要做到这一点，必须在设计早期介入，和设计人员一起定义构件的信息组成，否则将会需要花费大量时间对设计人员提供的BIM模型进行校验和修改。 约束条件：项目预算不仅仅由工程量和价格决定，还跟施工方法、施工工序、施工条件等约束条件有关，目前并没有一个建立BIM模型的标准把这些约束条件考虑进去，需要根据项目和团队情况建立工作标准。 4、基于BIM造价管理的技术实现手段利用BIM信息进行造价管理的技术实现手段总体上来看有以下三种：4.1、由BIM软件厂商随BIM软件一起提供的一系列应用程序接口，造价人员或第三方软件开发人员可以用API从BIM模型中获取造价需要的项目信息，跟现有造价管理软件集成，也可以把造价管理对项目的修改调整反馈到BIM模型中去。目前BIM软件的API都还处于快速变化中，API的变化会导致基于API的应用程序做相应升级，这是一个需要考虑的问题。4.2、ODBC是微软提供的一套与具体数据库管理系统无关的数据库访问方法，这种方法的编程能力具有普适性，导出的数据可以和所有不同类型的应用（包括造价管理）进行集成，同时对BIM模型的轻量化也非常有利。缺点是数据库和BIM模型的变化不能同步，需要人工干预。4.3、数据文件：通过IFC等公开或不公开的各类标准或不标准的数据文件实现BIM模型和造价管理软件的信息共享，一般来说，公开数据标准的好处是具有普适性，缺点是效率没有那么高，而自有数据标准的优劣正好恰恰相反。在目前普遍使用CAD作为绘图工具的情形下，造价管理的两个基本工作中，工程量统计会用掉造价人员50-80%的时间，原因就是手工图纸或者CAD图纸没有存储电脑可以自动计算的项目构件或部件信息，需要人工根据图纸或CAD图形重新进行测量、计算和统计。BIM的目的是通过提供精确和完整的信息来改进行业的生产效率，BIM为所有项目参与方提供了一个大家都可以利用的工程项目公共信息数据库，各个参与方可以从项目BIM模型中得到构件和部件信息，完成一系列各自