BIM技术的发展与应用三篇Word格式文档下载.docx
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BIM一般具有以下特征。
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。
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。
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，避免了信息不一致的错误。
二、BIM
的价值
具体而言，BIM的应用具有以下价值。
1、解决当前建筑领域信息化的瓶颈问题
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。
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。
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。
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的工程设计
实现三维设计。
能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新；
设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系，当某个对象发生变化时，与之关联的对象随之变化。
实现不同专业设计之间的信息共享。
各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。
实现各专业之间的协同设计。
某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会随之更新。
实现虚拟设计和智能设计。
实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。
3、基于BIM的施工及管理
实现集成项目交付IPD（IntegratedProjectDelivery）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。
实现动态、集成和可视化的4D施工管理。
将建筑物及施工现场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及施工过程的可视化模拟。
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。
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、施工过程模拟及施工方案优化等。
4、基于BIM的建筑运营维护管理
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。
基于BIM进行运营阶段的能耗分析和节能控制。
结合运营阶段的环境影响和灾害破坏，针对结构损伤、材料劣化及灾害破坏，进行建筑结构安全性、耐久性分析与预测。
三、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；
新加坡南洋理工大学提出了一个基于IFC的网络工作平台，采用网络及XML技术进行信息交换，支持建筑设计到结构分析的模型转换；
英国索尔福德大学提出的基于IFC信息模型的4D计划管理工具，实现了施工计划模拟、概预算以及施工项目假设分析。
笔者及XX大学研究组于20XX年研发的4D施工管理扩展模型，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，20XX年开发了基于IFC和BIM的4D建筑施工管理系统和物业智能管理系统。
随着对信息建模研究的不断深入，一些著名软件开发商也提出了名称各异的信息模型概念。
匈牙利Graphisoft公司提出虚拟建筑（VirtualBuilding,VB）的概念，并应用于建筑设计软件ArchiCAD中；
美国Bentley公司基于全信息建筑模型（SingleBuildingModel，SBM），推
1、基于IFC的BIM基本架构基于IFC的BIM基本架构是一个包括数据层、模型层、应用层的网络结构体系，其基本思路是随着工程项目的进展和需要分阶段创建BIM，即从项目规划到设计、施工、运营不同阶段，针对不同的应用建立相应的子信息模型。
各子信息模型能够自动演化，可以通过对上一阶段模型进行数据提取、扩展和集成，形成本阶段信息模型，也可针对某一应用集成模型数据，生成应用子信息模型，随着工程进展最终形成面向建筑生命期的完整信息模型。
2、面向设计与施工的BIM建模系统引入建筑业国际标准IFC,将建筑3D模型与设计、施工及管理信息集成一体，实现了3D模型参数化创建与显示，建筑构件和体量、材料、进度、成本、质量、安全等信息关联、查看、编辑和扩展，模型的IFC格式导入与导出等功能。
本系统适用于各种建筑设计与施工阶段的BIM建模与编辑，为BIM创建提供了工具。
2、面向设计与施工的BIM建模系统引入建筑业国际标准IFC，，将建筑3D模型与设计、施工及管理信息集成一体，实现了3D模型参数化创建与显示，建筑构件和体量、材料、进度、成本、质量、安全等信息关联、查看、编辑和扩展，模型的IFC格式导入与导出等功能。
3、基于IFC的BIM数据集成与管理平台
可基于BIM工程数据库进行信息存储、管理和高效的访问，并基于子信息模型技术实现建设过程中BIM数据积累、管理和共享。
平台提供了BIM数据存储、维护、管理以及三维几何模型和材料、进度等工程信息的浏览与查询功能，实现多用户的权限控制和并发访问。
该平台为基于BIM的AEC/FM系统提供底层数据支持，是面向建筑生命期工程信息管理的平台支撑。
4.建筑施工IFC数据描述标准结合我国建筑施工信息管理的特点和相关国家及行业标准，在IFC标准研究的基础上，编制了建筑施工IFC数据描述标准。
标准基于IFC原有架构，应用IFC实体扩展和属性集扩展机制，针对建筑施工的成本管理、进度管理、质量管理、安全管理及绿色施工的五个方面进行了IFC实体和属性集扩展，共扩展IFC实体91个、IFC属性集126条，形成了构建建筑施工信息模型的IFC数据描述和体系结构。
为实现工程设计、施工与运营维护的信息共享和交流，开发新一代建筑施工管理系统提供了数据标准，填补了建筑施工统一数据描述标准的空白。
5、基于BIM技术的建筑施工优化控制和管理系统
该系统研究基于IFC标准定义了施工管理领域涉及的人力、机械、材料等资源信息模型，通过建立将资源信息模型与施工计划、成本和施工场地信息模型进行关联的信息集成机制，构建基于IFC的施工优化信息模型。
综合应用离散事件模拟、蒙特卡罗随机模拟和粒群优化算法的理论和方法，分析施工资源与施工工期之间的动态关系以及不与施工工期之间的动态关系以及不确定性事件对工程工期的影响，实现了合理工期条件下的施工资源和场地的优化，以及在一定资源和场地条件下对施工工序进行优化，并将4D施工管理系统（4D-GCPSU））与基于离散事件模拟的施工优化系统（SDESA））进行集成，实现4D施工过程优化以及施工操作的可视化模拟。
该系统在北京奥运会国家体育场、广州珠江新城西塔等多个大型工程示范应用，有效的辅助设计施工人员进行施工进度安排与优化，场地布置和施工操作优化，明显提高了关键工序的施工效率和精度，提高了信息化管理水平。
6、基于BIM的建筑工程4D施工管理及安全分析系统该系统研究发展4D模型理论，综合应用BIM技术，建立4D施工信息模型，实现了施工进度、资源、成本、场地的4D集成化动态管理和4D可视化模拟。
该系统引入IFC标准，开发IFC文件解析器和IFC数据转换接口，建立建筑施工安全管理和结构分析的IFC数据描述，实现设计与施工信息的交流与共享。
通过直接获取结构设计信息，自动生成4D施工安全信息模型，实现了施工过程时变结构和支撑体系的安全分析，进度、资源、成本的冲突分析和预测，以及相应的预警机制和决策支持。
通过建立施工场地设施时变空间模型，实现了施工设施与设施、设施与建筑构件在施工过程中的动态碰撞检测。
该系统在北京奥运会国家体育场、青岛海湾大桥、广州珠江新城西塔、上海金融交易广场等多个大型工程示范应用，提高了施工效率，保障施工过程结构安全，减少了施工冲突，提高了信息化管理水平，取得显著成效。
四、BIM
的应用
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，具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
目前，BIM的应用在欧美发达国家正在迅速推进，如美国已推出国家BIM标准，规定房屋建筑设计必须应用BIM技术，推行集成项目交付IPD管理模式。
同时该行业的大力推进，使得BIM工程师、BIM经理、BIM咨询公司等新型职业和商机应运而生。
与欧美发达国家相比，我国BIM应用起步并不晚，但由于建筑企业和项目管理模式及水平的限制，致使其推广应用更为艰难。
不过，国家的重视及行业发展的需求，将极大促进BIM更深层次的研究和广泛的推广应用。
目前，我国BIM应用的主要推力表现在以下三方面。
1、国家支持的BIM研究成果应用
我国BIM技术的基础性研究得到国家的大力支持，并取得了卓有成效的研究成果。
如笔者完成的国家“十五”科技攻关计划课题研究成果“基于IFC的建筑工程4D施工管理系统”，成功应用于国家体育场、青岛海湾大桥、广州西塔等多个大型、复杂工程，专家评价属国内首创，填补了国内空白，达到国际先进水平，荣获20XX年“华夏建设科学技术一等奖”。
XX大学和中国建筑科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑项目课题“建筑设计与施工一体化信息共享技术研究”，着重BIM的基础性研究，已经完成了基于IFC的BIM体系架构建立，开发了面向设计与施工的BIM建模系统、BIM数据集成管理平台及BIM数据库。
XX大学承担的另一国家
“十一五”科技支撑项目课题“基于BIM技术的下一代建筑工程应用软件研究”，侧重于BIM应用软件的研究，即将推出基于BIM技术的建筑设计、建筑成本预测、建筑节能设计、建筑施工优化、建筑工程安全分析以及建筑工程耐久性评估等一系列应用软件。
这些软件正在实际工程中示范应用，其进一步推广将大力推进BIM的应用进程。
2、行业BIM标准的制定
IFC（IndustryFoundationClasses）是BIM的数据表达与交换的标准。
“十五”期间，我国建筑业已经开始推广应用IFC标准工作。
20XX年推出行业标准《建筑对象数字化定义》，《工业基础类平台规范》也即将出版。
XX大学承担的
“十一五”科技支撑项目成果“建筑施工IFC数据描述标准”已经完成，中国BIM标准也正在编制中，这些相关标准的制定是BIM应用的基础和保障。
3、建筑业信息化应用的实际需求
目前，我国正在进行着世界最大规模的基本建设，工程项目规模日益扩大，结构形式愈加复杂，尤其是超大型工程项目层出不穷，使企业和项目都面临着巨大的投资风险、技术风险和管理风险。
然而，当前的管理模式和信息化手段都无法适应现代化建设的需要。
应用BIM技术，从根本上解决建筑生命期各阶段和各专业系统间信息断层问题，从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果，已成为建设企业的迫切需求。
国家体育场、青岛海湾大桥、广州西塔等工程项目成功实现4D施工动态集成管理，并获20XX年、20XX年华夏建设科学技术一等奖。
上海中心项目工程总承包招标，明确要求应用BIM技术。
上海金融交易广场和广联达信息大厦项目都已规划面向建筑生命期的BIM应用整体方案，并在方案设计阶段就引入了BIM技术。
这些大型工程项目对BIM的应用与推广，引起了设计、施工企业的关注，势必对我国建筑业BIM技术的广泛应用起到重要示范作用。
篇二：
BIM的应用与发展
BIM的应用与发展
一、定义
根据北京市地方标准《民用建筑信息模型设计标准》，建筑信息模型（简称BIM）是创建并利用数字化模型对建设工程项目的设计、建造和运营全过程进行管理和优化的过程、方法和技术。
二、相关术语1.BIM模型
基于建筑信息模型所产生的数字化建筑模型。
BIM模型的信息由几何信息和非几何信息两部分组成。
2.几何信息（简写为GI）
建筑模型内部和外部空间结构的几何表示。
3.非几何信息（简写为NGI）
除几何信息之外的所有信息的集合。
4.建模软件
用于创建BIM模型的软件，应具备三维数字化建模、非几何信息录入、多专业协同设计、二维图纸生成等基本功能。
5.交付物
在建筑设计工作中，应用BIM并按照一定设计流程所产生的设计交付成果，包括建筑、结构、机电等多种BIM模型和与之对应的图纸、信息表格，以及综合协调、模拟分析、可视化等成果文件。
三、BIM的特点----可视化，协调性，模拟性，优化性，可出图性1.可视化：
对于建筑行业来说，可视化的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。
对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是近几年建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就有点不太现实了。
所以BIM提供了可视化的思路，让人们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；
建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
2.协调性：
这个方面是建筑业中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。
一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。
那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗？
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，例如暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据提供出来。
当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：
电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。
3.模拟性：
模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。
在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：
节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；
在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的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。
同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；
后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
4.优化性：
事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化。
优化受三样东西的制约：
信息、复杂程度和时间。
没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。
复杂程度高到一定程度，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。
现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
基于BIM的优化可以做下面的工作：
（1）项目方案优化：
把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；
这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上，而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。
（2）特殊项目的设计优化：
例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
5.可出图性：
BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。
而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸：
（l）综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；
（2）综合结构留洞图（预埋套管图）；
（3）碰撞检查侦错报告和建议改进方案。
四、BIM的发展前景
对于BIM在未来将有以下几种发展趋势：
第一，以移动技术来获取数据。
随着互联网和移动智能终端的普及，人们现在可以在任何地点和任何时间来获取信息。
而在建筑设计领域，将会看到很多承包商，为自己的工作人员都配备这些移动设备，在工作现场就可以进行设计。
第二，数据的暴露。
现在可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方，针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。
然后，再加上供热信息、通风信息、供水信息和其他的控制信息。
这些信息汇总之后，设计师就可以对建筑的现状有一个全面充分的了解。
第三，未来还有一个最为重要的概念--云端技术，即无限计算。
不管是能耗，还是结构分析，针对一些信息的处理和分析都需要利用云计算强大的计算能力。
甚至，我们渲染和分析过程可以达到实时的计算，帮助设计师尽快地在不同的设计和解决方案之间进行比较。
第四，数字化现实捕捉。
这种技术，通过一种激光的扫描，可以对于桥梁、道路、铁路等等进行扫描，以获得早期的数据。
我们也看到，现在不断有新的算法，把激光所产生的点集中成平面或者表面，然后放在一个建模的环境当中。
因此，我们可以利用这样的技术为客户建立可视化的效果。
未来设计师可以在一个3D空间中使用这种进入式的方式来进行工作，直观地展示产品开发的未来。
第五，协作式项目交付。
BIM是一个工作流程，而且是基于改变设计方式的一种技术，而且改变了整个项目执行施工的方法，它是一种设计师、承包商和业主之间合作的过程，每个人都有自己非常有价值的观点和想法。
所以，如果能够通过分享BIM让这些人都参与其中，在这个项目的全生命周期都参与其中，那么，BIM将能够实现它最大的价值。
刚开始接触BIM的建筑师，初步认为BIM是用三维模型来实现从方案到施工图的整合过程，甚至可以统计数据、编写投资预算、施工组织计划、虚拟现实施工、做效果图，出动画。
其实这些，只不过是BIM的基本用途。
有人说，BIM工作起来效率低，工作量大，也有稍微熟悉BIM的人说，BIM可以提高建筑师30%的效率，其实，BIM的效能远远不仅如此。
强大的BIM运作系统，能节省的工作时间效率，是和传统的工作方式效应不可比拟的，如果一个国外运作比较好的BIM系统建筑师，做一个大型项目，其工作效率可能是一个中国企业建筑师的100倍。
除了，完成方案、施工图、效果图、动画、虚拟现实这些基本产品以外，一个出色的BIM系统，可以把建筑法规编制在BIM系统里，可以将成千上万建筑师的知识与经验不断整合在系统中，让普通建筑师能够工作同时享受成千上万建筑师知识的指导校核过程，提前校核与自动校核更是能解决建筑工程中的纠错问题。
即使再有经验的建筑师、总工，都无法真正做到一丝不漏的境界，甚至会出现错误倾向。
一个工程，一但出现问题，其后来的各方面损失，都是不可估量的，悲惨的。
只有将数千个总工程师的审核经验编制在审核系统里，才能够将这种损失，减少至微乎其微。
五、北京市目前BIM应用的情况
2014年北京市工程建设BIM应用成果大赛一等奖4项
1.成果名称：
BIM在产业化住宅中的全生命周期应用企业名称：
中建一局集团建设发展有限公司
2.成果名称：
北京六建集团有限责任公司BIM技术的普及与应用企业名称：
北京六建集团有限责任公司
3.成果名称：
北京天桥演艺园区公
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