BIM及在國內(nèi)的發(fā)展

1、何為BIM?國際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(FacilitiesInformationCouncil)如下定義：BIM(BuildingInformationModeling,建筑信息模型)是利用開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)施的物理和功能特性與其相關(guān)的項目生命周期信息進(jìn)行數(shù)字化形式的表現(xiàn)，從而為項目決策提供支持，有利于更好地實現(xiàn)項目的價值。在其補(bǔ)充說明中強(qiáng)調(diào)，BIM將所有的相關(guān)方面集成在一個連貫有序的數(shù)據(jù)組織中，相關(guān)的應(yīng)用軟件在被許可的情況下可以獲取、修改或增加數(shù)據(jù)。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個完善的信息

2、模型，能夠連接建筑項目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，可被建設(shè)項目各參與方普遍使用。BIM綜合了所有幾何模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個建筑項目整個生命周期內(nèi)的信息整合到一個單獨的模型中，包括了施工進(jìn)度、建造過程、維護(hù)管理等過程的所有信息。在建筑工程領(lǐng)域，如果將CAD技術(shù)的應(yīng)用視為建筑工程設(shè)計的第一次變革，BIM的出現(xiàn)將引發(fā)整個A/E/C(Architecture/Engineering/Construction)領(lǐng)域的第二次革命。BIM研究的目的是從根本上解決項目規(guī)劃、設(shè)計、施工、維護(hù)管理各階段與應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層，實現(xiàn)全過程的工程信息管理乃至建筑生命期管理

3、(BuildingLifecycleManagement,BLM)。國際協(xié)同工作聯(lián)盟(IAI)推出的IFC(IndustryFoundationClasses)為BIM的實現(xiàn)提供了建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著BIM概念的成熟。BIM已成為當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)的研究和應(yīng)用熱點。BIM的應(yīng)用不僅局限于設(shè)計階段，而是貫穿于整個建筑工程項目全生命周期的各個階段：設(shè)計、施工和運(yùn)營管理。BIM的特征：1 .模型信息的完備性。除了對工程對象進(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，如對象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設(shè)計信息；施工工序、進(jìn)度、成本、質(zhì)量以與人力、機(jī)械、材料資源

4、等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等維護(hù)信息；對象之間的工程邏輯關(guān)系等。2 .模型信息的關(guān)聯(lián)性。信息模型中的對象是可識別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文檔。如果模型中的某個對象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對象都會隨之更新，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演化，模型對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誤。BIM與CAD的比較：BIM是繼CAD（puterAidedDesign，計算機(jī)輔助設(shè)計）之后的新生代,BIM從CAD

5、擴(kuò)展到了更多的軟件程序領(lǐng)域，如工程造價、進(jìn)度安排等，此外其還蘊(yùn)藏著服務(wù)于設(shè)備管理等方面的潛能。1) CAD技術(shù)中的點、線、面等無專業(yè)意義。而BIM技術(shù)的基本元素，如：墻、窗、門等，不但具有幾何特性，同時還具有建筑物理特征和功能特征的構(gòu)件。2) CAD技術(shù)中如果想改動圖元的位置大小或者其他信息，需要再次畫圖，或者通過拉伸命令調(diào)整大小。而BIM技術(shù)則將建筑構(gòu)件參數(shù)化，附有建筑屆性，在“族”的概念下，只需要更改屆性，就可以調(diào)節(jié)構(gòu)件的尺寸、樣式、材質(zhì)、顏色等。3) CAD技術(shù)表達(dá)的各個建筑元素之間沒有相關(guān)性，而BIM技術(shù)中的構(gòu)件則相互關(guān)聯(lián)。例如刪除一面墻，墻上的窗和門跟著自動刪除；刪除一扇窗，墻上原來

6、窗的位置會自動恢復(fù)為完整的墻。4) CAD軟件在平面上進(jìn)行一次修改，則其它各面都需要進(jìn)行人工修改，如果操作不當(dāng)會出現(xiàn)不同角度視圖不一致的低級錯誤。而BIM軟件進(jìn)行一次修改，則平面、立面、剖面、三維視圖、明細(xì)表等都自動進(jìn)行相關(guān)修改，實現(xiàn)了一處改動，處處改動。5) CAD技術(shù)提供的建筑信息非常有限，它只是將紙質(zhì)圖紙電子化，不具備專業(yè)知識的人是無法看懂圖紙的。但BIM技術(shù)包含了建筑的全部信息，不僅可以提供形象可視的二維和三維圖紙，而且可以提供工程量活單、施工管理、虛擬建造、造價估算等更加豐富的信息，便于項目各個部門的相互溝通，協(xié)同工作。BIM較CAD的五大優(yōu)勢：1. 可視化：模型三維的立體實物圖形可

7、視，項目設(shè)計、建造、運(yùn)營等整個建設(shè)過程可視，可方便進(jìn)行更好的溝通、討論與決策。如圖1示。圖1BIM可視化圖示2. 協(xié)調(diào)性：各行業(yè)項目信息易出現(xiàn)“不兼容”現(xiàn)象，如：管道與結(jié)構(gòu)沖突，預(yù)留的洞口沒留或尺寸不對等情況。使用有效BIM協(xié)調(diào)流程進(jìn)行協(xié)調(diào)綜合，減少不合理變更方案或問題變更方案。世博奧地利館的設(shè)計為BIM成功應(yīng)用的典例。圖2為世博奧地利館外觀圖，圖3、4與5分別為該館建筑專業(yè)BIM模型、結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM模型、機(jī)電專業(yè)BIM模型。圖（2）世博奧地利館外觀圖圖3建筑專業(yè)BIM模型圖4結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM模型圖5機(jī)電專業(yè)BIM模型模擬性：包括3D畫面的模擬，能效、緊急疏散、日照、熱能傳導(dǎo)等的模擬，4D（時間

8、上）的模擬，5D（造價控制上）的模擬，對地震人員逃生與消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。圖6為某一建筑的3D模擬。圖6建筑的3D模擬3. 優(yōu)化性：BIM與與其配套的各種優(yōu)化工具能對項目進(jìn)行可能的優(yōu)化處理如：利用模型提供的各種信息來優(yōu)化幾何、物理、規(guī)則、建筑物變化以后的各種情況信息。4. 可出圖性：如綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進(jìn)方案等實用的施工圖紙。BIM在設(shè)計、施工、維護(hù)階段的應(yīng)用1.基丁BIM的工程設(shè)計：實現(xiàn)三維設(shè)計。能夠根據(jù)3D模型自動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，與之關(guān)聯(lián)的圖形和文檔將自動更新；設(shè)計過程中所創(chuàng)建的對象存在

9、著內(nèi)建的邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系，當(dāng)某個對象發(fā)生變化時，與之關(guān)聯(lián)的對象隨之變化。實現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計之間的信息共享。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、歧義和錯誤。實現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計。某個專業(yè)設(shè)計的對象被修改，其他專業(yè)設(shè)計中的該對象會隨之更新。實現(xiàn)虛擬設(shè)計和智能設(shè)計。實現(xiàn)設(shè)計碰撞檢測、能耗分析、成本預(yù)測等。2.基于BIM的施工與管理：實現(xiàn)集成項目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理。把項目主要參與方在設(shè)計階段就集合在一起，著眼于項目的全生命期，利用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計、建造、維護(hù)與管理。實現(xiàn)動態(tài)、集成和可視化的4

10、D施工管理。將建筑物與施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相，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。實現(xiàn)建設(shè)項目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動態(tài)集成管理與施工過程的可視化模擬。實現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作。項目各參與方信息共享，基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批與利用。項目各參與方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，進(jìn)行工程洽商、協(xié)調(diào)，實現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的管理和監(jiān)控。實現(xiàn)虛擬施工。在計算機(jī)上執(zhí)行建造過程，虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能與可建造性等潛在問題進(jìn)行預(yù)測,包括施工方法實驗、施工過程模擬與施工方案優(yōu)化等。4、基于BIM的建筑運(yùn)營維護(hù)管理綜合應(yīng)

11、用GIS技術(shù)，將BIM與維護(hù)管理計劃相，實現(xiàn)建筑物業(yè)管理與樓宇設(shè)備的實時監(jiān)控相集成的智能化和可視化管理。基于BIM進(jìn)行運(yùn)營階段的能耗分析和節(jié)能控制。結(jié)合運(yùn)營階段的環(huán)境影響和災(zāi)害破壞，針對結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化與災(zāi)害破壞，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)安全性、耐久性分析與預(yù)測。BIM在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀BIM在國外的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家均開始廣泛使用。應(yīng)用領(lǐng)域貫穿整個設(shè)計階段、施工階段以與建成后的維護(hù)和管理階段。大企業(yè)已經(jīng)具備BIM技術(shù)能力，同時BIM專業(yè)咨詢公司已經(jīng)出現(xiàn)，為中小企業(yè)應(yīng)用BIM提供有力支持。BIM在國內(nèi)也開始廣泛受到重視，國家已經(jīng)將BIM建筑信息模型系統(tǒng)作為國家科技部”十二五”的重點研究項目建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，并被住建部認(rèn)可為”建筑信息化的最佳解決方案"。BIM對中國工程建設(shè)行業(yè)舉足輕重的作用。不可忽視的就是中國巨大的建設(shè)量，在這樣的背景