BIM简介与工程应用 46页

BIM 简介与工程应用 一、 BIM 的概念 1.1 BIM 兴起的背景 客户想要的 建筑师理解的 有关人士批准的 施工企业建造的 来回争论以后的 客户最终得到的 客户实际支付的 项目文件描述的 建筑业繁荣的背后：粗放、缺乏创新 1.1 BIM 兴起的背景 工程建设 浪费达到 57% ； 制造业 投入浪费为 26% ，两者相差 31% 2008 年美国设计和施工行业规模 1.288 万亿美元（全球 4.8 万亿美元） 美国建筑业如果做到和制造业同样水平，每年可以节约 4000 亿 美元 这个数字不包括运营和维护阶段 资料来源：美国建筑科学研究院， 《 美国国家 BIM 标准 》 第 1 页、第 150 页， 《buildingSMART 联盟 2009-2013 战略规划 》 第 1 页 美国以 BIM 为核心的建筑业信息化工作目标 ： 到 2020 年每年节约 2000 亿美元。 1.1 BIM 兴起的背景 业主变更反复 项目设计、施工周期短 设计考虑不周全 设计图纸质量差、错误多 施工工序考虑不周 加工、安装精度不够，导致返工 信息交互不及时、不准确 …… 其它 1.1 BIM 兴起的背景 深圳大学学报理工版， 2006 年 10 月 1.1 BIM 兴起的背景 部分调查结果： 近 八成 受访者碰到由于设计图纸问题而引起的项目或投资损失，其中 半数 受访者认为损失超过建造投资 1% ， 14% 的受访者认为损失超过 5% 。 认为项目后期参与方（施工、预制加工、供应商、运营商等）应该在项目设计的早期介入，要求对物业性能进行更深入更科学的研究，以及认为 BIM 能够支持业主和开发商了解和参与项目设计方案论证的受访者都超过 八成 。 三分之一 受访者认为引入 BIM 服务对设计进行审核对项目总体资效益有帮助。 约 半数 受访者碰到过改正成本超过 100 万 元人民币的图纸变更问题。 八成 以上的受访者认为基于三维模型的 4D 模拟、综合管线图、结构预留孔洞图等可以有效控制项目风险。 调研起止时间 ： 2009 年 12 月 -2010 年 6 月 调研方式 ：面对面访谈 调研客户 ： 65 家 1.1 BIM 兴起的背景 施工 业主 采购 投资管理 监理 设计 BIM 从 项目全生命周期角度出发，通过构建三维数字化信息模型，打破设计、建造、施工和运营之间的传统隔阂，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。从而支持项目的最高决策者对项目进行合理的协调、规划、控制。 1.1 BIM 兴起的背景 英国机场管理局利用 BIM 削减希思罗 5 号航站楼 百分之十 的建造费用。 斯坦福大学整合设施工程中心根据 32 个采用 BIM 的项目总结了使用建筑信息模型的以下优势： 消除 40% 预算外更改 造价估算控制在 3% 精确度范围内 造价估算耗费的时间缩短 80% 通过发现和解决冲突，将合同价格降低 10% 项目时限缩短 7% ，及早实现投资回报 美国军部在 2006 年表示，通过 BIM 在以下的范畴里能节省成本 更好地协调设计 - 节省 5 ％ 成本 改善用户对项目的了解 - 节省 1 ％ 成本 更好地管理冲突 - 节省 2 ％ 成本 自动连结物业管理数据库 - 节省 20 ％ 成本 改善物业管理效率 - 节省 12 ％ 成本 美国 Letterman 数字艺术中心项目在 2006 完工时表示，通过 BIM 她们能按时完成，并且低于预算， 估算在这个耗资 3500 万美元的项目里节省了超过 1000 万 美元。 1.2 BIM 在建筑行业的位置 技术信息化的核心内容是建设项目生命周期管理（ BLM ） 管理信息化的核心内容则是资源计划（ ERP ） BIM 通过集成后所承载的项目信息成为技术信息化的 核心 为 管理信息化提供了 基础 将 二者横向打通提供了技术核心和方法。 1.3 BIM 的概念 BIM B Building I Information M Modeling 2002 年， Autodesk 公司始创 一个项目内的开放式数据库 一个建立在模型基础上的共享平台 1.3 BIM 的概念 以 BIM 为载体，真正回归建筑的本质 - 三维 BIM 一定是三维的，三维的不一定是 BIM BIM 不仅仅是使用最基本的“ 几何 ”、“ 物理 ”等 信息 做到辅助 绘图、明细统计、管线综合等。 更要借助 BIM 集成化的优势，注重对 BIM 中“ Information ” （ 尤其是“性能” ）的深入应用与实践 1.3 BIM 的概念 项目信息繁杂、量大 弱点：信息的结构化组织（自动处理 ） 、高效信息交流（不重复输入） BIM 概念： 1 ） 解决 项目不同阶段、不同参与方、不同应用软件之间的信息结构化组织管理和信息交换共享，使合适的人在合适的时候得到合适的信心，这个信息要求准确、随时、任选、 够用 。 2 ） 业务 需求引发 BIM 应用，依托 BIM 工具和标准产生 BIM 模型和信息，支持业务需求的高效优质实现 。 3 ） BIM 是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程 。 二、 BIM 现状 2.1 国外 欧洲标准委员会立了六个重大项目，其中一个就是有关 BIM 模型的 它实际上是把建筑业和房地产业向工业化过渡 把 BIM 作为一个最基础性的概念或者一个基础的标准，把建筑的各个组成部分，像造汽车一样变成每一个部件，到现场组装。不同的制造厂都遵循 BIM 的标准，生产的部件就可以在现场进行组装。 从美国发展起来，逐渐扩展到 欧美，日本，新加坡等国 BIM 是美国公司 Autodesk 在 2002 年率先提出 发展 美国 欧洲 美国大多建筑项目都已应用 BIM 在政府的引导和推动下，形成各种 BIM 协会，制定了 BIM 标准 政府推动 BIM 在项目中的实施：公共设施项目利用 BIM 可投标加分 美国国内大型设计公司多已实现在项目开始阶段即应用 BIM 建模，然后据需要再利用此模型出二维图 如集团承建的国内第一高楼 —— 上海中心，它的建筑设计 Gensler 公司即用 BIM 软件做出了整个模型，并移交给同济院以备出施工图需要 2.2 国内 我国工程界计算机辅助工作普及情况 普及计算机辅助绘图 将 BIM 建筑信息模型作为国家科技攻关重要计划之一 在“十二五”规划中，国家制定了一个到 2020 年的中 长期发展规划，当中有一个领域的研究重点就是 BIM “十二五规划”中在这个领域里面有五个优先主题，第一个就是“城市一平台”。 就是在土木建设和工程建筑中应用 BIM 系统，囊括设计、施工、物业，甚至整个城市的管理。 打破从业主到设计，到施工，到物业管理之间的隔阂或者界限，实现整个产业链的信息畅通。 进而打造一个全面信息化城市，要整个城市要享受这个成果 。 BIM 标准已开始编制。 普及计算机使用 六五、七五 八五、九五、十五 十一五 十二五 2.3 BIM 系统运用、工具 特点 并非一个软件 以一组 BIM 核心软件为基础 可与现有的各专业已有系统衔接 共同实现信息汇总、共享、更新、管理啊。 2.3 BIM 系统运用、工具 设计总包 施工阶段 BIM 模型 水暖电设计方 结构设计方 Revit Architecture Revit Structure Revit MEP Ecotect Navisworks Inventor Design Review 3DSMAX MAYA ROBAT GBS Camel Buzzsaw 设计阶段 BIM 模型 运营阶段 BIM 模型 总包单位 供应商 分包商 运营商 承租方 业主 建筑设计方 其他顾问公司 责任方 实施层 数据层 工具 Autodesk 三、项目 BIM 应用目标 实施策略 3.1 项目 BIM 应用目标 项目 BIM 应用目标可确定为 ： 1 ）从理论到实践尽可能全面探索 项目 BIM 应用 ； 2 ）利用 BIM 强化项目管理能力 ， 提高 效率， 增强 总 承包管理水平。 3.1 项目 BIM 应用目标 3.1 项目 BIM 实施策略 实施策略 ： 项目 BIM 组织架构设计 ； 各方 职责；组建 BIM 专业团队 ； 购买 软硬件 ； BIM 技术培训 ； 与 参建各方建立 BIM 工作有效沟通 ； 编制 项目 BIM 执行计划书 ； 确定 项目 BIM 管理方式和流程 ； 制定 项目 BIM 实施标准 ； BIM 软件的操作实践 ； 分 阶段完成 BIM 模型 ； 制定 分阶段工作目标。 四、项目 BIM 实施组织架构、工作职责 4.2 项目 BIM 职责 总包 BIM 团队 ： BIM 管理体系的 建立 制定 管理 流程 制定项目 BIM 实施 标准 承担 BIM 系统 建立 分包模型 管理、 整合 模型 综合、维护 和 运用 与 配合单位、协调单位沟通 联系 分包 ： 配备软硬件 指定 BIM 专业人员（通常即为其专业深化人员 ） 完成 本专业模型 建立 、所属分包模型综合 服从 总包 BIM 管理 要求 五、项目 BIM 管理方式、工作流程和标准 5.1 项目 BIM 管理方式、工作流程 BIM 工作 的 特性 —— 基于可视化数据库的 工作 管理方式： 架构 并使用网络管理 平台 工作流程： 并使用其中的“变更单”形式发起各类 工作 包括 ：会议执行、碰撞分析、施工计划模拟、准则类文件发布 等 六、 BIM 在可视化深化设计中的应用 6.1BIM 在三维可视化深化设计应用 利用 BIM 漫游功能在模型中虚拟行走 ，漫游 浏览，进行可视化设计，可发现诸如走廊转角狭窄、空间视感压抑等传统技术手段不能发现的问题。 6.1BIM 在三维可视化深化设计应用 - 钢结构 6.1BIM 在三维可视化深化设计应用 - 二结构 BIM 在三维可视化深化设计应用 BIM 在三维可视化深化设计应用 - 留洞 BIM 在三维可视化深化设计应用 - 管线 BIM 在三维可视化深化设计应用 - 擦窗机 七、 BIM 在设计协同中的应用 建模软件： Autodesk Revit Architecture Autodesk Revit Structure Autodesk Revit MEP Rhino 3D Tekla Structure Autodesk AutoCAD Solidworks 整合 / 应用软件： NavisWorks 外幕墙支撑与内幕墙 外幕墙环 向支撑 钢结构外圈钢梁 钢结构与外幕墙支撑碰撞 八 、 BIM 在施工中的应用 1 、可视化虚拟施工 2 、项目周边信息汇总 3 、施工现场管理、协调 4 、进度编制、审核、跟踪、调整 5 、施工方案模拟、审核、可行性论证、交底 6 、质量管理 7 、算量 8 、统计 各专业建模 — 交予总包 — 分专业整合 — 总体整合 — 反馈矛盾 减少重复开孔，降低成本 净空高度改善，提高空间利用率 2 、项目周边环境信息汇总 将所有周边环境信息建立 BIM 模型，生成一个可视化的准确的环境数据库 ， 设定限制条件。 在此 基础上进行施工， 确保 准确 、 安全 。 6 、质量管理 全站仪、激光扫描仪测绘数据 BIM 模型，进行 比对和审核 国外改造项目： 扫描 建筑—生成 BIM 模型—改造设计—改造 施工 采用 全站 仪 、 激光 扫描的 方式 进行 钢结构 桁架层电脑预拼装，即确保了质量，又避免了大型桁架结构实体拼装的繁杂与危险。 7 、算量 减少重复开孔，降低成本 净空高度改善，提高空间利用率 相比传统手工方式， BIM 模型算量可提高效率和准确度。 多维 度统计分析 全项目各单体工程汇总统计分析 对比 8 、统计 基于进度、算量功能基础上的工程统计： 预算 成本 人工 材料 能耗 绿建 … … 九、存在的问题 规范、标准缺失 合同相关约定模糊，对分包约束力不足 边 设计边施工的行业现状不能充分发挥 BIM 的“预先”的功能 BIM 软件繁多，特色各异 各 软件数据兼容性差 算 量困难 网络 平台缺少 项目、企业 BIM 实施策略无成例可循 … … 谢 谢！