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1、建筑信息模型(BIM)技术的应用pangying 发布于 2014-04-17 浏览 366 人次建筑信息模型( B u i l d i n g I n f o r ma t i o n Mo d e l i n g，o r BI M) 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。BI M 是对工程项目设施实体 与功能特 性的数 字化表达 ( N I S T 2 0 0 6 ) 。作为建筑信息技术新的发展方向，几年来 ，BI M 从一个理想概念成长为今日的应用工具，给整个建筑行业带来了多方面的机遇与挑战 。设计师通过运用新式工具，改变了以往方案设计的思维方式;承建方
2、由于得到新型的图纸信息，改变了传统的操作流程 ；管理者则因使用统筹信息的新技术， 改变其前前后后工作 日程、 人事安排等一系列任务的分配方法。作为一项新的计算机软件技术，BI M 是继计算机辅助设计( Co mp u t e r Ai d e d De s i g n o r CAD)之后的新生代，通过支持 BI M 技术或相关软件得以实现( Au t o d e s k 2 0 0 7 ) 。同时 BIM 从 CAD 扩展到了更多的软件程序领域,如工程造价、进度安( I n n o v a ya 2 0 0 7 ) ，还蕴 藏 着服务于 设 备管 理等方 面 的潜能 。BI M 给建筑行业(
3、 A r chi t e ct U r e，E n g i n e e r i n g，a n d Co n s t r u c t i o n o r AEC)的软件应用， 增添了更多的智能工具，实现了更多的职能工序。BI M 是建筑工程信息化历史上的一个革新 。在实际应用上， BIM 的信息技术可以帮助所有工程参与者提高决策效率和正确性。比如， 建筑专业完全是从三维考虑和推敲建筑内外的方案，而 2 D 图纸信息仅通过映像截取就可轻松获得 。结构专业则可在其参数化的信息中，取墙体材料强度及墙上孔洞大小 ， 进行计算。 施工单位则可取其墙上参数化的混凝土类型、 配筋等信息，进行水泥等材料的备料
4、及下料。预算造价单位则可取门窗类型及制造商的产品数据库等综合信息 ， 进行造价总预算,产品定货等 。物业单位则可以用之进行可视化物业管理 。这些过程在 BI M 支持下，将大大地减少信息传递过程中的丢失及重建。1 设计类 B I M 软件BI M 的技术是通过建筑业应用软件程序来实现的 ， 这些软件类别包括建筑设计、工程设计、施工管理、预算、设备管理等。当前 ，BI M 设计软件的市场有三家主流公司 ，分别是 Au t o d e s k 公司 ，Be n t l e y 公司和 Gr a p h i s o f t Ne me t s c h e k AG 公司。Au t o de s k
5、Re v i t 的三个系列， Re vi t Ar c hi t e c t ur e，Re vi t St r u c t u r e，a nd Re vi t ME P( Re v i t 2 0 0 8 ) 分别对应于建筑、 结构以及设备几个不同的专业领域。参数化建筑图元是Re v i t 的核心 ， 而参数化修改引擎提供的参数更改技术 ，使用户对建筑设计文档任何部分的更改都能够自动放映到其他视图， 引起关联变更。建筑软件以墙柱、楼板、屋顶 ，门窗等构件为基本图元构件；结构软件以梁、板、柱为主；设备软件的基本图元构件比较多， 大致规划成机械、 电、 泵、消防等几个 系统( Re v i
6、 t ME P 2 0 0 8 ) 。每一种图元都被分成 “ 族 一类型 一实例”的等级，最终落实搭建 BI M 模型的是 “ 实例”。能够在整个项 目中 自动协调在任何时刻、任何地方所作的任何变更，从而确保设计和 文档 保持 协调 、一 致与完整。另外，Au t o d e s k 还提供其它一些基于 3 D 并带参数设计的软件， 如 Au t o CAD Ar c h i t e c t u r e 2 0 0 8 ， Au t o CAD ME P 2 0 0 8 。 在北美地区，Au t o d e s k Re v i t 在建筑师圈中占据明显优势( Khe ml a n i 2 0
7、 0 7 ) 。Be nt l e y 提倡利用 Mi c r o s t a t i o n 做平台，从 CAD 平稳向 BI M 过渡 Gr a p hi s o f t ( Ne me t s c h e k AG) 的 Ar c h i CAD 是专门为建筑师服务的专业设计软件。 它的特色之处在于使用 “ 几何设计语言” ，简单参数化程序设计语言 。用户可以通过它创建智能化建筑构件。 此外，一种新的基于 3 D 的软件可以用来做冲撞检测。这种程序可以根据各种不同的设计原则 ，让计算机 自动地检测构件对象间的相互影响。 比如 ， 可以测试并显示出消防水管是否在梁上穿洞而过 ，可以提示出空
8、调管道是否与天花板位置相互冲突。由于 B I M 软件的使用 ，这种冲撞检测应用程序在 AEC 行业中开始变得越来越重要了。I nno v a ya ( I nn ov a ya 2 0 07 ) 和 Na v i s wo r k s( Na v i s wo r k s 2 0 0 7 )都提供该种应用软件。 2 施工类 B I M 软件 随着 BI M 设计软件的发展，相应出现了更多的应用程序去开拓 “ BI M”中 “ I ”的用途。 BI M 从 3 D 模型的创建职能发展出 4 D( 3 D+时间或进度) 建造模拟职能 5 F 5 D( 3 D+开销或造价) 施工的造价职能 ，让建
9、筑师、工程师 、承建公司能够更加轻松地预见到施 工 的 开 销 花 费 与 建 设 的 时 间进 度 。I n n o v a y a 是最早推出 BI M 施工软件的公司之一， 支持 Au t o d e s k 公司的 BI M 设计软件及 Sa ge Ti mb e r l i n e 预算， Mi c r o s o f t P r o J e c t 及 P r i ma v e r a 施工进度。I n n o v a y a的重头产品 ，Vi s u a l E s t i ma t i n g 和 Vi s u a l S i mu l a t i o n，针对辅助施工阶段工作
10、任务。具体来说 ，I nn o v a ya Vi s u a l E s t i ma t i n g 支持 BI M 模型的自动计算并显示工程量，还可以将设计构件与预算数据库连接 ，以完成工程造价。 工程造价是个复杂的过程，包括分析设计，根据施工需要对构件进行项目分类并集合， 设定装配件 、 物料的定量和变量 ， 编制数据库 ， 再将工程项目的数据信息择录载入这些产品数据库，最终使它们价格化。当前的 B I M 设计软件程序不能精确统计到施工装配件上的细节 ，诸如一个 “ 墙”构件上的钉子、龙骨、石膏板等。因此 ，B I M 在设计与施工间存在着一道沟堑，而 I n n o v a y a
11、 Vi s u a l E s t i ma t i n g 的作用便体现于此。它可以结合设计模型， 综合处理施工类的装配件与物料，进行分类集合、 择录工作，直接为工程造价所使用。很重要的一点是，被 Vi s u a l E s t i ma t i n g 量化的信息，都能在三维空间中与构件直接链接。 使用者通过简单的点选， 即可看到有哪些构件、具体在什么位置 、花费了多少开销， 并可以随着设计的深入及时更新， 真正实现 5 D施工( Khe ml a n i 2 0 0 6 ) 。US Co s t S u c c e s s De s i gn E x c h a n g e 和 Wi
12、n e s t 也支持 R e v i t，但这些 应用程序尚未达到 I n n o v a y a 自动化、 可视化和精细化的程度。对于进度策划的需求，由 I nno v a ya Vi s u a l S i mu l a t i o n ( 可视化模拟建造) 给 BIM 的使用者提供程序工具。作为一个计划和施工分析的新型工具 ，Vi s u a l S i mu l a t i o n 可以将 MS Pr o j e c t 或者 Pr i ma v e r a 活动计划与3 DB I M 模型衔接 。因此 ，项 目进度计划可以通过 3 D 构件在施工进度安排下的建造过程表现出来 这就是
13、 4 D( 3 D+时间)施工或 4 D 模拟的概念 。由这个方式产生出的任务可以自动地关联到 B I M 构件上 ，并且还无需手写表格即可快捷完成( Ru n d e l l a n d S t o we 2 0 0 6 ) 。一旦调整进度 图表，则与其相关的 BI M 构件的施工安排也将相应地更改 ，并在 4 D 摸拟建造时体现 出来。这是因为任务和构件是关联的，所以任务时间的改变，意味着构件的摸拟建造过程也将改变。 类似的软件还有 Na v i s wo r k s 公司的 Ti me l i n e r 。3 B I M 在建筑工程生命周期中的应用BI M 为真正实现 BLM( Bun
14、di ng Li f e c y c l e Ma n a g e me n t ) 的理念提供了技术支撑。建筑工程生命周期主要包括建筑物进行设计 、 施工、 运营使用乃至拆除的完整过程。概括地讲 ，B I M 是将规划、设计、施工、 运营等各阶段的数据 ， 全部逐渐累积于一个数据结构 ，其中既包含着三维模型的信息也存储着具体构件的参数数据 。BIM 的数据 由建筑行业软件程序产生、输入并支援，用以共享和交换项 目的信息并协助建设项 目过程中的整合操作 基于数字化设计信息的创建，与相关技术产品接口，可以改变建设工程信息的管理过程和共享过程 ，从而实现 BL M。从前期设计阶段 ，BI M 便开
15、始建立一个贯穿始终的数据库档案 。随着项目展开，B I M的数据信息跟随方案自动积累与更新，设计的方案随着计划的调整而改变。这就使得项 目的前期设计工作在有限的时间得到更多的预选方案。BI M 的前期设计数据进入到概 念设计阶段 ，将开始逐步地扩充起来 。由于不同软件程序 只存取同一组信息数据 ，设计的数据可以在项目参与者间循环 ， 因此大大提高了数据的有效利用率。有了 BI M 共享基础 ， 在作建筑设计的同时，建筑师就可以便捷地计算出方案的绿色指 标、经济指标 、 概预算等数值 ，反过来再影响方案的设计进行改良。 接下来 ，这些数据将继续在扩初设计中得以细致化、 完善化。最终 基于 BI
16、M 的扩初设计，通过截取 BI M 模型就完成了布图，使用提取工具就完成了文案的编制 ，呈交一套完整的产品设计。这个阶段的工 作新颖之处 体现在 ，基于 BI M 的设计产品都是 BI M 模型创作的副产品，都是从详尽的数据库中得来的， 图纸输出或是文档编制并没有本质的不同 ，只是出于不同的目的， 从不同的角度，用不同的格式来查看项 目模型的数据而 已。B I M 的数据传承到施工阶段，承建公司用来做工程量化 、 进度编排、 工程造价等动工前的准备 ，用以安排采购、下包、后勤等工作任务。施工阶段中的 BI M 数据库也随 着工作安排的展开而得以补充 。如设计变更信息 、实际采购信息、设备租赁信息、人力资源信息等都会被存储到 BI M 数据库中。最终完成的工程项 目实体与 BI M 模型的数据是完全对应
