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1、城市建筑 l 建筑论坛 l UR B A N I S M A N D A R C H IT E C T U R E I AR C H IT E C T U R A L F O R U M B I M在我国建筑设计施工管理一体化中的应用与展望 Th e Ap p l i c a t ion a n d Pr o s p e c t o f BI M Ma n a g e men t I n t e g r a t i o n 李志刚 L i Z h i g a n g 【 摘 要】随着经济的快速发展， 项目实施不确定性风险几率 加大， B I M在建筑类行业 内的发展 日益突出 。 本文笔者 集
2、合 相关经验 ，首先概述 了 B I M相关概念，探讨 了 B I M在我国 建筑设计施工管理一体化中的应用与展望。 【 关键词】 B I M 建筑 设计 施工管理 【 A b s t r a c t 】 Wi t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f e c o n o m y ， t h e p r o j - c o t i mp l e me n t a t i o n u n c e r t a i n t y r i s k b e c a me g r e a t e r ， “a n d B I M i n c o n s t
3、r u c t i o n i n d u s t r y d e v e l o p me n t h a s bec o me i n c r e a s in g ly p r o mi n e n t I n t h i s p a p e r ， t h e a u t h o r s e ts 6 f r e l e v a n t e x p e r i e n c e e s ， fi r s t o u t l i n e d t h e BI M ml ate d c o n c e p t s ， d i s c u s s e s t h e a p p l i c a
4、 t i o n a n d p ms pe o f BI M i n t h e c o n s t r u c t i o n man a e me n t i n t e gra t i o n o f Ch i n a S a r c h i t e c t u r a l d e s i g n I Ke y wo r d s l BI M，a r c h i t e c t u r a l d e s i gn， c o n s t r u c t i o n ma n a g e m e n t 前 言 近些年来 ，在建筑行业 中新兴 了一种工程数字 化设计方式 ，即 B I M
5、 ，它通过整体虚拟建筑信息模 型可 以完成全方位 、 全方面的土建设计和相关检测、 管 网控制等工作 。它所包含 的领域相 当广泛 ，现在 主要适用 的领域有建造 、设计 、管理等相关 的数字 化管理方面 的工作 ，而且还包括对建筑工程 的集成 管理 。B I M技术 的采用 ，一方面可 以实现设计 阶段 的协 同设计 、施工阶段 的建造全过程一体化和运营 阶段对建筑物的智 能化维护及设施管理 ，另一方面 还能打破从业主到设计 、 施工运营之间的隔阂界限， 从而实现对建筑全生命周期管理 ，并且 能显著提高 建筑工程进程的效率 、 减少工程风险及大量的浪费 。 一 、B l M技术概述 1 B
6、I M概念 B I M( B u i l d i n g I n f o r m a t i o n M o d e l i n g )，就 是指建筑信息模型 ，它是利用数字模型对项 目进行 设计、施工和运营 的过程 。 B I M具有一系列技术特点 ： ( 1 ) 首先它在 一个虚拟建筑 文件中存放全部建 筑模型和所有演示文件 ，即具有单一文件的概念 ； ( 2 )它的模型是可 以用真实 的建筑元素来实 现： ( 3 )对模型 的修改会影响到相关 的图形 ； ( 4 )能够 自动 的生成 以及更新相关 的文档 ； ( 5 )具备建筑构件 ( 图库 )等元素 ； ( 6 )可 以将建筑信息数据
7、 附到建筑元素 ： ( 7 )具有渲染 、动 画、数量统计和清单等附加 资源 。 2 B I M具有的优势 B I M和 3 D C A D相 比，B I M的模型是 由一些真实 i n t h e Ch i n a Ar c h i t e c t u r a l De s i g n Co n s t r u c t i on 的建筑元 素如墙 、楼板 、屋顶等构建 ，而且文件 的 编制流程 是 自动 的。由于开发 B I M的最初理念就是 用来服务 于 A E C市场 ，和传统 的 C A D的相 比，因此 对于建筑师和设计师来说，它更具有一些特殊的优 势 。 笔者认为 ，B T M具有
8、 以下方面 明显 的优势 。 ( 1 )绘 图中 的 B I M元素具有一些建筑的含义。 ( 2 )由于相关性，对某些 图形 的修 改会影 响模 型 中其他全部的 图纸。 ( 3 )设计人员在设计的过程 中，由于软件 的可 视化 ( 动画、 日照分析、渲染等)功能的加 强，可 以更容易在第一时间看到 自己设计成果的效果表 达 。 ( 4 )B I M软件中各元素之 间的连接是通过参数 相互连接来实现的，而且可以 自动地 统计建筑 设计 所需的各种数据清单，还能通 过进一步设置，使其 准确地呈现在建筑师面前。 ( 5 )B I M的模型能够实现直接和 结构分析 、能 量计算、碰撞检测等软件的联系
9、，并且对建筑 各方 面的性能等进行 分析，从而更好 、更全 面地把握建 筑 设计。 在 B I M技术未出现之前，建筑行业 主要是依靠 传统的二维C A D设计进行各种资料的提供，如建筑 的详图、立面图、平面 图、剖 面图与 设计说 明，材 料使用表 等，都 是通过 二维设 计图纸 的方式进行信 息传递，展示建筑 设计 成果。但 这种传统 的二维设 计方式存 在着较 多的弊 端。首 先是其 设计量十分 的 大，尤其 是随着 城市建筑越发 的复杂化 ，对建筑设 计的图纸 要求更 为精细 、准确 ，但在进行二 维 C A D 设计时，经常会 出现信 息偏差 ，在各种 复杂 的剖面 图、立面 图、平
10、 面图及 详图之 中，传递着重要 的信 息，一旦信息出现偏差 ，就会造 成建筑在施工过程 中出现较 大问题 ，如机 电管线碰撞甚 至是错位 的现 象 ，影响整体工程 的质量及 品质 。时代 的发展及各 种标 志性建筑 的出现 ，建筑 的内部空 间及结构越发 复杂 ，造 型越发独特 ，继续使用传统 的二维 C A D设 计方式进行建设 设计 ，将会 引发一系列 的设计表达 及协 同问题 ，很难保障建筑设计 的精确性 。采用传 统 的二维 C A D设计方式进行大型工程项 目的设计 ， 会 导致各个 工程 中存在较 多的设计 图纸 ，而对于整 体 的建筑 设计来 说，每 一个项 目的设计 图纸都是
11、一 个相对独立 的部 分，一个单独 的系统 ，很难将众多 单独 的单元进行整合 ，形成资料分散 ，为集 中资料 进行整体建 设设计 的理解 ，还 需要通过专业技术工 程师 的解读 ，出现 了建筑 设计与各个专业之 间的协 调与配合问题，导致设计意图不能很好地被施工单 位所理解 ，影响整体工程 的协作 ，引发一系列的工 程 问题 。 2 3 3 二、 BI M在我 国建筑设计施工管理一体化 中的应 用 建筑信息模 型 ( B I M )的应用 主要在 建筑项 目的 设计阶段 、施工阶段、建成后 的维护和管理阶段。 1 B I M在设计方面的应用 利用建筑信息模型可 以将生活 中的建筑工程构 件真
12、实地使用数字化技术展示 出来，并且可 以建立 三维实体 的建筑模型。这种模 型的建 立，可 以有利 于对建筑功能的整体布 局和建 筑工程 的整体造型进 行深入剖析，更有利于对建筑 工程体 量的设计和观 察 。尤其是对于一些较 为复杂 的建筑 工程施 工方案 的编制过程中，利用可视化技 术， 不仅可 以达到优 化建筑方案的作用，而 且可 以对建筑 结构 的模型进 行动态漫游的展示。同时，在对一些 建筑 图纸 的设 计过程中 ，利用可视化 技术还 可以加快施工 图纸设 计的变更速度 ，并且可 以快速 检测设计 中的错误 ， 以期达到降低 建筑工程 中设计 与施工成本 ，提升企 业的经济和社会效益。
13、 ( 1 ) 设计阶段采用 B I M技术 ， 是针对设计成果 ， 能够对建筑设计进行 分析与优 化，从而保证 设计方 案的可行 性。设计阶段采用 B I M技术不仅可 以检查 建筑及 结构之 间是否存在不一致之处和矛盾 ，还可 以检查建筑 、结 构、通风 、水暖管道及 电缆桥架和 设备间是 否存在相交 、相碰撞 的地方 。另外可 以利 用 B I M检查施工 过程 中存在 的临边、洞 口存在安全 隐患的地 方和通 过对 B I M技术 了解施工进展情况； 同时可 以根据工程进展 了解成本情况等等 。 ( 2 )建立三 维设计模型 ，实现工程三维设计 。 这种三维 设计模 型有许 多优点 ，能
14、完成许多在二维 平面中无 法做到 的工作 。 ( 3 )通过建立 模型，实现信 息资源共享 。为了 避免数据 由于繁琐而造成计算 失误 ，通常将各专业 的信息模 型输入 到 C A D系统 中，从而实现各专业之 间的相互 协调 。 ( 4 ) 通过建立模型 ， 实现虚拟 设计和智 能设计 。 通过对结构上 的分析 ，利用工具软件建立 3 D模型， 完成结构条件 图，对结构进行分析得 出合理的结构 施 工图。 2 B I M在施工方面的应用 在施工 中，采用 B I M技术对建筑项 目进行虚拟 施 工 ( 虚拟施工就是 ：先试后建 )，对项 目施工方 案进行模拟 、分析和优化 ，从而发现施工中可
15、能出 现 的问题 。 ( 1 )通过对工程费用的分析，运用 “ 零库存 ” 的生产管理方式 ，限额领料施工，最大程度发挥资 金 的效益 。 ( 2 )通过工序的分析 ，B I M模 型和进度计划软 件 的数据集成，实时监控工程 进度，实时调整现场 情况 。 ( 3 )通过对可建性 的分析 ，对工程进行安全、 施工空间 、对环境影响等全面 的可建性模拟分析 。 ( 4 )通过对冲突碰撞检 查分析 ，建造前期对个 专业的碰撞 问题进行模拟，生成与提供可整体化协 调 的数据 ，解决传统的二维图纸会 审耗时长 、效率 低 、发现 问题难 的问题 。 3 B I M在各专业协同合作施工方面 的应用 B
16、I M在 各专业协同合作施工方面的应用 ，可 以 达 到一定 的优化作用 。所谓各专业协 同合作施工 ， 即是指正在建设 的建筑工程施工单位 、设计 单位和 监理单位在 同一个平台上进行工作，共享建筑工程 项 目中已经设定 的中心文件信息数据。在传 统的施 工中，各个单位和部 门总是各司其责，相互 之间的 交流都是在各 自的文件格式下进行，而 B I M的引入 很好地解 决了这个 问题 ，它可 以使各专业很 好地进 行协同工 作。这是 因为处于每个专业的工作人员都 可以对 B I M建立符合 自身的建筑信息模型，并将修 改或新建 的建筑信息添加到中心文件里面去。 三、 B I M在我国建筑设计 施工管理 一体化 中的展望 当前关于建筑工程设计信息化的理念及基本 术 语 已经较 为成熟和普及 ，与此 同时
