BIM概述及应用_1.0

,BIM概述及应用,王帅超2017.12.26,第一章BIM概述,BIM概念BIM起源与发展BIM政策与政策广义BIM与狭义BIM,BIM技术特点哪些技术不属于BIM技术IFC标准BIM应用的相关软件,BIM概述,1.1BIM的概念,第一章,2017年7月1号实施的GB/T51212-2016建筑信息模型应用统一标准中对BIM术语定义如下：BIM（BuildingInformationModeling,BuildingInformationModel）建筑信息模型，指在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。,KesariPayneniBIM的关键力量BIM实施指南要点：BIM是在项目全生命周期内，使用富含信息的三维模型作为中心数据库，在项目利益干系人之间共同创建、检查和沟通协调项目信息的一个过程（Process）。,其实，除了以上两个关于BIM定义之外，在中国市政行业BIM实施指南（2015版）中，还提到了12个关于BIM的定义。,BIM概述,1.1BIM的概念,第一章,GB/T51212-2016建筑信息模型应用统一标准条文说明中，P18，“BIM”中“M”的含义在这里指出了三个，不仅仅是“Modeling”，还有“Model”和“Management”。,Buildinginformationmodel：,Buildinginformationmodeling：,Buildinginformationmanagement：,这三个概念项目独立又彼此关联。,建设工程及其设施的物理和功能特性的表达，可以作为该工程项目相关信息的共享知识资源，为项目全生命周期内的各种决策提供可靠的信息支持。,创建和利用工程项目数据在其全生命周期内进行设计、施工和运营的业务过程，允许所有项目相关方通过不同技术平台之间的数据互用在同一时间利用相同的信息。,使用模型内的信息支持工程项目全生命周期信息共享的业务流程的组织和控制，其效益包括集中和可视化沟通、更早进行多方案比较、可持续性分析、高效设计、多专业集成、施工现场控制、竣工资料记录等。,BIM概述,1.2BIM起源与发展,第一章,BIM思想的产生是在19741975年，是由查理斯伊斯曼（CharlesEastman）提出来的，但当时并不是叫BIM，而是BDS（BuildingDescriptionSystem，建筑描述系统）。,查理斯伊斯曼教授,20多年后出现的BIM技术证实了伊斯曼教授上述观点的预见性，他在这里已经明确提出了在未来的三四十年间建筑业发展需要解决的问题。他提出的BDS采用了数据库技术，其实就是BIM的雏形。,40多年来，查理斯伊斯曼教授一致孜孜不倦地从事BIM的研究，不愧为BIM的先驱人物，所以被人们称为“BIM之父”。,那么，“BIM”这个词汇到底是怎么产生的呢？2002年，Autodesk公司收购了Revit技术公司，在推广Revit的过程中，Autodesk公司首次提出建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）的概念。,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,2016年8月发布，明确了企业信息化发展主要任务，要深入研究BIM、物联网等技术的创新应用。28次提到BIM。,2017年3月发布，建立适合建筑信息模型（BIM）技术应用的装配式建筑工程管理模式，推进BIM技术在装配式建筑规划、勘察、设计、生产、施工、装修、运行维护全过程的集成应用。,2017年7月发布，推进建筑信息模型（BIM）在工程监理服务中的应用，不断提高工程监理信息化水平。,2017年8月发布，首次将BIM技术和工程造价相结合。,住建部政策,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,国家标准,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,协会标准,2017年6月，由中国工程建设标准化协会建筑信息模型专业委员会组织编制的13项协会标准通过审查，批准发布，自2017年10月1日起施行。标准名称及编号如下：1、规划和报建P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU1-20172、规划审批P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU2-20173、岩土工程勘察P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU3-20174、建筑基坑设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU4-20175、地基基础设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU5-20176、地基工程监理P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU6-20177、混凝土结构设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU7-20178、钢结构设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU8-20179、砌体结构设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU9-201710、给排水设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU10-201711、供暖通风与空气调节设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU11-201712、电气设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU12-201713、绿色建筑设计评价P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU13-2017,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,地方政策,从2011-2015建筑业信息化发展纲要发布以来，各地相继发布了BIM相关政策，尤其是关于推进建筑信息模型应用的指导意见发布以后，以上海为首的相关省市，先后发布BIM技术应用的指导意见、实施方案、应用意见及应用导则等等，鼓励在建设领域全行业应用BIM技术。,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,地方政策,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,地方政策,BIM概述,1.3BIM标准与政策,第一章,地方政策,政策文件要点：确定了2017年和2020年两个时间节点的目标，2017年政府投资的项目、大型复杂项目应用BIM技术，2020年，建设项目普遍应用BIM技术推进BIM技术全生命周期应用推进BIM技术集成应用基于BIM模型的数字审图及城建档案提交与管理保障措施：开展BIM技术应用试点、示范项目将BIM技术作为装配式建筑、绿色建筑、建筑产业化示范、海绵城市示范、地下综合管廊示范等工作的重要指标其他鼓励措施、财政资金支持,BIM概述,1.4广义BIM与狭义BIM,第一章,可以从两个维度来理解广义BIM与狭义BIM，一种维度是从BIM的运用周期，另一种维度是BIM的应用范围。那么，从BIM的运用周期来讲，在项目的某一个工序阶段应用BIM，这时的BIM是狭义的BIM；如果把BIM应用建设项目全生命周期，那就称为广义BIM。从BIM的应用范围来讲，包含三种类型的设施或建造项目（Facility/Built）：Building，即建筑物，如一般办公楼房、住宅建筑、公共建筑等；Structure，即构筑物，如水闸、水坝、厂房等；LinearStructure，即线性形态的基础设施，如道路、桥梁、铁道、隧道、管道等。当BIM应用于建筑物时，这时的BIM是狭义的BIM；如果把BIM应用于构筑物、线性形态的基础设施时，那就称为广义BIM。这也说明了BIM得到了越来越多其他专业的认同，BIM的应用领域越来越宽广。,BIM概述,1.5BIM技术特点,第一章,操作的可视化,信息的完备性,信息的协调性,信息的互用性,可视化是BIM技术最显而易见的特点。BIM技术的一切操作都是在可视化的环境下完成的，在可视化环境下进行建筑设计、碰撞检测、施工模拟、避灾路线分析一系列的操作。,协调性体现在两个方面：一是在数据之间创建实时的、一致性的关联，对数据库中数据的任何更改，都马上可以在其他关联的地方反映出来；二是在各构件实体之间实现关联显示、智能互动。,BIM是设施的物理和功能特性的数字表达，包含设施的所有信息，从BIM的这个定义就体现了信息的完备性。BIM模型包含了设施的全面信息，除了对设施进行3D几何信息和拓扑关系的描述，可包括完整的工程信息的描述。,实现互用性就是BIM模型中所有数据只需一次性采集或输入，就可以在整个设施的全生命周期中实现信息的共享、交换与流动，使BIM模型能够自动演化，避免了信息不一致的错误。在建设项目不同阶段免除对数据的重复输入，可以大大降低成本、节省时间、减少错误、提高效率。,BIM概述,1.6哪些技术不属于BIM技术,第一章,目前，BIM在工程软件界中是一个非常热门的概念，如多软件开发商都生成自己开发的软件是BIM技术。由于很多人对什么是BIM，什么是BIM技术存在模糊的认识，使不少软件的用户也就相信开发商的话，认为他们已经在使用BIM技术了。到底这些软件是不是使用了BIM技术呢？对BIM技术进行过非常深入研究的伊斯曼教授等在BIM手册中列举了以下4种建模技术不属于BIM技术：（1）只包含3D数据而没有（或很少）对象属性的模型（2）不支持行为的模型（3）由多个定义建筑物的2D的CAD参考文件组成的模型（4）在一个视图上更改尺寸而不会自动反映在其他视图上的模型目前确有一些号称应用BIM技术的软件使用了上述不属于BIM技术的建模技术，这些软件能支持某个阶段设计和分析的需要，但由于其本身的缺陷，可能会导致某些信息的丢失从而影响到信息的共享、交换和流动，难以支持在设施全生命周期中的应用。,BIM概述,1.7IFC标准,第一章,IFC标准是开放的建筑产品数据表达与交换的国际标准，其中IFC是IndustryFoundationClasses（工业基础类）的缩写。IFC标准由国际组织IAI（InternationalAllianceforInteroperability，国际互用联盟）制定并维护。该组织目前已改名为buildingSMARTInternational（bSI）。IFC标准可被应用在从勘察、设计、施工到运营的工程项目全生命周期中，迄今为止在每个项目阶段中都有支持IFC标准的应用软件。所有宣布支持IFC标准并已经通过bSI组织的认证程序的商业软件名单已经公布在该组织的官方网站（/）上。IFC自1997年1月发布IFC1.0版以来，它又分别在1998年7月发布IFC1.5.1版，在2000年7月发布IFC2x2版，在2006年2月发布IFC2x3版。2013年3月，bSI组织发布了最新的IFC4版。这里就针对IFC4版进行介绍。bSI组织正在努力使IFC4版成为ISO标准。与前4个主要版本的IFC标准相比，IFC4版在参数化设计方面强化了对NURBS（Non-UniformRationalB-Splines）曲线和曲面等复杂集合图形的支持，增加了IFC扩展流程模型、IFC扩展资源模型和陎模型。另外，MVD（ModelViewDefinition，模型视图定义）方法已经被正式确定为IFC标准的一部分，并使用mvdXML格式（基于XML的MVD描述格式）实现了计算机可读与在文档中人工可读的双重可读性。同时bSI组织还为其提供了IFC-DOC工具，用于自动生成相关文档。,BIM概述,1.8BIM相关的软件,第一章,在BIM的应用中，人们已经认识到，没有一种软件是可以覆盖建筑物全生命周期的BIM应用，必须根据不同的应用阶段采用不同的软件。现在很多软件都标榜自己是BIM软件。严格来说，只有在buildingSMARTInternational（bSI）获得IFC认证的软件才能称得上是BIM软件。这些软件一般具有本书在第一章介绍过的BIM技术特点，即操作的可视化、信息的完备性、信息的协调性、信息的互用性。有许多在BIM应用中的主流软件如Revit，MicroStation，ArchiCAD等都属于BIM软件这一类软件。还有一些软件，并没有通过bSI的IFC认证，也不完全具备以上的四项技术特点，但在BIM的应用过程中常常用到，它们和BIM应用有一定的相关性。这些软件，能够解决设施全生命周期中某一阶段、某个专业的问题，但它们运行后所得的数据不能输出为IFC的格式，无法与其进行今夕交换与共享。这些软件，只称得上是与BIM相关的软件而不是真正的BIM软件。,1）ArchiCAD2）BIMx3）Revit4）AutoCADCivil3D,5）Navisworks6）EcotectAnalysis7）Tekla8）BentleyArchitecture,9）MicroStation10）MagiCAD11）VICOOfficeSuite12）Fuzor,13）国内广联达、鲁班、鸿业、理正、斯维尔、天正,第二章BIM技术在设施全生命周期的应用,BIM在项目前期策划阶段的应用BIM在项目设计阶段的应用BIM在项目施工阶段的应用BIM在项目运营维护阶段的应用,BIM在设施全生命周期的应用,2.1BIM应用综述,第二章,2009年-2010年，美国宾夕法尼亚州立大学的计算机集成化施工研究组，对美国建筑市场上BIM技术的常见应用进行调查、研究、分析、归纳和分类，得出了BIM技术的25种常见的应用。,这25种应用跨越了设施全生命周期的四个阶段，即规划阶段（项目前期策划阶段）、设计阶段、施工阶段、运营阶段。,BIM技术在美国的25种常见的应用,BIM在设施全生命周期的应用,2.1BIM应用综述,第二章,BIM技术在我国国内的20种典型应用,我国也有类似的研究，该研究借鉴美国上述对BIM应用的分类框架，结合目前国内BIM技术的发展现状、市场对BIM应用的接受程度以及国内工程建设行业的特点，对中国建筑市场BIM的典型应用进行归纳和分类。得出了4个阶段共20种典型应用。,BIM在设施全生命周期的应用,2.2BIM在项目前期策划阶段的应用,第二章,工作空间功能规划（Programming）,为项目做三维的工作空间规划（SpatialPlanning&Programming），将使团队可以准确地定义、分析和保存重要的参数，如总建筑面积、空间分类和空间逻辑关系。,场地总规划（MasterPlanning）,分析和理解项目所在地及项目总体规划方面，将确保设计方向符合当地政府规范（Code）要求。在开发场地模型（SiteModel）时，加入周边的已有基础设施信息可以更好地完成此项工作。,空间体量推敲（MassingStudies）,在对项目的场地和位置都有了初步了解后，就可以开发三维空间体量模型来研究建筑的高度、层数和建筑形式。BIM允许团队可以对多种设计方案做实时的分析。,总概算和总工期（InitialBudget&Schedule）,利用上述空间体量模型生成的工程量，来开发高级的项目概算和大的规划计划，这样就可以作为一个很好的起始点。在项目后期使用不断完善起来的模型，就可以对预算和工期进行更好的监控和开发。,在规划阶段使用BIM，会把所有关键的总体规划因素带进一个整合的三维模型环境中。把所有规划信息在三维环境中进行整合，会给团队带来一个良好的开端，令团队充分了解项目且帮助团队自信开始设计工作。,BIM在设施全生命周期的应用,2.2BIM在项目前期策划阶段的应用,第二章,麦克利米曲线图,PD:Pre-design（设计前期）SD:Schematicdesign（方案设计）DD:Designdevelopment（扩初设计）CD:Constructiondocumentation（施工图）PR:Procurement（采购）CA:ConstructionAdministration（施工管理）OP:Operation（运营）,1Abilitytoimpactcostandfunctionalcapabilities影响成本和功能特性的能力2Costofdesignchanges设计变更的费用3Traditionaldesignprocess传统的设计过程4Preferreddesignprocess优选的设计过程,BIM在设施全生命周期的应用,2.3BIM在项目设计阶段的应用,第二章,1.概念设计,概念设计也是全生命周期内的一个最重要的阶段，它影响着其他所有阶段。BIM模型可以帮助团队去理解设计的各方面，如定向、光照路径和阴影、风向、空气流通循环等，这些可以大大提高所做决策的质量。,可视化,以三维模型的形式实现项目可视化并以此进行某些决策，能为设计者和业主带来巨大的收益。目前市场上已经开发出来的BIM工具，渲染功能很强大、用户界面友好，基于云技术的渲染工具还允许用户继续延伸工作，并大幅减少对用户电脑硬件的依赖。,设计协调/碰撞检测,在项目设计协调阶段使用BIM可以节省大量的时间和成本。一个巨大的优势在于能够使用碰撞检测工具来自动识别来自多方的碰撞冲突，并在实施施工开始前就予以解决。,施工文档和工程量清单,BIM模型是使用了代表真实建筑构件的软件元素进行开发的，如墙、门、窗等。这种模型技术为团队提供了准确工作并避免协调不当的能力，这相当于传统上同时利用数据清单（工程量）和图纸（平面图、立面图等）的做法。,使用BIM的主要原因之一就是能够做出高质量、有可持续性并且美观的设计。这是通过为团队提供丰富的可视化三维模型，以及对设计中可持续性因素进行分析能力而实现的。,BIM在设施全生命周期的应用,2.3BIM在项目设计阶段的应用,第二章,CAD工作流与BIM工作流对比示意图,以往应用2D绘图软件进行建筑设计，平、立、剖各种视图之间不协调的事情时有发生，即使花了大量人力物力对图纸进行审查仍然未能把不协调地问题全部改正。应用BIM技术后，通过协同设计和可视化分析就可以及时解决上述设计中的不协调问题，保证了施工的顺利进行。,应用BIM技术进行设计后，使建筑师能够把主要精力放在建筑设计的核心工作设计构思和相关的分析上。只要完成了设计构思，确定了BIM模型的最后构成，马上就可以根据模型生成各种施工图。由于BIM模型良好的协调性，因此在后期需要调整的工作量是很少的。,BIM在设施全生命周期的应用,2.4BIM在项目施工阶段的应用,第二章,施工计划/4D,继承了时间参数的BIM模型使团队可以模拟和分析项目的施工进度。能够在虚拟环境下把工程模拟一遍可以帮助团队调整进度来避免冲突，并能协助采购和计划人工。,造价/5D,准确估算材料和成本对项目的成功至关重要。通过把成本参数