建筑施工BIM实践与思考

建筑施施工BIM实践与与思考考金睿睿2017.4.24杭州1国家建建筑信信息模模型(BIM)产业技技术创创新战战略联联盟中国BIM发展联联盟2017第一届届中国国BIM经理高高峰论论坛浙江省省建筑筑业技技术创创新协协会建筑施工BIM应用现状建筑施工BIM应用的价值思考纲要2建筑施施工BIM应用现现状3一4施工阶阶段BIM应用流流程施工阶阶段BIM应用主主要形形式三维表现利用三维、材质、光影等方式，用图像、视频、动画等方式直观形象地展示模型相应信息。应用环节前期沟通、项目投标、施工方案、方案交底……应用特点展示为主，注重直观效果。模型精度根据应用点需求调整，粗可到层或区域，细可到材料。模型信息以几何信息为主。567施工阶阶段BIM应用主主要形形式专业深化与设计综合在设计模型或前期模型基础上，基于专业深化和制作、安装要求，进行细化设计，形成深化设计模型。将建筑、结构、给排水、暖通、电气、钢结构、幕墙等多专业模型进行综合和碰撞，找出优化点及专业间配合要求。应用环节设计、深化设计应用特点专业深化：以设计模型或前期模型为基础，关注选型规格、制作、安装方面的专业要求。设计综合：解决设计各专业间协同不够的通病。专业模型应为深化设计模型。模型涉及专业越多，综合优化、碰撞检查的价值越高。模型精度一般为构件级、材料级。模型信息主要为设计信息，包括几何尺寸、空间坐标、规格型号等。8钢筋工工程深深化设设计BIM深化设设计910地下一一层现现场实景地下一一层模模型展展示施工临临设深深化设设计1112水泵房房机电电土建建一体体深化化施工阶阶段BIM应用主主要形形式方案模拟优化针对施工方案关键点和关键流程，结合相关专业及周边环境进行模拟、比选、分析和优化，提高方案科学性、经济性和可行性。应用环节施工方案编制应用特点特别适用于复杂节点、复杂环境的建模和预演，效果直观，提高实施的可靠性。模型精度一般为构件级、材料级。模型信息主要为设计信息、方案措施信息（材料、设备、人员、资金等）。1314杭州铁铁路东东站地下3层，地地上3层。建建筑面面积32万m2。包含含站房房、地地铁盖盖挖逆逆作区区间、、出租租车下下穿通通道等等内容容。合合同造造价约约34亿元。。杭州火火车东东站站站房工工程现场区区块、、线路路关系系1617地铁相相关的的桩基基、土土方、、基础础、钢钢构施施工（（二维维流程程）18地铁相相关的的桩基基、土土方、、基础础、钢钢构施施工（（三维维流程程）20施工阶阶段BIM应用主主要形形式工程量统计在模型精度和设计深化基础上，对构件或材料根据输入信息分类进行工程量的提取与统计。应用环节设计、施工应用特点根据需求建模和提取，较为灵活。模型精度和设计深度决定工程量统计的效果。与三维算量现有技术、计价软件对接存在困难。多用于生产、方案。成本管理潜力巨大。模型精度一般应到材料级。模型信息包括设计信息、方案措施信息、定额指标信息等。21钢筋筋工工程程钢筋筋模模型型钢筋筋料料单单机电电安安装装23施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式进度管理在项目管理WBS基础上合理拆分BIM模型，进行相关的进度计划安排、资源调配及平衡、过程监视及调整、效果评估等管理活动。应用环节施工方案编制、生产管理应用特点体现WBS和施工部署。改变常规进度计划粗线条，日常管理作用不大的问题。如果能将现场实际与材料、资金需求计划串联起来，可以显著提升项目管理精细化水平。模型精度一般应至少到构件级。模型信息一般包括设计信息、时间参数等。2425施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式数字化加工在深化设计模型基础上，将相应构件、半成品加工信息提取并交付加工制作。应用环节构件、半成品加工制作应用特点可生成设备数据文件直接数控加工，大幅度提高工效。模型精度一般是材料级。模型信息应是经工艺深化后的设计信息。26钢筋筋数数字字化化加加工工施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式质量管理利用模型结构，将施工过程的材料进场、半成品加工、技术复核、隐蔽验收、分部分项验收、工程技术资料等环节质量信息进行统一管理，提高管理效率和质量。应用环节施工过程应用特点质量信息、工程资料查询直观，便于检查。管理上可追溯。IOT等手段还需进一步丰富。模型精度一般为构件级、材料级。模型信息包括设计信息、验收信息。285、实测实量结构构件3、技术复核4、隐蔽工程2、原材料1、结构信息303D激光光扫扫描描质质量量校校核核：：利用用当当今今最最先先进进的的3D激光光扫扫描描测测绘绘技技术术，，采采集集现现状状数数据据点点云云（（白白色色）），，通通过过专专业业软软件件逆逆向向出出现现状状模模型型（（绿绿色色）），，再再与与设设计计模模型型（（红红色色））进进行行差差异异对对比比，，进进行行现现场场施施工工质质量量精精细细化化校校核核、、管管理理（（施施工工比比对对误误差差可可控控在在±2mm以内内））。。施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式材料管理利用IOT技术和BIM技术，进行现场材料的有效管理应用环节施工过程应用特点以深化设计模型的工程量清单为基础，实现设计模型与现场材料的对接。与进度计划结合，提高了材料需求计划的准确性和有效性，甚至可延伸到资金需求计划。引入IOT技术，工程材料、部件实时监控。模型精度应到材料级。模型信息主要为设计信息。31提高高工工作作的的质质量量和和效效率率深化化设设计计模模型型输输出出料料单单根据据实实际际进进度度合合理理安安排排供供料料时时间间和和数数量量，，资资金金利利用用率率最最大大化化，，进进行行资资源源、、资资金金的的动动态态管管控控。。净高高检检查查硬碰碰撞撞检检查查空间间检检查查规范范检检查查一键键检检查查一键键返返回回建建模模软软件件提高高数数倍倍工工作作效效率率导航航式式操操作作5分钟钟上上手手提高高工工作作的的质质量量和和效效率率幕墙墙横横梁梁料料单单34设计计阶阶段段产产生生编编码码加工工阶阶段段标标签签粘粘贴贴与与扫扫描描根据据加加工工信信息息建建立立数数据据库库手持持PDA状态态更更新新材料料进进场场状状态态录录入入业主主验验收收幕墙墙安安装装状状态态录录入入施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式安全管理利用IOT、VR、AR技术和BIM技术，提高安全管理的有效性。应用环节施工过程应用特点提高安全设施模型的标准化、体验感。现场安全设施的策划布置。模型精度可到材料级。模型信息主要包括设计信息、设施及材料信息等。3536施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式实时监管利用IOT技术，以现场模型为载体，对现场结构状态、人员、材料、设备、安全等进行实时监管。应用环节场地管理，现场作业应用特点监管状况实时动态，智能管理的探索。模型精度可为构件级、材料级。模型信息主要包括设计信息、方案措施信息、场地信息、进度信息等。3738五、、施施工工进进度度施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式施工测量以BIM模型为基础，结合GPS、GIS技术，提高测量放样的效率和准确性。应用环节地形测量、工程测量应用特点通过GPS、地形扫描等技术，可快速形成地形模型，对前期设计、土方平衡等效率高。减少人工作业环节，测量放样速度快，失误少。模型精度一般为构件级。模型信息主要为几何尺寸、坐标。40应用用GPS测绘绘技技术术，，现现场场采采集集地地形形标标高高数数据据，，通通过过revit软件件生生成成实实际际地地形形，，为为后后期期辅辅助助设设计计、、进进行行现现场场施施工工管管理理提提供供便便利利。。41GPS外业业数数据据测测量量GPS内业业数数据据处处理理场地地模模型型，，延延伸伸应应用用测量量机机器器人人直接接到到工工地地使使用用三三维维数数据据准确确的的三三维维模模型型施工工阶阶段段BIM应用用主主要要形形式式逆向建模通过三维扫描形成的点云，反向创建符合工程实体的数字模型。应用环节深化设计、方案模拟优化应用特点最大限度贴近工程实体，解决现场实体与电脑模型精确对应的问题，符合当前工程实际。模型精度一般为构件级。模型信息主要为几何尺寸、空间坐标。44对选选定定的的部部位位进进行行完完整整的的空空间间点点云云数数据据采采集集，，快快速速构构建建三三维维可可视视化化模模型型。。通通过过与与BIM模型型对对比比，，在在模模型型中中显显示示实实体体偏偏差差，，输输出出实实测测实实量量数数据据，，保保证证数数据据的的真真实实客客观观。。对对于于空空间间狭狭小小或或楼楼层层超超高高的的部部位位有有效效提提提提高高实实测测实实量量的的工工作作效效率率和和精精度度。。三维维扫扫描描亚厦厦总总部部机机电电三维维激激光光扫扫描描：：三三维维激激光光扫扫描描通通过过连连续续的的发发射射激激光光，，将将空空间间信信息息以以点点云云（（PointCloud）以以及及影影像像的的形形式式记记录录下下来来，，再再通通过过后后期期处处理理获获取取到到的的点点云云及及影影像像数数据据，，三三维维可可视视化化模模型型，，生生成成正正射射影影像像。。三维维激激光光扫扫描描仪仪样板板区区逆逆向向点点云云模模型型47样板板区区扫扫描描展展示示这张张图图展展示示的的是是模模型型测测量量过过程程中中，，现现场场实实际际成成果果与与模模型型之之间间的的比比对对偏偏差差值值。。扫扫描描结结果果中中颜颜色色越越接接近近红红色色或或蓝蓝色色代代表表模模型型偏偏差差越越大大，，扫扫描描结结果果越越接接近近绿绿色色代代表表偏偏差差越越小小。。数数字字代代表表的的偏偏差差值值的的数数值值，，偏偏差差单单位位为为MM。BIM应用用的的价价值值思思考考49二BIM价值值认认识识的的误误区区50好看建了模不知道除了好看还能干什么只是为了看看效果费劲常规做法也行，更轻松BIM只是为了业主创造价值被动跟随复杂的有用，简单的没有用问题的的提出出51BIM在实践中真正的价值是什么施工阶段特点分析BIM的宏观价值BIM的微观价值52策划规划勘察设计施工安装运营维护改造重建建筑全全生命命期53工程实体的动态实现过程大量实体的移动、融合、组合、拼装实体材料的形态多样（固、液、气），并且在工程实体的形成过程中还存在转化。人员、机械、材料在特定时空上的高强度集中投入由于操作地点不固定，人员素质、技能不均衡，环境条件各不相同，人的行为和物的状态需要重点关注。工程实体的实现工艺与设备存在一定的选择余地。54全生命命周期期中施施工阶阶段的的特点点施工阶阶段BIM应用与与其他他阶段不不同BIM价值ISO标准NBIMS-USSingaporeBIMGuideBIM国标建设部文件55主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述56ISO国际标准ISO29481-1Buildinginformationmodelling—Informationdeliverymanual—Part1:Methodologyandformat2.2建筑信息模型（BIM）：建筑信息模型为建设各参与方共享建设工程（包括建筑物、桥梁、道路等）各构件的物理和功能属性的数据化信息，以便为领导层提供可靠的决策依据。ISO/TS12911Frameworkforbuildinformationmodelling(BIM)guidance3.1建筑信息模型、建筑（工程）信息模型、BIM：是任意建筑对象的物理和功能特性可共享的数字化表达。建筑对象包括建筑物、桥梁、道路、工厂等。主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述NationalBuildingInformationModelingStandard-UnitedStatesVersion2,NBIMS-USABuildingInformationModel(BIM)isadigitalrepresentationofphysicalandfunctionalcharacteristicsofafacility.Assuchitservesasasharedknowledgeresourceforinformationaboutafacilityformingareliablebasisfordecisionsduringitslife-cyclefrominceptiononward.AbasicpremiseofBIMiscollaborationbydifferentstakeholdersatdifferentphasesofthelifecycleofafacilitytoinsert,extract,updateormodifyinformationintheBIMprocesstosupportandreflecttherolesofthatstakeholder.TheBIMisashareddigitalrepresentationfoundedonopenstandardsforinteroperability.BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。57主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述58SingaporeBIMGuideVer1.02012.5BIM--BuildingInformationModelling.Acollectionofdefinedmodeluses,workflows,andmodellingmethodsusedtoachievespecific,repeatable,andreliableinformationresultsfromthe“Model”(Seedefinitionof“Model”).Modellingmethodsaffectthequalityoftheinformationgeneratedfromthemodel.WhenandwhyamodelisusedandsharedimpactstheeffectiveandefficientuseofBIMfordesiredprojectoutcomesanddecisionsupport.BIM——建筑信息模型，包括模型使用、工作流和模型方法，用于从“模型”中获取具体的、可重复的和稳定的信息结果。模型方法影响模型生成的信息的质量。在获取需要的项目结果和决策支持中，什么时候与为什么使用和共享模型会影响BIM使用的效率和有效性。Model--Inthisguide,the“Model”shallrefertoamodelproducedthroughBIM.(Seedefinitionof“BIM”)Itisanobject-baseddigitalrepresentationofthephysicalandfunctionalcharacteristicsofafacility.Assuchitservesasasharedknowledgeresourceforinformationaboutafacilityformingareliablebasisfordecisionsduringitslifecyclefrominceptiononward.模型：是指BIM过程中生成的模型。是对设施的物理和功能特性的基于对象的数字化表达。它是设施的共享信息资源，在设施建造后的整个生命周期内为决策提供稳定的基础。AbasicpremiseofBuildingInformationModelling(BIM)iscollaborationbydifferentprojectmembersatdifferentstagesofthelifecycleofafacilitytoinsert,extract,updateormodifyinformationintheBIMprocesstosupportandreflecttherolesofeachprojectmember.建筑信息模型的基本假设是：不同项目成员在建筑生命周期内不同阶段可以相互协作，插入、提取、更新BIM过程中的信息，支持和反映各项目成员的角色。主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述59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BIM是在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。BIM能够应用于工程项目规划、勘察、设计、施工、运营维护等各阶段，实现建筑全生命期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，为产业链贯通、工业化建造和繁荣建筑创作提供技术保障；支持对工程环境、能耗、经济、质量、安全等方面的分析、检查和模拟，为项目全过程的方案优化和科学决策提供依据；支持各专业协同工作、项目的虚拟建造和精细化管理，为建筑业的提质增效、节能环保创造条件。主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述60国标《建筑工程信息模型应用统一标准》1.0.1条文说明1.0.1条文说明……工程建设信息化可有效提高建设过程的效率和建设工程的质量。尽管我国各类工程项目的规划、勘察、设计、施工、运维等阶段及其中的各专业、各环节的技术和管理工作任务都已普遍应用计算机软件，但完成不同工作任务可能需要用到不同的软件，而不同软件之间的信息不能有效交换，以及交换不及时、不准确的问题普遍存在。建筑信息模型技术（后文简称BIM技术）支持不同软件之间进行数据交换，实现协同工作、信息共享，并为工程各参与方提供各种决策基础数据。BIM技术的应用有助于实现我国工程建设信息化。BIM技术的应用，一方面是贯彻执行国家技术经济政策，推进工程建设信息化，另一方面可以提高工程建设企业的生产效率和经济效益。为有效发挥标准的引导和约束作用，本标准对建筑信息模型应用提出了统一的基本要求。主流BIM定义中中对于于BIM价值的的描述述国标《建筑工程施工信息模型应用标准》（征求意见稿）2.0.1建筑信息模型buildinginformationmodel/buildinginformationmodeling（BIM）这个术语有两层含义：1.建设工程及其施物理和功能特性的数字化表达，在全生命期内提供共享的信息资源，并为各种决策提供基础信息，简称模型；2.建筑信息模型的创建、使用和管理过程，简称模型应用。2.0.4施工信息模型buildinginformationmodelinconstruction在施工阶段应用的建筑信息模型，是深化设计模型、施工过程模型、竣工模型等的统称，简称施工模型。61影响范围全生命期各方主体各个岗位过程手段有序存储信息互用协同工作价值目标决策支持62BIM价值@标准定定义——宏观、、行业业视角角总体、、笼统统、未未量化化BIM价值@工程实实践63对于微观个体来说BIM在实践中真正的价值是什么64施工阶阶段BIM应用流流程纷繁复复杂，，不清清晰65集团工工程项项目BIM应用流流程纷繁复复杂，，不清清晰岗位角度个人项目角度团队企业角度参与方工程实实践中中BIM的价值值——微观、、个体体视角角66岗位角度提高工作质量提高工作效率项目角度项目精细化管理企业角度核心技术能力提升大集团集控管理市场竞争力与品牌BIM价值@工程实实践67岗位角度提高工作质量提高工作效率BIM价值@工程实实践68减少错漏碰缺及过程设计变更提高深化设计的质量和效率提高数据精确度和速度……杭政储储出【2011】68号商业业金融融用房房工程程69杭政储储出【2011】68号商业业金融融用房房工程程70减少错错漏碰碰缺及及过程程设计计变更更发现碰碰撞点点356处，核核对分分析，，已完完成45处的调调整与与修改改。提高施施工质质量一一次成成优的的效率率，减减少返返工。。累计节节约施施工成成本和和减少少返工工损失失208400元。71指导现现场施施工通过应应用BIM技术，，以三三维展展示这这种形形式，，让项项目员员工可可以准准确理理解设设计意意图甚甚至每每一个个复杂杂构件件，通通过Navisworks与project软件虚虚拟施施工及及漫游游，对对施工工方案案比选选、模模拟工工程进进度，，安排排施工工顺序序，便便于管管理人人员组组织现现场施施工。。通过过在复复杂部部位应应用Revit软件建建立三三维空空间模模型，，直接接向班班组进进行施施工交交底和和作业业指导导，效效果更更加直直观、、方便便。提提高项项目部部的管管理以以及班班组的的施工工效率率，本本工程程仅历历时10个月即即完成成了近近18万平米米的主主体结结构施施工任任务，，有效效节约约了施施工工工期。。84#地块EPC项目72提高工工作的的质量量和效效率73结构模模型提高工工作的的质量量和效效率74构件混混凝土土量清清单提高工工作的的质量量和效效率75混凝土土量与与实际际对比比模型算算量与与实际际偏差差0.3%，手工工算量量与实实际偏偏差1.8%提高工工作的的质量量和效效率76钢筋模模型提高工工作的的质量量和效效率77钢筋料料单提高工工作的的质量量和效效率78土方量量清单单山地地地形，，手工工计算算土石石方开开挖量量较为为困难难，通通过BIM模型准准确计计算出出土石石方开开挖总总量，，同时时可以以做到到将土土方石石方区区分计计算、、±0.00分界线线分层层计算算，为为土石石方量量统计计提供供方便便。世合小小镇79提高工工作的的质量量和效效率80混凝土土量与与实际际对比比软件生生成混混凝土土工程程量合计2048.5m³基础接桩30m³垫层127m³底板627m³地下室400m³一层柱顶板梁225m³二层213m³三层175m³屋顶120.49m³总计：1917.49预算员员手算算混凝土土工程程量1917.49m3混凝土土实际浇浇捣量2113m³中福广广场幕幕墙工工程建立各各种族族文件件建立标标准体体系节点的的深化化构件放放置模型生生成提高工工作的的质量量和效效率模型创创建结构、、预埋埋件钢骨架架立柱横梁防火岩棉硅硅酸钙板玻璃及转接接件提高工作的的质量和效效率模型创建格栅、百叶叶窗扣盖压座铝单板玻璃预埋件件优化定位位提高工作的的质量和效效率深化设计此转接件在在A1#楼共11915根，长15625ｍ，重约3.4吨。。提高工作的的质量和效效率深化设计玻璃转接件件优化在主楼阳角角原设计为为平面变弧弧面的玻璃璃幕墙，需需要特殊定定制。模型型建立后在在不影响整整体效果的的前提下更更改为普通通弧形玻璃璃。此处若将玻玻璃改为普普通弧形玻玻璃，则玻玻璃到结构构圈梁之间间空间只有有106mm,无法法安装立柱柱。问题反反馈后，结结构对设计计进行了更更改。此种玻璃在在Ａ１＃楼楼共计约560㎡，，平面转弧弧面的玻璃璃比单曲面面弧形玻璃璃每平方多多100元左右。提高工作的的质量和效效率深化设计平转弧玻璃璃优化CAD设计图模型相撞修改后模型型雨棚横向铝铝方管撞主主楼竖向立立柱提高工作的的质量和效效率碰撞检查专业内碰撞撞检查净高检查硬碰撞检查查空间检查规范检查2F与3F明框幕墙和和隐框幕墙墙交接处，结构上三层层楼板在此此处降板。。降板导致致的预埋件件高度下降降，使得3F明框幕墙的的立柱必须须加长。原设计CAD图深化后模型型提高工作的的质量和效效率碰撞检查专业间碰撞撞检查净高检查问题点：格格栅处结构构圈梁现场场施工与原原结构设计计不符，造造成原设计计幕墙无法法安装。解决方案：：将此处整整竖列的玻玻璃尺寸加加大，格栅栅尺寸减小小。提高工作的的质量和效效率碰撞检查专业间碰撞撞检查净高检查提高工作的的质量和效效率工程量统计计由于模型建建立的精度度比较高按按构件分类类建模精确确定位组合合，到达LOD400+，在误差合合理范围内内，利用模模型与明细细表的紧密密关联性，，进行工程程量的统计计。净高检查智能审图硬碰撞检查查空间检查规范检查立柱料单一键检查三维模型直直观沟通提高数倍工工作效率导航式操作作5分钟上手提高工作的的质量和效