BIM在中國的應(yīng)用與發(fā)展工程管理畢業(yè)論文

1、山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文本科畢業(yè)論文 題 目： bim在中國的應(yīng)用與發(fā)展院 （部）： 管理工程學(xué)院專 業(yè)： 工程管理班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2015年6月15日32目 錄摘 要iiiabstractiv1 前 言11.1 選題背景與意義11.2 bim優(yōu)化建設(shè)過程及參與方的受益21.3 建筑信息模型對(duì)我們的意義32 bim概述42.1 bim 概述42.1.1 bim 概念理解42.1.2 bim的信息載體52.1.3 bim的應(yīng)用價(jià)值62.2 bim在工程建設(shè)各階段的應(yīng)用92.2.1可行性研究階段92.2.2設(shè)計(jì)工作階段92.2.3建設(shè)實(shí)施階段112.2.4運(yùn)營維護(hù)

2、階段123 bim技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r133.1 協(xié)同設(shè)計(jì)與bim技術(shù)的融合133.2 從二維到三維bim設(shè)計(jì)143.3 影響bim普及的主要因素154 bim技術(shù)在我國的應(yīng)用推廣情況174.1 中國bim軟件現(xiàn)狀174.2 bim軟件中國戰(zhàn)略目標(biāo)194.3 bim軟件中國的行動(dòng)路線探討205 關(guān)于bim的典型案例示范應(yīng)用225.1 珠海歌劇院項(xiàng)目概述225.2 bim在建筑設(shè)計(jì)中的典型應(yīng)用235.3 bim在造形設(shè)計(jì)及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用265.4 總結(jié)296 結(jié) 論30謝 辭31參考文獻(xiàn)32摘 要bim是近年來在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型

3、的基礎(chǔ)建立完整的、高度集成的建筑工程項(xiàng)目信息化模型，從而在建筑工程設(shè)計(jì)、施工及管理等整個(gè)生命周期內(nèi)，提高建筑工程的信息化、集成化程度。本文主要是講述bim技術(shù)在工程建設(shè)各階段的應(yīng)用，在我國的發(fā)展和應(yīng)用推廣情況，協(xié)同設(shè)計(jì)及中國bim軟件現(xiàn)狀，并結(jié)合珠海歌劇院項(xiàng)目中的bim應(yīng)用來說明bim的應(yīng)用是為建設(shè)行業(yè)帶來的革命性進(jìn)步，在此基礎(chǔ)上提出我國推廣使用bim技術(shù)過程中應(yīng)注意的問題及建議，為bim技術(shù)在我國繼續(xù)推進(jìn)和更深入的應(yīng)用提供參考。 關(guān)鍵詞：建筑信息模型；信息化；協(xié)同設(shè)計(jì)；三維；bim軟件the development and application of bim in the chinaabs

4、tractbim is a new technology in the field of computer aided architectural design in recent years, it is a construction project related information and data as a basis for model establishment of complete, highly integrated construction project information model, thus in the construction engineering d

5、esign, construction and management in the whole life cycle, improve the construction of information and the degree of integration,.this paper is mainly about bim technology in construction application of each stage, in chinas development and popularization and application situation, collaborative de

6、sign and the bim software situation in china, and to illustrate the application of bim is for the construction industry to bring revolutionary progress with bim application in the project of the zhuhai opera house, based on proposed our country to promote the use of bim technology in the process sho

7、uld pay attention to the problems and suggestions, in order to provide reference for the application of bim technology in china to promote and further. key words :building information modeling；promotion of information technology；collaborative design；three-dimensional；bim software1 前 言1.1 選題背景與意義bim是

8、近年來在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)建立完整的、高度集成的建筑工程項(xiàng)目信息化模型，從而在建筑工程設(shè)計(jì)、施工及管理等整個(gè)生命周期內(nèi)，提高建筑工程的信息化、集成化程度。bim技術(shù)在2002年由autodesk公司率先提出，并逐漸得到世界建筑行業(yè)的普遍接受。如今，bim的發(fā)展潮流已勢不可擋，美國已經(jīng)制定了國家bim標(biāo)準(zhǔn)nbims。歐洲一些國家已經(jīng)開始普及bim技術(shù)，特別是芬蘭、挪威、德國等國，基于bim技術(shù)應(yīng)用軟件的普及率已達(dá)60%70%。在國內(nèi)，隨著建筑業(yè)對(duì)信息化要求的不斷提高、國家科研投入不斷增多及大力推動(dòng)和基于bim技術(shù)的軟件開發(fā)商不斷

9、宣傳下，相關(guān)機(jī)構(gòu)和各個(gè)部門已經(jīng)開始著手研究和應(yīng)用bim技術(shù)。但是目前對(duì)bim技術(shù)的研究和應(yīng)用也僅僅處于起步階段，各研究機(jī)構(gòu)對(duì)bim技術(shù)的研究相對(duì)分散，并沒有形成一套完整的技術(shù)體系；各企業(yè)單位也只是將bim技術(shù)應(yīng)用到某一個(gè)或某幾個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的部分建設(shè)過程中，還不能在建筑設(shè)計(jì)、施工管理及運(yùn)營等整個(gè)生命周期連續(xù)應(yīng)用bim技術(shù)?！笆濉逼陂g，科技攻關(guān)計(jì)劃的研究課題“基于ifc國際標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程應(yīng)用軟件研究”重點(diǎn)在對(duì)bim數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ifc和應(yīng)用軟件的研究上，并開發(fā)了基于ifc的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工管理軟件?！笆晃濉逼陂g，科技部制定國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用 ，基于項(xiàng)目的總體目標(biāo)，重點(diǎn)

10、開展以下5個(gè)方面的研究與開發(fā)工作：建筑業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究；基于bim技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究；勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用；建筑工程設(shè)計(jì)與施工過程信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用；建筑施工企業(yè)管理信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用。2012年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)20112015年建筑業(yè)信息發(fā)展綱要提出，“十二五”期間，普及建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的應(yīng)用，加快建設(shè)信息化標(biāo)準(zhǔn)，加快推進(jìn)bim、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)的研發(fā)，促進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件的研究并將其產(chǎn)業(yè)化，使我國建筑企業(yè)對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平。2012年3月28日，中國bim發(fā)展聯(lián)盟成立會(huì)議在北京召開。中國bim發(fā)展聯(lián)盟

11、旨在推進(jìn)我國bim技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和軟件協(xié)調(diào)配套發(fā)展，實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，提高企業(yè)核心競爭力，并努力為中國bim的應(yīng)用提供支撐平臺(tái)。2012年6月29日，由中國bim(建筑信息模型)發(fā)展聯(lián)盟、國家標(biāo)準(zhǔn)建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)編制組共同組織、中國建筑科學(xué)研究院主辦的中國bim標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目發(fā)布暨簽約會(huì)議在北京隆重召開。中國bim標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃將為由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)立項(xiàng)的國家標(biāo)準(zhǔn)建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(nbims-chn)的最后制定和施行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。針對(duì)目前情況，有必要總結(jié)我國科研機(jī)構(gòu)對(duì)bim技術(shù)的研究和建筑行業(yè)對(duì)bim技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出我國推廣使用bim

12、技術(shù)過程中應(yīng)注意的問題及建議，為bim技術(shù)在我國繼續(xù)推進(jìn)和更深入的應(yīng)用提供參考。1.2 bim優(yōu)化建設(shè)過程及參與方的受益3ps中國bim門戶 - chinabim.com3ps中國bim門戶 - chinabim.combim協(xié)助整合項(xiàng)目的工作內(nèi)容 ，能夠優(yōu)化整個(gè)建設(shè)過程。 作為設(shè)計(jì)工具 ，bim整合了設(shè)計(jì)師的各項(xiàng)工作。設(shè)計(jì)師繪圖工作不再分圖面進(jìn)行，設(shè)計(jì)內(nèi)容與編檔內(nèi)容關(guān)聯(lián)映射 ，極大地提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。作為數(shù)據(jù)載體，bi m 整合了來 自各方信息的管理工作。因?yàn)闇p少了人們在不同軟件系統(tǒng)上輸入相同項(xiàng) 目信息時(shí)而發(fā)生不必要的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并通過使用電腦對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù) 多次復(fù)用,所以設(shè)計(jì)信息不會(huì)在轉(zhuǎn)

13、交、傳遞或調(diào)整中遺漏丟失,減少重建信息勞動(dòng)消耗作為交流平臺(tái)，bim整合了信息資源，支持同步共享。作為智能工具，bim整合了計(jì)算機(jī)科技與建筑技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)的高效益。3ps中國bim門戶 - chinabim.com3ps中國bim門戶 - chinabim.com在一個(gè)完整aeci項(xiàng)目周期中使用bim技術(shù),可以給所有的參與者帶來巨大的效益。對(duì)設(shè)計(jì)師來說,越到深層次的設(shè)計(jì)階段,bim設(shè)計(jì)軟件使用起來便越感得心應(yīng)手。比如，初步設(shè)計(jì)所要求的圖文檔案進(jìn)度,與設(shè)計(jì)工作的深度是同步的,無論是2 d圖紙還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)文檔，無論是hvac的流量分析還是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的強(qiáng)度報(bào)告，都是模型創(chuàng)建過程的副產(chǎn)品。只要

14、按照所需，編寫簡單的參數(shù)值，一切相關(guān)文檔都可以被輕松地統(tǒng)計(jì)并編排出來。對(duì)承建方來說，bim對(duì)安全施工、降低無謂消耗等方面,能3ps中國bim門戶 - chinabim.co做出巨大貢獻(xiàn)。beau作 bi m模型可以用于各系統(tǒng)構(gòu)件的三維沖撞檢測；用于聯(lián)帶進(jìn)度圖表的四維模擬建造，進(jìn)行施工管理計(jì)劃。由此，bim能夠幫承建方和施工者們降低風(fēng)險(xiǎn)，減少變更，制定更完善的項(xiàng)目計(jì)劃，提高程序的合理與交流的便利，還支持進(jìn)度安排的方案具有可選性，使得整個(gè)項(xiàng)3ps中國bim門戶 - chinabim.c目施工過程能在最短的時(shí)間內(nèi)得出最佳的成果。更新的還有升級(jí)了工程造價(jià)的五維概念，將工程造價(jià)的過程也通過 bim模型完

15、成，進(jìn)而優(yōu)化施工的過程。資方能夠在基于 bim的過程中，更容易更直觀地理解自己的項(xiàng)目，有更多的機(jī)會(huì)參與到設(shè)計(jì)中來，并能更有力地掌控設(shè)計(jì)方案與資金開銷滿足自己的要求，減少變動(dòng)調(diào)整以節(jié)省資金，花費(fèi)同樣的錢收獲高質(zhì)量的產(chǎn)品和高效率的交付。1.3 建筑信息模型對(duì)我們的意義隨著信息技術(shù)的發(fā)展，催生了建筑信息模型，這種模型技術(shù)與現(xiàn)實(shí)世界更為接近，通過對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行模擬，借助計(jì)算機(jī)將二維設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)換為三維計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，從根據(jù)改變?nèi)四X的主觀設(shè)計(jì)，采用電腦進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑信息模型對(duì)于二維、三維之間的界限，也越來越模糊。但建筑信息模型解決了實(shí)體模型設(shè)計(jì)的缺陷，通過三維數(shù)字技術(shù)，統(tǒng)一了空間序列與外觀模型。設(shè)計(jì)者利用相機(jī)

16、，即可對(duì)各個(gè)人視點(diǎn)空間進(jìn)行推敲，可進(jìn)行動(dòng)畫的快捷制作，借助各種制圖軟件機(jī)械牛虛擬仿真，甚至可對(duì)實(shí)際的建造過程進(jìn)行模擬。而建造信息模型，提供的是真實(shí)的建筑三維搭建。二維設(shè)計(jì)為建筑行業(yè)的發(fā)展，付出了巨大的貢獻(xiàn)，這點(diǎn)是無可磨滅，即使現(xiàn)在的三維設(shè)計(jì)也是二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但二維信息無法同施工過程進(jìn)行整合，而建筑信息模型卻可直接模擬施工，建筑師可將設(shè)計(jì)直接帶入到施工的過程中，這相當(dāng)于是古人三維構(gòu)造的回源，屬于三維的虛擬現(xiàn)場設(shè)計(jì)。從立面設(shè)計(jì)至空間設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法改變我們將表皮化的設(shè)計(jì)方法分為兩類：其一，進(jìn)行平面布局的二維設(shè)計(jì)，在cad軟件中繪制立面圖，接著在效果圖進(jìn)行三維模型的制作；其二，利用三維造型軟

17、件，直接設(shè)計(jì)成三維形體，待確定形體后，再通過cad軟件繪制平面圖。但這兩種方法均存在缺陷，設(shè)計(jì)者剝離了建筑空間，主要關(guān)注平面形象與功能。而建筑空間不只是平面與表皮的副產(chǎn)品，主要是作為建筑控制的設(shè)計(jì)方法。bim建筑信息模型的發(fā)展，不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代，它也將間接表現(xiàn)在生產(chǎn)組織模式和管理方式的轉(zhuǎn)型。bim這場信息革命，將不受個(gè)人好惡和思維習(xí)慣的束縛而向前推進(jìn)，它對(duì)于工程建設(shè)從設(shè)計(jì)、建造、加工、施工、銷售、物業(yè)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)，都必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2 bim概述2.1 bim 概述bim(building information modeling)，全稱建筑信息模型，是

18、指基于最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型，為設(shè)計(jì)師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至物業(yè)維護(hù)等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”的科學(xué)協(xié)作平臺(tái)，幫助他們利用三維數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營管理。其最終目的是使整個(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工和使用等各個(gè)階段都能夠有效地實(shí)現(xiàn)建立資源計(jì)劃、控制資金風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省能源、節(jié)約成本、降低污染和提高效率，從真正意義上實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全生命周期管理，bim 技術(shù)的引入可以提供了工程項(xiàng)目施工中所需的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，輔助施工項(xiàng)目管理層決策的反應(yīng)速度和精度。2.1.1 bim 概念理解美國國家bim標(biāo)準(zhǔn)對(duì)bim的定義: “bim是建設(shè)項(xiàng)目兼具物理特

19、性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建設(shè)項(xiàng)目的最初概念設(shè)計(jì)開始的整個(gè)生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源”。實(shí)現(xiàn)bim的前提是:在建設(shè)項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段不同的項(xiàng)目參與方通過在bim建模過程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反應(yīng)出各參與方的職責(zé)。bim是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型。bim的概念分解為兩個(gè)方面，bim既是模型結(jié)果(product)更是過程(process)。（1）bim作為模型結(jié)果(product)bim作為模型結(jié)果，與傳統(tǒng)的3d建筑模型有著本質(zhì)的區(qū)別，其兼具了物理特性與功能特性。其中，物理特性 (physical characteristic)，可以理解為幾何特

20、性(geometric characteristic);而功能特性 (functional characteristic)，是指此模型具備了所有一切與該建設(shè)項(xiàng)目有關(guān)的信息。（2）bim作為過程(process)bim是一種過程，其功能在于通過開發(fā)、使用和傳遞建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)字化信息模型以提高項(xiàng)目或組合設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理。bim 一般具有以下特征：（1）模型信息的完備性除了對(duì)工程對(duì)象進(jìn)行3d 幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述，還包括完整的工程信息描述，如對(duì)象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設(shè)計(jì)信息；施工工序、進(jìn)度、成本、質(zhì)量以及人力、機(jī)械、材料資源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等維護(hù)信息

21、；對(duì)象之間的工程邏輯關(guān)系等。（2）模型信息的關(guān)聯(lián)性信息模型中的對(duì)象是可識(shí)別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文檔。如果模型中的某個(gè)對(duì)象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象都會(huì)隨之更新，以保持模型的完整性和健壯性。（3）模型信息的一致性在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無需重復(fù)輸入，而且信息模型能夠自動(dòng)演化，模型對(duì)象在不同階段可以簡單地進(jìn)行修改和擴(kuò)展而無需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯(cuò)誤。2.1.2 bim的信息載體bim的信息載體是多維參數(shù)模型（nd parametric models）。用簡單的等式來體現(xiàn)bim參數(shù)模型的維度:2d=length & w

22、idth3d=2d+height4d=3d+time5d=4d+cost6d=5d+nd=bim傳統(tǒng)的2d模型是用點(diǎn)、線、多邊形、圓等平面元素模擬幾何構(gòu)件，只有長和寬的二維尺度，故等于length & width，目前國內(nèi)各類設(shè)計(jì)圖和施工圖的主流形式仍舊是2d模型;傳統(tǒng)的3d模型是在2d模型的基礎(chǔ)上加了一個(gè)維度height，有利于建設(shè)項(xiàng)目的可視化功用，但并不具備信息整合與協(xié)調(diào)的功能。隨著軟件的發(fā)展，盡管各種幾何實(shí)體可以被整合在一起代表所需的設(shè)計(jì)構(gòu)件，但是最終的整體幾何模型依舊難以編輯和修改，且各系統(tǒng)單獨(dú)的施工圖很難與整體模型真正地聯(lián)系起來，同步化就更能難實(shí)現(xiàn)。bim參數(shù)模型的優(yōu)勢就是在于其突破

23、了傳統(tǒng)2d及3d模型難以修改和同步的瓶頸，以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的多維模型(nd)大大方便了工程人員。(1) bim的3d模型為交流和修改提供了便利。以建筑師為例，其可以運(yùn)用3d平臺(tái)直接設(shè)計(jì)，無需將3d模型翻譯成2d平面圖以與業(yè)主進(jìn)行溝通交流，業(yè)主也無需費(fèi)時(shí)費(fèi)力去理解繁瑣的2d圖紙。(2 )bim參數(shù)模型的參數(shù)信息內(nèi)容不僅局限于建筑構(gòu)件的物理屬性，而是包含了從建筑概念設(shè)計(jì)開始到運(yùn)營維護(hù)的整個(gè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)的所有該建筑構(gòu)件的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)信息。(3) bim參數(shù)模型將各個(gè)系統(tǒng)緊密地聯(lián)系到了一起，整體模型真正起到了協(xié)調(diào)綜合的作用，且其同步化的功能更是錦上添花。bim整體參數(shù)模型綜合了包括建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、暖通、

24、電氣等各bim系統(tǒng)模型，其中各系統(tǒng)間的矛盾沖突可以在實(shí)際施工開始前的設(shè)計(jì)階段得以解決，同時(shí)與上述4d，5d模型所涉及的進(jìn)度及造價(jià)控制信息、相關(guān)聯(lián)，整體協(xié)調(diào)管理項(xiàng)目實(shí)施。(4) 對(duì)于bim模型的設(shè)計(jì)變更，bim的參數(shù)規(guī)則（parametric rules）會(huì)在全局自動(dòng)更新信息。故對(duì)于設(shè)計(jì)變更的反應(yīng)，相比基于圖紙費(fèi)時(shí)且易出錯(cuò)的繁瑣處理bim系統(tǒng)表現(xiàn)的更加智能化與靈敏化。(5)bim參數(shù)模型的多維特性(nd)將項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性、舒適性及可持續(xù)性發(fā)展提高到一個(gè)新的層次。例如，運(yùn)用4d技術(shù)可以研究項(xiàng)目的可施工性、項(xiàng)目進(jìn)度安排、項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化、精益化施工等方面，給項(xiàng)目帶來經(jīng)濟(jì)性與時(shí)效性;5d造價(jià)控制手段使預(yù)算在

25、整個(gè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)行與可操控性;6d及nd應(yīng)用將更大化地滿足項(xiàng)目對(duì)于業(yè)主對(duì)于社會(huì)的需求，如舒適度模擬及分析、耗能模擬、綠色建筑模擬及可持續(xù)化分析等方面。2.1.3 bim的應(yīng)用價(jià)值其實(shí)，它是引領(lǐng)建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次的一種新技術(shù)，它的全面應(yīng)用，將為建筑業(yè)界的科技進(jìn)步產(chǎn)生無可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。同時(shí)，也為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，使設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高，成本降低。具體而言，bim 的應(yīng)用具有以下價(jià)值。(1) 解決當(dāng)前建筑領(lǐng)域信息化的瓶頸問題建立單一工程數(shù)據(jù)源。工程項(xiàng)目各參與方使用的是單一信息源，確保信息的準(zhǔn)確性和一致性。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方之間的信

26、息交流和共享。從根本上解決項(xiàng)目各參與方基于紙介質(zhì)方式進(jìn)行信息交流形成的“信息斷層”和應(yīng)用系統(tǒng)之間“信息孤島”問題。推動(dòng)現(xiàn)代cad 技術(shù)的應(yīng)用。全面支持?jǐn)?shù)字化的、采用不同設(shè)計(jì)方法的工程設(shè)計(jì)，盡可能采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。促進(jìn)建筑生命期管理，實(shí)現(xiàn)建筑生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的集成化管理，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目生命期總成本、能源消耗、環(huán)境影響等進(jìn)行分析、預(yù)測和控制。(2) 基于bim 的工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)。能夠根據(jù)3d 模型自動(dòng)生成各種圖形和文檔，而且始終與模型邏輯相關(guān)，當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的圖形和文檔將自動(dòng)更新；設(shè)計(jì)過程中所創(chuàng)建的對(duì)象存在著內(nèi)建的邏輯

27、關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)某個(gè)對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的對(duì)象隨之變化。實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間的信息共享。各專業(yè)cad 系統(tǒng)可從信息模型中獲取所需的設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)信息，不需要重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)冗余、歧義和錯(cuò)誤。實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。某個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象被修改，其他專業(yè)設(shè)計(jì)中的該對(duì)象會(huì)隨之更新。實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和智能設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)碰撞檢測、能耗分析、成本預(yù)測等。(3) 基于bim 的施工及管理實(shí)現(xiàn)集成項(xiàng)目交付ipd（integrated project delivery ）管理。把項(xiàng)目主要參與方在設(shè)計(jì)階段就集合在一起，著眼于項(xiàng)目的全生命期，利用bim 技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)及管理。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、集成和可視化的

28、4d 施工管理。將建筑物及施工現(xiàn)場3d 模型與施工進(jìn)度相鏈接，并與施工資源和場地布置信息集成一體，建立4d 施工信息模型。實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程的可視化模擬。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方協(xié)同工作。項(xiàng)目各參與方信息共享，基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項(xiàng)目各參與方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，進(jìn)行工程洽商、協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的管理和監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)虛擬施工。在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行建造過程，虛擬模型可在實(shí)際建造之前對(duì)工程項(xiàng)目的功能及可建造性等潛在問題進(jìn)行預(yù)測，包括施工方法實(shí)驗(yàn)、施工過程模擬及施工方案優(yōu)化等。其實(shí)，它是引領(lǐng)建筑業(yè)信息技

29、術(shù)走向更高層次的一種新技術(shù)，它的全面應(yīng)用，將為建筑業(yè)界的科技進(jìn)步產(chǎn)生無可估量的影響，大大提高建筑工程的集成化程度。同時(shí)，也為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，使設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高，成本降低。對(duì)于業(yè)主最關(guān)心的工程造價(jià)、工期、項(xiàng)目性能是否符合預(yù)期等指標(biāo)，bim所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的。1）縮短項(xiàng)目工期利用bim技術(shù)，可以通過加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作、改善傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式、實(shí)現(xiàn)場外預(yù)制、縮短訂貨至交貨之間的空白時(shí)間 (lead times)等方式大大縮短工期;2）更加可靠與準(zhǔn)確的項(xiàng)目預(yù)算基于bim模型的工料計(jì)算（quantity take-off）相比基于2d圖紙的預(yù)算更加準(zhǔn)確、且節(jié)省了大量時(shí)間;

30、3）提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本由于利用bim技術(shù)可大大加強(qiáng)各參與方的協(xié)作與信息交流的有效性，使決策的做出可以在短時(shí)間完成、減少了復(fù)工與返工的次數(shù)、且便于新型生產(chǎn)方式的興起如場外預(yù)制、bim參數(shù)模型作為施工文件等等，顯著地提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了成本;4）高性能的項(xiàng)目結(jié)果bim技術(shù)所輸出的可視化效果可以為業(yè)主校核是否滿足要求提供平臺(tái)，且利用bim技術(shù)可實(shí)現(xiàn)耗能與可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)與分析，為提高建筑物、構(gòu)筑物等的性能提供了技術(shù)手段；5）有助于項(xiàng)目的創(chuàng)新性與先進(jìn)性bim技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式的優(yōu)化，如一體化項(xiàng)目管理模式ipd(integrated project delivery mode)下各參與方

31、早期參與設(shè)計(jì)群策群力的模式有利于吸取先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目創(chuàng)新性與先進(jìn)性；6）方便設(shè)備管理與維護(hù)利用bim竣工模型(as-built model) 作為設(shè)備管理與維護(hù)的數(shù)據(jù)庫。2.2 bim在工程建設(shè)各階段的應(yīng)用2.2.1可行性研究階段bim對(duì)于可行性研究階段建設(shè)項(xiàng)目在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行性論證提供了幫助，提高了論證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在可行性研究階段，業(yè)主需要確定出建設(shè)項(xiàng)目方案在滿足類型、質(zhì)量、功能等要求下是否具有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性。但是，如果想得到可靠性高的論證結(jié)果，需要花費(fèi)大量的時(shí)間、金錢與精力。bim可以為業(yè)主提供概要模型(macro or schematic model)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目方案

32、進(jìn)行分析、模擬，從而為整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)降低成本、縮短工期并提高質(zhì)量。2.2.2設(shè)計(jì)工作階段對(duì)于傳統(tǒng)cad時(shí)代存在于建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的2d圖紙冗繁、錯(cuò)誤率高、變更頻繁、協(xié)作溝通困難等缺點(diǎn)，bim所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的。（1）保證概念設(shè)計(jì)階段決策正確在概念設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需對(duì)擬建項(xiàng)目的選址、方位、外形、結(jié)構(gòu)形式、耗能與可持續(xù)發(fā)展問題、施工與運(yùn)營概算等問題做出決策，bim技術(shù)可以對(duì)各種不同的方案進(jìn)行模擬與分析、且為集合更多的參與方投入該階段提供了平臺(tái)，使做出的分析決策早期得到反饋，保證了決策的正確性與可操作性。（2）更加快捷與準(zhǔn)確地繪制3d模型不同于cad技術(shù)下3d模型需要由多個(gè)2d平面圖共同創(chuàng)建

33、，bim軟件可以直接在3d平臺(tái)上繪制3d模型，并且所需的任何平面視圖都可以由該3d模型生成，準(zhǔn)確性更高且直觀快捷，為業(yè)主、施工方、預(yù)制方、設(shè)備供應(yīng)方等項(xiàng)目參與人的溝通協(xié)調(diào)提供了平臺(tái)。（3）多個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)協(xié)作進(jìn)行、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)于傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)模式，各專業(yè)包括建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、機(jī)械、電氣、通信、消防等設(shè)計(jì)之間的矛盾沖突極易出現(xiàn)且難以解決。而bim整體參數(shù)模型可以對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的各系統(tǒng)進(jìn)行空間協(xié)調(diào)、消除碰撞沖突，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間且減少了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤與漏洞。同時(shí)，結(jié)合運(yùn)用與bim建模工具具有相關(guān)性的分析軟件，可以就擬建項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)合理性、空氣流通性、光照、溫度控制、隔音隔熱、供水、廢水處理等多個(gè)方面進(jìn)行分

34、析，并基于分析結(jié)果不斷完善bim模型。（4）對(duì)于設(shè)計(jì)變更可以靈活應(yīng)對(duì)bim整體參數(shù)模型自動(dòng)更新的法則可以讓項(xiàng)目參與方靈活應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)變更，減少例如施工人員與設(shè)計(jì)人員所持圖紙不一致的情況。對(duì)于施工平面圖的一個(gè)細(xì)節(jié)變動(dòng)，revit軟件將自動(dòng)在立面圖、截面圖、3d界面、圖紙信息列表、工期、預(yù)算等所有相關(guān)聯(lián)的地方做出更新修改。（5）提高可施工性設(shè)計(jì)圖紙的實(shí)際可施工性(constructability)是國內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)常遇到的問題。由于專業(yè)化程度的提高及國內(nèi)絕大多數(shù)建設(shè)工程所采用的設(shè)計(jì)與施工分別承發(fā)包模式的局限性，設(shè)計(jì)與施工人員之間的交流甚少，加之很多設(shè)計(jì)人員缺乏施工經(jīng)驗(yàn)，極易導(dǎo)致施工人員難以甚至無法按照設(shè)

35、計(jì)圖紙進(jìn)行施工。bim可以通過提供3d平臺(tái)加強(qiáng)設(shè)計(jì)與施工的交流，讓有經(jīng)驗(yàn)的施工管理人員參與到設(shè)計(jì)階段早期植入可施工性理念，更深入地可以推廣新的工程項(xiàng)目管理模式如一體化項(xiàng)目管理模式 ipd(integrated project delivery mode)以解決可施工性的問題。（6）為精確化預(yù)算提供便利在設(shè)計(jì)的任何階段，bim技術(shù)都可以按照定額計(jì)價(jià)模式根據(jù)當(dāng)前bim模型的工程量給出工程的總概算；隨著初步設(shè)計(jì)的深化，項(xiàng)目各個(gè)方面如建設(shè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、設(shè)備類型等均會(huì)發(fā)生變動(dòng)與修改，bim模型平臺(tái)導(dǎo)出的工程概算可以在簽訂招投標(biāo)合同之前給項(xiàng)目各參與方提供決策參考，也為最終的設(shè)計(jì)概算提供基礎(chǔ)。（7）利于低

36、能耗與可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)初期，利用與bim模型具有互用性的能耗分析軟件就可以為設(shè)計(jì)注入低能耗與可持續(xù)發(fā)展的理念，這是傳統(tǒng)的2d工具所不能實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的2d技術(shù)只能在設(shè)計(jì)完成之后利用獨(dú)立的能耗分析工具介入，這就大大減少了修改設(shè)計(jì)以滿足低能耗需求的可能性。除此之外，各類與bim模型具有互用性的其他軟件都在提高建設(shè)項(xiàng)目整體質(zhì)量上發(fā)揮了重要作用。2.2.3建設(shè)實(shí)施階段對(duì)于傳統(tǒng)cad時(shí)代存在于建設(shè)項(xiàng)目施工階段的2d圖紙可施工性低、施工質(zhì)量不能保證、工期進(jìn)度拖延、工作效率低等缺點(diǎn)，bim所帶來的價(jià)值優(yōu)勢是巨大的。（1）施工前改正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤與漏洞在傳統(tǒng)cad時(shí)代，各系統(tǒng)間的沖突碰撞極難在2d圖紙上識(shí)別，往往

37、直到施工進(jìn)行了一定階段才被發(fā)覺，不得己返工或重新設(shè)計(jì)；而bim模型將各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整合在了一起，系統(tǒng)間的沖突一目了然，在施工前改正解決，加快了施工進(jìn)度、減少了浪費(fèi)、甚至很大程度上減少了各專業(yè)人員間起糾紛不和諧的情況。（2）4d施工模擬、優(yōu)化施工方案bim技術(shù)將與bim模型具有互用性的4d軟件、項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃與bim模型連接起來以動(dòng)態(tài)的三維模式模擬整個(gè)施工過程與施工現(xiàn)場，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題和優(yōu)化施工方案(包括場地、人員、設(shè)備、空間沖突、安全問題等)。同時(shí)，4d施工模擬還包含了臨時(shí)性建筑如起重機(jī)、腳手架、大型設(shè)備等的進(jìn)出場時(shí)間，為節(jié)約成本、優(yōu)化整體進(jìn)度安排提供了幫助。（3）bim模型為預(yù)制加工工業(yè)

38、化的基石細(xì)節(jié)化的構(gòu)件模型（shop model）可以由bim設(shè)計(jì)模型生成，可用來指導(dǎo)預(yù)制生產(chǎn)與施工。由于構(gòu)件是以3d的形式被創(chuàng)建的，這就便于數(shù)控機(jī)械化自動(dòng)生產(chǎn)。當(dāng)前，這種自動(dòng)化的生產(chǎn)模式己經(jīng)成功地運(yùn)用在鋼結(jié)構(gòu)加工與制造、金屬板制造等方面，從而生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件、玻璃制品等。這種模式方便供應(yīng)商根據(jù)設(shè)計(jì)模型對(duì)所需構(gòu)件進(jìn)行細(xì)節(jié)化的設(shè)計(jì)與制造，準(zhǔn)確性高且縮減了造價(jià)與工期;同時(shí)，消除了利用2d圖紙施工由于周圍構(gòu)件與環(huán)境的不確定性導(dǎo)致構(gòu)件無法安裝甚至重新制造的尷尬境地。（4）使精益化施工成為可能由于bim參數(shù)模型提供的信息中包含了每一項(xiàng)工作所需的資源，包括人員、材料、設(shè)備等等，所以其為總承包商與各分包商之間的協(xié)

39、作提供了基石，最大化地保證資源準(zhǔn)時(shí)制管理(just-in-time)、削減不必要的庫存管理工作、減少無用的等待時(shí)間、提高生產(chǎn)效率。2.2.4運(yùn)營維護(hù)階段bim參數(shù)模型可以為業(yè)主提供建設(shè)項(xiàng)目中所有系統(tǒng)的信息，在施工階段做出的修改將全部同步更新到bim參數(shù)模型中形成最終的bim竣工模型(as-built model)，該竣工模型作為各種設(shè)備管理的數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)的維護(hù)提供依據(jù)。此外，bim可同步提供有關(guān)建筑使用情況或性能、入住人員與容量、建筑已用時(shí)間以及建筑財(cái)務(wù)方面的信息；同時(shí)，bim可提供數(shù)字更新記錄，并改善搬遷規(guī)劃與管理。bim還促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)建筑模型對(duì)商業(yè)場地條件(例如零售業(yè)場地，這些場地需要在許多

40、不同地點(diǎn)建造相似的建筑)的適應(yīng)。有關(guān)建筑的物理信息(例如完工情況、承租人或部門分配、家具和設(shè)備庫存)和關(guān)于可出租面積、租賃收入或部門成本分配的重要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都更加易于管理和使用。穩(wěn)定訪問這些類型的信息可以提高建筑運(yùn)營過程中的收益與成本管理水平。3 bim技術(shù)在我國的發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)前，有關(guān)建筑設(shè)計(jì)信息化的各種概念及術(shù)語已日趨普及，同時(shí)各地不斷涌現(xiàn)出一些造型獨(dú)特的地標(biāo)性建筑，這一切似乎預(yù)示著建筑設(shè)計(jì)行業(yè)即將迎來一場技術(shù)變革。建筑設(shè)計(jì)信息化的具體內(nèi)容是什么，主流技術(shù)正朝著什么方向發(fā)展？新技術(shù)是否意味著更多的“奇形怪狀”的建筑作品，國內(nèi)設(shè)計(jì)院所應(yīng)何去何從？要回答這一系列的問題，我們不妨先從協(xié)同設(shè)計(jì)及bim技

41、術(shù)兩方面談起。3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)與bim技術(shù)的融合目前我們所說的協(xié)同設(shè)計(jì)，很大程度上是指基于網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)計(jì)溝通交流手段，以及設(shè)計(jì)流程的組織管理形式。包括：通過cad文件之間的外部參照，使得工種之間的數(shù)據(jù)得到可視化共享；通過網(wǎng)絡(luò)消息、視頻會(huì)議等手段，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員之間可以跨越部門、地域甚至國界進(jìn)行成果交流、開展方案評(píng)審或討論設(shè)計(jì)變更；通過建立網(wǎng)絡(luò)資源庫，使設(shè)計(jì)者能夠獲得統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件的輔助，使項(xiàng)目組成員以特定角色登錄，可以保證成果的實(shí)時(shí)性及唯一性，并實(shí)現(xiàn)正確的設(shè)計(jì)流程管理；針對(duì)設(shè)計(jì)行業(yè)的特殊性，甚至開發(fā)出了基于cad平臺(tái)的協(xié)同工作軟件等等。而bim（建筑信息化模型）的出現(xiàn)，則從另

42、一角度帶來了設(shè)計(jì)方法的革命，其變化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：從二維（以下簡稱2d）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向三維（以下簡稱3d）設(shè)計(jì)；從線條繪圖轉(zhuǎn)向構(gòu)件布置：從單純幾何表現(xiàn)轉(zhuǎn)向全信息模型集成；從各工種單獨(dú)完成項(xiàng)目轉(zhuǎn)向各工種協(xié)同完成項(xiàng)目；從離散的分步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于同一模型的全過程整體設(shè)計(jì)；從單一設(shè)計(jì)交付轉(zhuǎn)向建筑全生命周期支持。bim帶來的是激動(dòng)人心的技術(shù)沖擊，而更加值得注意的是，bim技術(shù)與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)將成為互相依賴、密不可分的整體。協(xié)同是bim的核心概念，同一構(gòu)件元素，只需輸入一次，各工種共享元素?cái)?shù)據(jù)并于不同的專業(yè)角度操作該構(gòu)件元素。從這個(gè)意義上說，協(xié)同已經(jīng)不再是簡單的文件參照?？梢哉fbim技術(shù)將為未來協(xié)同設(shè)計(jì)提供

43、底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。bim帶來的不僅是技術(shù)，也將是新的工作流及新的行業(yè)慣例。因此，未來的協(xié)同設(shè)計(jì)，將不再是單純意義上的設(shè)計(jì)交流、組織及管理手段，它將與bim融合，成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。借助于bim的技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)同的范疇也將從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期，需要設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效率的大幅提升。然而，普遍接受的bim新理念并未普及到實(shí)踐之中，這使得我們感覺有責(zé)任去正視和思考bim設(shè)計(jì)的優(yōu)勢與不足。從理念到實(shí)踐經(jīng)歷一個(gè)漫長的過程是必然的，并且多種現(xiàn)象表明該過程在中國可能要更長一些，但是這不應(yīng)是我們回避問題的理由。3

44、.2 從二維到三維bim設(shè)計(jì)當(dāng)前，2d圖紙是我國建筑設(shè)計(jì)行業(yè)最終交付的設(shè)計(jì)成果，這是目前的行業(yè)慣例。因此，生產(chǎn)流程的組織與管理均圍繞著2d圖紙的形成來進(jìn)行（客觀地說，這是阻礙bim技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因）。2d設(shè)計(jì)通過投影線條、制圖規(guī)則及技術(shù)符號(hào)表達(dá)設(shè)計(jì)成果，圖紙需要人工閱讀方能解釋其含義。2d cad平臺(tái)起到的作用是代替手工繪圖，即我們常說的“甩圖板”。2d設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于四個(gè)方面：一是對(duì)硬件要求低（2d平臺(tái)是早期計(jì)算機(jī)唯一能夠支持的cad平臺(tái)）；二是易于培訓(xùn)，建筑師和工程師在學(xué)習(xí)了2d基本繪圖命令，相對(duì)于可以代替繪圖板及尺規(guī)等基本工具以后，就可以開始工作了：三是靈活，用戶可以隨心所欲地通

45、過圖形線條表達(dá)設(shè)計(jì)內(nèi)容，只要該建筑用2d圖形可以表達(dá)，就不存在繪制不出來的問題。應(yīng)該說，大多數(shù)的情況下，2d的表達(dá)是可以滿足建筑設(shè)計(jì)要求的；四是基于2d cad平臺(tái)有著大量的第三方專業(yè)輔助軟件，這些軟件大幅提高了2d設(shè)計(jì)的繪圖效率。除了日益復(fù)雜的建筑功能要求之外，人類在建筑創(chuàng)作過程中，對(duì)于美感的追求實(shí)際上永遠(yuǎn)是第一位的。盡管最能激發(fā)想象力的復(fù)雜曲面被認(rèn)為是一種“高技術(shù)”和“后現(xiàn)代”的設(shè)計(jì)手法，實(shí)際上甚至遠(yuǎn)在計(jì)算機(jī)沒有出現(xiàn)，數(shù)學(xué)也很初級(jí)的古代，人類就開始了對(duì)于曲面美的探索，并用于一些著名建筑之中。因此，擁有了現(xiàn)代技術(shù)的設(shè)計(jì)師們，自然更加渴望駕馭復(fù)雜多變，更富美感的自由曲面。然而，令2d設(shè)計(jì)技術(shù)汗

46、顏的是，它甚至連這類建筑最基本的幾何形態(tài)也無法表達(dá)。在這種情況下，3d設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生了。3d設(shè)計(jì)能夠精確表達(dá)建筑的幾何特征，相對(duì)于2d繪圖，3d設(shè)計(jì)不存在幾何表達(dá)障礙對(duì)任意復(fù)雜的建筑造型均能準(zhǔn)確表現(xiàn)。去年國慶前評(píng)選出的“北京當(dāng)代十大建筑”中，首都機(jī)場3號(hào)航站樓、國家大劇院、國家游泳中心等著名建筑名列前茅，這些建筑的共同特點(diǎn)是無法完全由2d圖形進(jìn)行表達(dá)，這也預(yù)示著3d將成為高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域的必由之路。盡管3d是bim設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但不是其全部。通過進(jìn)一步將非幾何信息集成到3d構(gòu)件中，如材料特征、物理特征、力學(xué)參數(shù)、設(shè)計(jì)屬性、價(jià)格參數(shù)、廠商信息等，使得建筑構(gòu)件成為智能實(shí)體，3d模型升級(jí)為bim模型。bim

47、模型可以通過圖形運(yùn)算并考慮專業(yè)出圖規(guī)則自動(dòng)獲得2d圖紙，并可以提取出其它的文檔，如工程量統(tǒng)計(jì)表等，還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結(jié)構(gòu)分析、照明分析、聲學(xué)分析、客流物流分析等諸多方面。 純粹的3d設(shè)計(jì)，其效率要比2d設(shè)計(jì)低得多。地標(biāo)性建筑可以不記成本，不記效率，但大眾化的設(shè)計(jì)則不可取?？上驳氖?，為提高設(shè)計(jì)效率，主流bim設(shè)計(jì)軟件如autodesk revit系列、bentley building系列，以及graphisoft的archicad均取得了不俗的效果。這些基于3d技術(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，用于普通設(shè)計(jì)的效率達(dá)到甚至超過了相同建筑的2d設(shè)計(jì)。這些bim設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)本是激動(dòng)人心的事情

48、，然而在經(jīng)歷了相當(dāng)長的時(shí)期之后，在我國并沒有真正普及。實(shí)際上，即使在其它國家，例如亞洲的鄰國日本，bim設(shè)計(jì)技術(shù)也尚未廣泛推廣。3.3 影響bim普及的主要因素（1）機(jī)制不協(xié)調(diào)bim應(yīng)用不僅帶來技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，還影響到設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工作流程。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)用bim軟件不可避免地會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)影響到個(gè)人及部門利益，并且一般情況下設(shè)計(jì)師無法獲得相關(guān)的利益補(bǔ)償。因此，在沒有切實(shí)的技術(shù)保障和配套管理機(jī)制的情況下，強(qiáng)制在單位或部門推廣bim是不太現(xiàn)實(shí)的。另外，由于目前的設(shè)計(jì)成果仍是以2d圖紙表達(dá)的，bim技術(shù)在2d圖紙成圖方面仍存在著一定程序的細(xì)節(jié)不到位，表達(dá)不規(guī)范的現(xiàn)象。因此，一方面應(yīng)完善bim軟件的2d圖檔功能

49、，另一方面國家相關(guān)部門也應(yīng)該結(jié)合技術(shù)進(jìn)步，適當(dāng)改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)交付方式及制圖規(guī)范，甚至能做到以3d bim模型作為設(shè)計(jì)成果載體。（2）任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)我國普遍存在著項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期短、工期緊張的情況，bim軟件在初期應(yīng)用過程中，不可避免地會(huì)存在技術(shù)障礙，這有可能導(dǎo)致無法按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)。（3）使用要求高，培訓(xùn)難度大盡管主流bim軟件一再強(qiáng)調(diào)其易學(xué)易用性，實(shí)際上相對(duì)2d設(shè)計(jì)而言，bim軟件培訓(xùn)難度還是比較大的，對(duì)于一部分設(shè)計(jì)人員來說熟練掌握bim技術(shù)有一定難度。另外，復(fù)雜模型的創(chuàng)建甚至要求建筑師具備良好的數(shù)學(xué)功底及一定的編程能力，或有相關(guān)cad程序工程師的配合，這無形中也提高了應(yīng)用難度。（4）bim技術(shù)支持不

50、到位bim軟件供應(yīng)商不可能對(duì)客戶提供長期而充分的技術(shù)支持。通常情況下，最有效的技術(shù)支持是在良好的成規(guī)模的應(yīng)用環(huán)境中客戶之間的相互學(xué)習(xí)，而環(huán)境的培育需要時(shí)間和努力。各設(shè)計(jì)單位首先應(yīng)建立自己的bim技術(shù)中心，以確保本單位獲得有效的技術(shù)支持。這種情況在一些實(shí)力較強(qiáng)的設(shè)計(jì)院所應(yīng)率先實(shí)現(xiàn)，這也是有實(shí)力的設(shè)計(jì)公司及事務(wù)所的通用作法，在愈來愈強(qiáng)調(diào)分工協(xié)作的今天，bim技術(shù)中心將成為必不可少的保障部門。（5）軟件體系不健全現(xiàn)階段bim軟件存在一些弱點(diǎn)：本地化不夠徹底，工種配合不夠完善，細(xì)節(jié)不到位，特別是缺乏本土第三方軟件的支持。軟件的本地化工作，除原開發(fā)廠商結(jié)合地域特點(diǎn)增加自身功能特色之外，本土第三方軟件產(chǎn)品

51、也會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。2d設(shè)計(jì)方面，在我國建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各專業(yè)實(shí)際上均在大量使用國內(nèi)研發(fā)的基于autocad平臺(tái)的第三方工具軟件，這些產(chǎn)品大幅提高了設(shè)計(jì)效率，推廣bim應(yīng)借鑒這些寶貴經(jīng)驗(yàn)。首都機(jī)場3號(hào)航站樓、國家大劇院，以及在建的上海中心、甚至地方的重要建筑如廣州歌劇院、重慶歌劇院等，無一例外地交給了國外的設(shè)計(jì)事務(wù)所。建筑高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域還相當(dāng)缺乏國內(nèi)同行的聲音。這種局面值得國內(nèi)同行警醒，我們已到了應(yīng)該付出切實(shí)努力并迎頭趕上的時(shí)候了。為在我院推廣普及bim技術(shù)，我院已委托具備項(xiàng)目設(shè)計(jì)、技術(shù)研究及cad開發(fā)綜合能力的工程軟件室擔(dān)當(dāng)了bim研究中心的角色，制定了詳細(xì)的bim實(shí)施路線，包括技術(shù)

52、研究、技術(shù)培訓(xùn)、試點(diǎn)設(shè)計(jì)、技術(shù)支持、配套研發(fā)等實(shí)施環(huán)節(jié)，以期在bim技術(shù)領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。4 bim技術(shù)在我國的應(yīng)用推廣情況bim技術(shù)無疑已成為未來的發(fā)展趨勢，在這種背景下，我國的cad產(chǎn)業(yè)也面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。以浩辰、中望、caxa等為代表的一批國產(chǎn)cad軟件已實(shí)現(xiàn)了2d繪圖平臺(tái)的功能（其中caxa甚至在三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域也已獨(dú)樹一幟），并整合了一批專業(yè)軟件，形成了“cad聯(lián)盟”、“cad聯(lián)合體”等組織，為國內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)提供了實(shí)用解決方案。這些解決方案來源于國內(nèi)的實(shí)踐，很適合中國國情，已經(jīng)取得了很好的實(shí)際效果。對(duì)于國產(chǎn)cad來說，當(dāng)務(wù)之急是如何做好應(yīng)對(duì)bim技術(shù)的準(zhǔn)備，做出更具前瞻性的決策。4.1

53、 中國bim軟件現(xiàn)狀與目前普及應(yīng)用的cad技術(shù)比較，bim中一個(gè)非常突出的特點(diǎn)就是：bim不是一個(gè)軟件能完成的工作。目前，國外主流bim設(shè)計(jì)軟件有autodesk revit系列、benetly building系列，以及graphsoft的archicad等，以這些軟件為核心的bim平臺(tái)均為開放的，有很強(qiáng)大的二次開發(fā)端口，讓很多專業(yè)人員能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行二次開發(fā)。雖然國外的這些軟件已進(jìn)入我國市場，但是目前還不能很好地滿足我國規(guī)范要求，而這些軟件是bim技術(shù)推廣的基礎(chǔ)，另外，我國要自主研發(fā)bim應(yīng)用軟件。其實(shí)在目前來講，我國建設(shè)工程各階段具有很好的應(yīng)用軟件基礎(chǔ)，一批專業(yè)應(yīng)用軟件已具有較高的市

54、場覆蓋率，可以基于這些軟件的系統(tǒng)架構(gòu)、專業(yè)功能、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范集成功能、操作習(xí)慣及市場格局等，提升它們的bim能力和專業(yè)功能，并解決各軟件間信息交互性問題，即可成為我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專業(yè)bim軟件。因此，在國家“十一五”的科技支撐計(jì)劃中開展了對(duì)于bim技術(shù)的進(jìn)一步研究，清華大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院、北京航空航天大學(xué)共同承接的“基于bim技術(shù)的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”項(xiàng)目目標(biāo)是將bim技術(shù)和ifc標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、成本預(yù)測、建筑節(jié)能、施工優(yōu)化、安全分析、耐久性評(píng)估、信息資源利用等7個(gè)方面。季俊等在闡述bim技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研究了鋼結(jié)構(gòu)bim三維可視化信息、制造業(yè)信息及分析信息的集成技術(shù)，并在

55、autodesk平臺(tái)上，選用objectarx技術(shù)開發(fā)了基于上述信息的輕鋼廠房鋼構(gòu)、重鋼廠房結(jié)構(gòu)及多高層鋼框架結(jié)構(gòu)bim軟件，實(shí)現(xiàn)了bim與輕、重鋼廠房和高層鋼結(jié)構(gòu)工程的各個(gè)階段的數(shù)據(jù)接口。劉照球等構(gòu)建了一種主要涵蓋建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的信息模型集成框架體系，該體系可初步實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)模型信息的集成，為研發(fā)基于bim技術(shù)的下一代建筑工程軟件系統(tǒng)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。馬智亮深入分析了國內(nèi)外現(xiàn)行建筑工程預(yù)算軟件的現(xiàn)狀，并基于bim技術(shù)提出了我國下一代建筑工程預(yù)算軟件框架。馬智亮等還建立了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)和idf格式的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)信息模型，然后基于該模型，建立并實(shí)現(xiàn)了由節(jié)能設(shè)計(jì)ifc數(shù)據(jù)生成idf數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換機(jī)

56、制。該轉(zhuǎn)換機(jī)制為開發(fā)基于bim的我國建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件奠定了基礎(chǔ)。馬智亮研究組建立了下一代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件的總體框架模型并進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。陸寧建立了施工企業(yè)信息資源利用概念框架，建立了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的信息資源模型并成功將ifc數(shù)據(jù)映射形成信息資源，最后設(shè)計(jì)開發(fā)了施工企業(yè)信息資源利用系統(tǒng)inforeuse。魏振華、馬智亮在c+語言開發(fā)環(huán)境下，研制了一種可以靈活運(yùn)用bim軟件開發(fā)的三維圖形交互模塊3dgi，并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。曾旭東教授研究了bim技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，提出將bim技術(shù)與建筑能耗分析軟件結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)的新方法。王琳等通過結(jié)合bim技術(shù)和成熟的面向?qū)ο蠼ㄖO(shè)計(jì)軟件abd，研究了構(gòu)建基

57、于bim技術(shù)為特征的下一代建筑工程應(yīng)用軟件等技術(shù)。張雷等利用三維數(shù)據(jù)信息可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了以綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的綠色評(píng)價(jià)功能。清華大學(xué)土木工程系教授張建平領(lǐng)導(dǎo)的課題組目前正專注于4d研究，該課題組從1991年開始就致力于建筑施工進(jìn)度與場地布置三維可視化模擬和動(dòng)態(tài)管理方面的研究；1995年，該課題組研發(fā)成功了用于多層建筑施工進(jìn)度與場地利用的體現(xiàn)4d的概念的gcpsu系統(tǒng)；2000年該課題組王倩基于gcpsu系統(tǒng)提出了可以將施工對(duì)象、場地三維模型、project進(jìn)度管理鏈接起來的4d施工管理模型4dsmm；2002年，該課題組王洪鈞提出了一個(gè)擴(kuò)展的4d施工管理模型4dsmm+(4d site m

58、anagement model+)。2002年之后，經(jīng)過研究的不斷深入和完善，4d施工管理系統(tǒng)不但應(yīng)用到了實(shí)際中，且達(dá)到了國際先進(jìn)水平。2003年12月，基于4dsm+開發(fā)的建筑施工4d項(xiàng)目管理系統(tǒng)4d-gcpsu應(yīng)用于北京奧運(yùn)會(huì)國家體育場工程投入使用。2005年開發(fā)出了“建筑工程4d施工管理系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一、有效的施工管理數(shù)據(jù)的集成化管理。2009年張建平等通過引入4d信息模型以提供統(tǒng)一的信息平臺(tái)環(huán)境并解決相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了針對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的靜態(tài)預(yù)警機(jī)制和基于趨勢預(yù)測的動(dòng)態(tài)預(yù)警機(jī)制。張建平等人還對(duì)面向建筑全生命周期的集成bim建模技術(shù)進(jìn)行了研究。開發(fā)了bim數(shù)據(jù)集成與服務(wù)平臺(tái)(bim date integration and server platform，bimdisp)，提出了集成4d技術(shù)和過程模擬的建筑施工計(jì)劃管理及優(yōu)化方法，開發(fā)了相應(yīng)的集成系統(tǒng)。bim技術(shù)在物業(yè)管理階段的應(yīng)用研究