智能物流裝備項目建筑工程方案

智能物流裝備項目

建筑工程方案

XXX集團有限公司

目錄

一、新一代智能制造技術在建筑業(yè)的應用..............................3

二、智能建筑與智慧城市.............................................6

三、BIM技術在運營維護階段的應用..................................15

四、BIM技術在規(guī)劃設計階段的應用..................................19

五、BIM技術發(fā)展趨勢..............................................29

六、BIM技術應用價值價值..........................................32

七、鋼結構體系....................................................35

八、木結構體系....................................................42

九、綠色建筑的特征................................................48

十、綠色建筑相關政策及標準.......................................49

十一、評價時點與方法..............................................53

十二、評價單元及內(nèi)容..............................................54

十三、竣工決算編制................................................55

十四、竣工決算報批................................................58

十五、建筑安裝工程費用............................................59

十六、工程建設其他費用............................................64

十七、合同價款調整................................................67

十八、合同價款結算................................................74

十九、項目基本情況................................................80

二十、公司基本情況................................................82

二十一、項目投資分析..............................................84

建設投資估算表.....................................................86

建設期利息估算表...................................................87

流動資金估算表.....................................................88

總投資及構成一覽表.................................................90

項目投資計劃與資金籌措一覽表......................................91

二十二、項目經(jīng)濟效益分析..........................................92

營業(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表................................92

綜合總成本費用估算表...............................................94

利潤及利潤分配表...................................................95

項目投資現(xiàn)金流量表.................................................98

借款還本付息計劃表................................................100

一、新一代智能制造技術在建筑業(yè)的應用

智能制造可歸納為三個基本范式，即數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化

制造、數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是

新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合，貫穿于產(chǎn)品設計、

制造、服務全壽命期各個環(huán)節(jié)及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成，不斷提升企業(yè)

的產(chǎn)品質量、效益、服務水平，減少資源能耗，是新一輪工業(yè)革命的

核心驅動力，是今后數(shù)十年制造業(yè)轉型升級的主要路徑?！叭?信息-

物理系統(tǒng)”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智

能制造的技術機理，能夠有效指導新一代智能制造的理論研究和工程

實踐。

（1）傳統(tǒng)制造與“人-物理系統(tǒng)"（Human-PhySicalSyStemS,

HPS）o傳統(tǒng)制造系統(tǒng)包含人和物理系統(tǒng)兩大部分，是完全通過人對機

器的操作控制來完成各種工作任務。動力革命極大地提高了物理系統(tǒng)

（機器）的生產(chǎn)效率和質量，物理系統(tǒng)（機器）代替了人類大量體力

勞動。傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中，要求人完成信息感知、分析決策、操作控制

及認知學習等多方面任務，不僅對人的要求高，勞動強度大，而且系

統(tǒng)工作效率、質量還不夠高，完成復雜工作任務的能力還很有限。

（2）新一代智能制造與新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”。與傳統(tǒng)制

造系統(tǒng)相比，智能制造系統(tǒng)的本質變化是在人和物理系統(tǒng)之間增加信

息系統(tǒng)，形成“人一信息-物理系統(tǒng)”。隨著新一代人工智能技術的發(fā)

展，“人一信息一物理系統(tǒng)”發(fā)生質的變化，形成新一代“人一信息

物理系統(tǒng)”。新一代智能制造系統(tǒng)最本質的特征是其信息系統(tǒng)增加了

認知和學習功能，信息系統(tǒng)不僅具有強大的感知、計算分析與控制能

力，更具有學習提升、產(chǎn)生知識的能力。

（二）3D打印技術

1、基本原理

（1）建筑3D打印技術作為新型數(shù)字建造技術，集成了計算機技

術、數(shù)控技術、材料成型技術等，采用材料分層疊加的基本原理，由

計算機獲取三維建筑模型的形狀、尺寸及其他相關信息，并對其進行

一定處理，按某一方向（通常為Z向）將模型分解成具有一定厚度的

層片文件（包含二維輪廓信息）然后對文件進行檢驗或修正并生成正

確的數(shù)控程序，最后由數(shù)控系統(tǒng)控制機械裝置按照指定路徑運動實現(xiàn)

建筑物或構筑物的自動建造，也被稱為“增材建造

（additivecOnStructiOn）三維模型建立與近似處理。三維建模方法

有兩種：首先，通過建筑參數(shù)化建模軟件（如Revit,3Dmax等）直接

建模；其次，利用逆向工程（reverSeengineering,RE）或反求工程

（如三維掃描等）通過點云數(shù)據(jù)構造出三維模型。然后用軟件將三維

模型導出為特定的近似模擬文件，如STL格式文件等，為后續(xù)工作做

好準備。

（2）模型切片與路徑規(guī)劃。將三維模型模擬文件導入建筑3D打

印數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)對模型進行兩步處理

①用一系列平行、等間距的二維模型進行擬合，即分層切片處理。

②將切片得到的層片輪廓轉化為打印噴嘴的運行填充路徑，即層

片路徑規(guī)劃。

2、機器人建造特征

人機共生下的全新工作模式可以歸結為以下三個特征：一體化、

體外化和虛擬/物質化的數(shù)字。

(1)一體化。一體化的首要特征是人的思維與機器運算思維的打

通，其次是設計與建造的打通。這一切是建立在建筑設計方法從幾何

參數(shù)化、性能參數(shù)化到建造參數(shù)化的一體化聯(lián)動基礎之上的。

(2)體外化。體外化則是對待人體與機器的基本態(tài)度。機器不是

人在思維和身體上的延伸，而是獨立于人體，有著與人類不同的能力

與思考方式,因此它們應作為“合作同伴(partnerShipp”參與到設

計過程中。機器的目的不是主導設計，而是在預設條件下增強人的能

力。

(3)虛擬化/物質化的數(shù)字李生。虛擬化/物質化的數(shù)字李生是人

機協(xié)作成果獲得直接體現(xiàn)的重要原因，無論是可視化、參數(shù)化還是性

能化模擬，都在追求虛擬空間中的數(shù)字信能息與物理空間中的實體事

物之間精確的映射關系，也是將可視化信息轉化為實體建造的關鍵，

這種共生關系為形式生成、材料分布帶來新的可能。

二、智能建筑與智慧城市

(-)智能建筑

智能建筑概念源于美國。美國智能建筑學會認為：智能建筑是對

建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理四個基本要素進行最優(yōu)化組合，為

用戶提供一個高效率并具有經(jīng)濟效益的環(huán)境。

我國智能建筑起步于20世紀90年代，在90年代中后期達到建設

高峰。2015年H月正式實施的《智能建筑設計標準》(GB50314-2015)

將智能建筑定義為：以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合

應用，集架構、系統(tǒng)、應用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳

輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)

境互為協(xié)調的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功

能環(huán)境的建筑。

1、智能建筑基本構成

智能建筑以增強建筑物科技功能、提升智能化系統(tǒng)的技術功效和

綠色建筑為目標，追求功能實用、技術適時、安全高效、運營規(guī)范和

經(jīng)濟合理。智能建筑通常由信息化應用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息

設施系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、應急響應系統(tǒng)、智能

化系統(tǒng)機房工程等組成。

(1)信息化應用系統(tǒng)。信息化應用系統(tǒng)是指以信息設施系統(tǒng)和建

筑設備管理系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)為基礎，為滿足建筑物各類專業(yè)化業(yè)務、

規(guī)范化運營及管理需要，由多種類信息設施、操作程序和相關應用設

備等組合而成的系統(tǒng)。信息化應用系統(tǒng)包括公共服務、智能卡應用、

物業(yè)管理、信息設施運行管理、信息安全管理、通用業(yè)務和專業(yè)業(yè)務

等應用功能。

(2)智能化集成系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)是指為實現(xiàn)建筑物運營及

管理目標，基于統(tǒng)一的信息平臺，以多種類智能化信息集成方式，形

成的具有信息匯聚、資源共享、協(xié)同運行、優(yōu)化管理等綜合應用功能

的系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)由智能化信息集成系統(tǒng)與集成信息應用系統(tǒng)

組成，采用智能化信息資源共享和協(xié)同運行的架構形式，以實現(xiàn)綠色

建筑，滿足建筑的業(yè)務功能、物業(yè)運營及管理模式的應用需求為目標。

(3)信息設施系統(tǒng)。信息設施系統(tǒng)是指為滿足建筑物的應用與管

理對信息通信的需求，將各類具有接收、交換、傳輸、處理、存儲和

顯示等功能的信息系統(tǒng)整合，形成建筑物公共通信服務綜合基礎條件

的系統(tǒng)。信息設施系統(tǒng)包括信息接入系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、移動通信室內(nèi)

信號覆蓋系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、用戶電話交換系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、

信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、會議

系統(tǒng)、信息導引及發(fā)布系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等。

(4)建筑設備管理系統(tǒng)。建筑設備管理系統(tǒng)是指對建筑設備監(jiān)控

和公共安全系統(tǒng)等實施綜合管理的系統(tǒng)，其包括建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)、

建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)，以及需要納入管理的其他業(yè)務設施系統(tǒng)，以節(jié)約

資源、優(yōu)化環(huán)境質量管理為目標，具有建筑設備能耗監(jiān)測，運行監(jiān)控

信息互為關聯(lián)、共享的功能。

（5）公共安全系統(tǒng)。公共安全系統(tǒng)是指為維護公共安全，運用現(xiàn)

代化科學技術，具有以應對危害社會安全的各類突發(fā)事件而構建的綜

合技術防范或安全保障體系綜合功能的系統(tǒng)，其包括安全防范綜合管

理和入侵報警、視頻安防監(jiān)控、出入口控制、電子巡查、訪客對講、

停車場（庫）管理系統(tǒng)等。

（6）應急響應系統(tǒng)。應急響應系統(tǒng)是指為應對各類突發(fā)公共安全

事件，提高應急響應速度和決策指揮能力，有效預防、控制和消除突

發(fā)公共安全事件的危害，具有應急技術體系和響應處置功能的應急響

應保障機制或履行協(xié)調指揮職能的系統(tǒng)。

（7）智能化系統(tǒng)機房工程。智能化系統(tǒng)機房工程是指為提供機房

內(nèi)各智能化系統(tǒng)設備及裝置的安置和運行條件，以確保各智能化系統(tǒng)

安全、可靠和高效地運行與便于維護建筑功能環(huán)境而實施的綜合工程。

智能化系統(tǒng)機房包括信息接入機房、有線電視前端機房、信息設施系

統(tǒng)總配線機房、智能化總控室、信息網(wǎng)絡機房、用戶電話交換機房、

消防控制室、安防監(jiān)控中心、應急響應中心和智能化設備間（弱電間、

電信間）等。機房工程緊急廣播系統(tǒng)備用電源的持續(xù)供電時間，必須

與消防疏散指示標志，照明備用電源的連續(xù)供電時間一致。

2、智能建筑技術基礎

計算村與通信技術是構建信息系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡的基礎，能實現(xiàn)對

建筑內(nèi)外相關的語音、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體等形式的信息予以接收、

交換、傳輸、處理、存儲、檢索與顯示等功能。自動化控制技術通過

信息網(wǎng)絡、管理的硬件設施對建筑設備運轉的實時監(jiān)控，根據(jù)外界條

件、環(huán)境因素、負載變化情況自動調節(jié)設備，使設備運行始終處于最

佳狀態(tài)，對電力、供熱、供水等能源的調節(jié)，安全、舒適、節(jié)能。

(二)智慧城市

2009年美國政府在經(jīng)濟復興計劃中首次描述美國智慧城市的概念。

2012年我國智慧城市試點全面啟動。我國《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十

三個五年規(guī)劃綱要》提出：以基礎設施智能化、公共服務便利化、社

會治理精細化為重點，充分運用現(xiàn)代信息技術和大數(shù)據(jù)，建設一批新

型示范智慧城市。截至2018年11月，全國100%副省級以上城市、90%

地級以上城市，總計700多個城市提出或在建智慧城市，已有277個

智慧城市試點和3個新型智慧城市試點。

《智慧城市術語》(GB/T37043-2018)將智慧城市定義為：運用

信息通信技術，有效整合各類城市管理系統(tǒng)，實現(xiàn)城市各系統(tǒng)間信息

資源共享和業(yè)務協(xié)同，推動城市管理和服務智慧化，提升城市運行管

理和公共服務水平，提高城市居民幸福感和滿意度，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

的一種創(chuàng)新型城市。

1、智慧城市頂層設計

智慧城市頂層設計是指從城市發(fā)展需求出發(fā)，運用體系工程方法

統(tǒng)籌協(xié)調城市各要素，開展智慧城市需求分析，對智慧城市建設目標、

總體框架、建設內(nèi)容、實施路徑等方面進行整體性規(guī)劃和設計的過程。

（1）基本原則。智慧城市頂層設計遵循以下基本原則。1）以人

為本。以“為民、便民、惠民”為導向。

2）因城施策。依據(jù)城市戰(zhàn)略定位、歷史文化、資源稟賦、信息化

基礎設施及經(jīng)濟社會發(fā)展水平等方面進行科學定位，合理配置資源，

有針對性地進行規(guī)劃和設計。

3）融合共享。以實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務融合、技術融合，以及跨部

門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務、跨層級、跨地域的協(xié)同管理和服務為目標。

4）協(xié)同發(fā)展。體現(xiàn)數(shù)據(jù)流在城市群、中心城市以及周邊縣鎮(zhèn)的匯

聚和輻射應用，建立城市管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會保障、公共服務等多

方面的協(xié)同發(fā)展體系。

5）多元參與。在開展智慧城市頂層設計過程中應考慮政府、企業(yè)、

居民等不同角色的意見及建議。

6）綠色發(fā)展?？紤]城市資源環(huán)境承載力，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)

能環(huán)保發(fā)展、低碳循環(huán)發(fā)展為導向。

1）創(chuàng)新驅動。體現(xiàn)新技術在智慧城市中的應用，體現(xiàn)智慧城市與

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之間的有機結合，將智慧城市作為創(chuàng)新驅動的重要載體，推

動統(tǒng)籌機制、管理機制、運營機制、信息技術創(chuàng)新。

（2）基本過程。智慧城市頂層設計基本過程分為需求分析、總體

設計、架構設計、實施路徑設計四步。

1）需求分析。通過城市發(fā)展戰(zhàn)略與目標分析、城市現(xiàn)狀調研分析、

智慧城市現(xiàn)狀評估、其他相關規(guī)劃分析等方面的工作，梳理出政府、

企業(yè)、居民等主體對智慧城市的建設需求。

2）總體設計。在需求分析基礎上，確定智慧城市建設的指導思想、

基本原則、建設目標等內(nèi)容，識別智慧城市重點建設任務，提出智慧

城市建設總體框架。

3）架構設計。依據(jù)智慧城市建設需求和目標，從業(yè)務、數(shù)據(jù)、應

用、基礎設施、安全、標準產(chǎn)業(yè)七個維度和各維度之間的關系出發(fā)，

對業(yè)務架構、數(shù)據(jù)架構、應用架構、基礎設施架構、安全體系、標準

體系及產(chǎn)業(yè)體系進行設計。

4）實施路徑設計。在前期階段成果的基礎上，依據(jù)智慧城市重點

任務建設，提出智慧城市建設重點工程，并明確工程屬性、目標任務、

實施周期、成本效益、政府與社會資金、階段建設目標等，設計各工

程項目的建設運營模式、實施階段計劃和風險保障措施，確保智慧城

市建設順利進行。

2、智慧城市評價指標

（1）評價指標設計原則。智慧城市評價指標設計應遵循以下原則

1）導引性。指標設計要突出智慧城市的本質和特征，注重智慧城

市建設的質量與成效，可充分發(fā)揮對本領域智慧化建設的引導作用。

2）代表性。評價指標應體現(xiàn)本領域特點，應具有典型性和代表性。

3）人本性。評價指標應注重為民、便民、惠民成效，突出城市管

理和公共服務的質量和水平。

4）規(guī)范性。指標選取要制定分項評價指標。

5）可操作性。評價指標應可量化計算，且指標相關的歷史數(shù)據(jù)、

最新數(shù)據(jù)便于采集。

6）系統(tǒng)性。評價指標共同組成評價本領域智慧城市建設水平成效

的有機整體，彼此之間盡可能相對獨立。

（2）評價指標體系內(nèi)容。智慧城市評價指標體系可分為能力類指

標、成效類指標兩類。能力類指標、成效類指標所涉及的各個方面均

可作為一級指標。每個一級指標下又包含若干二級指標評價要素，每

個二級指標評價要素代表對一級指標某一個側重面的考量依據(jù)。

1）能力類指標。能力類指標是指對智慧城市建設運營基礎能力的

評價指標，即城市運用各種資源建設運營智慧城市的基本能力評價指

標。能力類指標可用于評價城市運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間

地理信息集成等新一代信息技術，進行城市規(guī)劃、建設和提升城市管

理.服務水平的一系列要素項。

智慧城市評價中的能力類一級指標通常包括信息資源、網(wǎng)絡安全、

創(chuàng)新能力、機制保障及基礎設施五方面。其中，信息資源一級指標又

可包括三項二級指標，即信息資源開放、信息資源共享、信息資源開

發(fā)利用；網(wǎng)絡安全一級指標又可包括四項二級指標，即網(wǎng)絡安全管理,

監(jiān)測、預警與應急，信息系統(tǒng)安全可控，要害數(shù)據(jù)安全；創(chuàng)新能力一

級指標又可包括四項二級指標，即新一代信息技術應用、模式創(chuàng)新、

技術研發(fā)與創(chuàng)新、科研成果轉化；機制保障一級指標又可包括五項二

級指標，即規(guī)劃與建設方案、標準體系、政策法規(guī)、投融資機制、組

織管理機制；基礎設施一級指標又可包括兩項二級指標，即信息基礎

設施和公共基礎設施。

2）成效類指標。成效類指標是指對智慧城市建設運營效果的評價

指標，即城市各應用領域智慧化建設運營的成效評價指標。成效類指

標可用于評價城市居民、企業(yè)及政府管理者本身所感受到的通過智慧

城市建設帶來的便捷性、宜居性、舒適性、安全感、幸福感等一系列

相關的要素項。

智慧城市評價中的成效類一級指標通常包括公共服務、社會管理、

生態(tài)宜居、產(chǎn)業(yè)體系四方面。其中，公共服務一級指標又可包括五項

二級指標，即服務便捷度、服務豐富度、服務覆蓋度、服務集成度、

服務滿意度；社會管理一級指標又可包括六項二級指標，即辦理快捷

度、管理公開度、管理精準度、跨部門協(xié)同度、公共安全管理水平、

信用環(huán)境建設水平；生態(tài)宜居一級指標又可包括四項二級指標，即生

態(tài)環(huán)境改善度、環(huán)境監(jiān)測防控能力、社區(qū)信息服務水平、生活數(shù)字化

程度；產(chǎn)業(yè)體系一級指標又可包括五項二級指標，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信

息化水平、兩化融合水平、新型信息服務提供能力、特定行業(yè)信息化

發(fā)展水平、電子商務發(fā)展與應用成效。

三、BIM技術在運營維護階段的應用

(一)面向運營維護的BIM技術

美國國家標準與技術協(xié)會(NIST)研究報告顯示，每年因計算機

輔助設計、工程設計和軟件系統(tǒng)中的互操作性不夠充分而造成的損失

高達158億美元，而業(yè)主和運營商在持續(xù)設施運營和維護方面耗費的

成本幾乎占總成本的213。美國建筑師協(xié)會(AI)正在考慮如何修改其

合同文件，以規(guī)范建筑信息模型的遷出流程；實施一種協(xié)議結構，以

便使其代表的建筑信息模型和知識產(chǎn)權可以自然地從建筑師過渡到業(yè)

主/運營商，以便使用更有效的數(shù)據(jù)管理建筑運營維護。

目前，國內(nèi)外已開始研究BIM在建筑運營維護階段的運用。將BIM

三維模型與傳統(tǒng)運營維護管理系統(tǒng)相結合，可將BIM模型中存儲的大

量建筑相關信息，如設施幾何形狀、材料耐火等級和傳熱系數(shù)、構件

造價和采購等數(shù)字信息運用于運營維護管理系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)的二維運

營維護管理系統(tǒng)過程抽象的缺點，實現(xiàn)對建筑物的三維可視化運營維

護管理。

基于BIM的運營維護管理解決方案，在具體實現(xiàn)技術上往往結合

物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等高新科技等，解決或

改善基于BIM的運營維護管理平臺可能出現(xiàn)的

數(shù)據(jù)采集、空間定位和運行速度問題。例如，對于數(shù)據(jù)采集及空

間定位問題，可通過建立相應的物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集，以及

現(xiàn)實設備與模型自動匹配，實現(xiàn)空間定位功能；對于系統(tǒng)運算能力的

高要求問題，可運用云技術為系統(tǒng)提供強大的計算機存儲能力和不同

設備間的數(shù)據(jù)共享。將物聯(lián)網(wǎng)、云技術、RFID、移動終端等結合起來

應用于基于三維展示平臺的運營維護系統(tǒng)，不但能為建筑物實現(xiàn)三維

可視化信息模型管理，使空間信息與實時數(shù)據(jù)融為一體，而且為建筑

物的所有組件和設備賦予了感知能力和生命力，從而將建筑物運營維

護提升到智慧建筑的全新高度。

（二）基于BIM的運營維護管理功能

基于BIM的運營維護管理通常被理解為：運用BM技術與運營維護

管理系統(tǒng)相結合，對建筑空間、設備、資產(chǎn)及軟性服務進行科學管理。

基于BIM的運營維護管理功能包括以下六個方面。

1、運行監(jiān)控

基于BIM模型集成對設施的搜索、查閱、定位功能，可以查閱供

應商、使用期限、聯(lián)系電話、維護情況等信息，可以查詢相應設施在

建筑中的準確定位，直觀展示設施是否正常運行，以及查詢設施歷史

運行數(shù)據(jù)，從而對即將到達壽命期的設施及時預警和更換配件，防止

事故發(fā)生。

2、維護計劃

在建筑物使用壽命期內(nèi)，建筑物結構及設備需要不斷得到維護。

BM結合運營維護管理系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢,

合理制訂維護計劃，分配專人進行專項維護工作，降低建筑物在使用

過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況的概率。對一些重要設施還可以參考跟蹤

維護工作的歷史記錄，以便對設施的適用狀態(tài)提前作出判斷。

3、資產(chǎn)管理

套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升運營維護管理水平。BIM信息能

夠直接導入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，減少系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)準備及人力投入。

此外，通過BIM結合RFID的資產(chǎn)標簽芯片，還可使資產(chǎn)在建筑物中的

定位及相關參數(shù)信息一目了然，快速查詢。

4、建筑環(huán)境分析

基于BIM的運營維護管理平臺可以獲取建筑空間中的溫度、濕度、

C02濃度、光照度、空氣潔凈度等信息數(shù)據(jù)，并通過開發(fā)能源管理功能

模塊，自動統(tǒng)計分析建筑能耗情況。此外，基于BIM的專業(yè)建筑物系

統(tǒng)分析軟件，可以分析模擬和驗證優(yōu)化建筑性能。

5、空間管理

基于BIM獲取各系統(tǒng)和設備空間位置信息，直觀形象且方便查找,

提高數(shù)據(jù)庫的準確度，避免數(shù)據(jù)的重復及錯誤?；贐M增加建筑設備

及空間的管理能力，不僅可以有效管理空間資源，也可以幫助管理團

隊記錄空間使用情況，確保空間資源的最大利用率。

6、應急管理

基于BM的突發(fā)事件應急管理包括預防、警報和處理。利用BIM及

相應災害分析模擬軟件，可以在災害發(fā)生前模擬災害發(fā)生的過程，制

定人員疏散、救援支持應急預案。當災害發(fā)生后，通過與樓宇自動化

系統(tǒng)結合，及時獲取建筑物及設施的緊急狀態(tài)信息，能清晰地呈現(xiàn)建

筑物內(nèi)部疏散路線，提高應急行動成效。

四、BIM技術在規(guī)劃設計階段的應用

(一)BIM在設計前期階段的應用

建筑成本、建筑使用情況、建筑結構復雜程度、建筑施工周期及

其他關鍵性問題均由設計前期階段的初步設計所決定，故其意義重大。

不同于幾乎全部依賴設計師及其團隊知識積累的傳統(tǒng)前期設計，

采用BIM技術的前期設計特點為直觀模擬分析和方向性指導兩方面。

在此階段，建造場地的相關客觀條件是影響設計決策的重要因素，因

此，創(chuàng)建場地三維模型是采用BIM技術進行設計需要完成的重要工作。

(1)場地建模。場地建模包括現(xiàn)狀地形建模和現(xiàn)狀地物建模兩個

方面。

(2)場地設計。其目的是通過設計，使場地中各要素尤其是建筑

物與其他要素之間能形成一個有機整體，使場地的利用能夠達到最佳

狀態(tài)，以充分發(fā)揮最大效益，節(jié)約土地，減少浪費。場地設計主要包

括場地分析、場地平整、邊坡處理、道路布設。

(3)匹配規(guī)劃設計條件。在設計的前期階段，匹配以經(jīng)濟技術指

標為特征的規(guī)劃設計條件尤為重要。但在傳統(tǒng)設計前期階段，很難做

到對指標的實時監(jiān)控，而BIM基于其參數(shù)化和信息聯(lián)動的技術特性可

以高效地對指標情況進行實時統(tǒng)計。

（4）投資估算。預算超支的現(xiàn)象普遍存在于工程建設中，其主要

原因是對工程項目投資估算和預算不準確，在環(huán)境因素發(fā)生變化時對

項目成本的控制能力不夠。BIM把傳統(tǒng)的依靠業(yè)主方和建筑師經(jīng)驗的投

資估算變?yōu)榛谀Ｐ蛿?shù)據(jù)的估算。設計任務書編制。傳統(tǒng)的設計任務

書一直以書面信息傳達為主，指標不明確致使設計任務書表達不清楚

的情況時有發(fā)生，而基于BIM模型的設計任務書可在很大程度上解決

此類問題。

（5）BIM實施規(guī)劃。BIM實施規(guī)劃為具體項目執(zhí)行BIM應用設定

目的、規(guī)范協(xié)作流程、確定信息交換機制、明確實施內(nèi)容并規(guī)定交付

內(nèi)容及技術標準。一般來說，其內(nèi)容包括項目基本情況、實施組織及

BIM實施的具體內(nèi)容和相應技術措施。

（二）BIM在方案設計階段的應用

思維的隨意性和連貫性在建筑設計的方案構思階段很重要，因此,

方便順手的傳統(tǒng)手繪草圖仍然不可替代，但BIM工具在方案建模、建

筑生態(tài)模擬、建筑可視化分析與表現(xiàn)方面有其獨特作用。

1、方案建模

(1)體量建模。方案構思階段，設計師往往從概念開始建模，體

型確定后再通過具體構建去實現(xiàn)造型。

(2)參數(shù)化建模。參數(shù)化建模是指通過相關數(shù)字化設計軟件把設

計的限制條件與設計的形式輸出之間建立參數(shù)關系，生成可以靈活調

控的計算機模型。

(3)體量模型構件化。方案構思階段要考慮簡單的構件構造從而

深化方案設計，BIM軟件在構件化方面也有不俗表現(xiàn)。

2、建筑生態(tài)模擬分析

建筑生態(tài)模擬是指在建筑建成前按照設計方案對建筑性能進行精

確的數(shù)字化仿真模擬，并在此基礎上有針對性地改進和優(yōu)化設計方案。

生態(tài)模擬分析是建立在數(shù)字化仿真基礎上的，因此，不僅對幾何模型

有較高要求，同時對于環(huán)境參數(shù)也有著嚴格要求。傳統(tǒng)的二維CAD模

型無法實現(xiàn)準確可聯(lián)動的建筑生態(tài)模擬分析。應用BIM進行建筑生態(tài)

模擬分析的內(nèi)容如下。

(1)能耗模擬。能耗模擬是基于傳熱學基本理論，針對建筑進行

全年逐時仿真模擬，以預測建筑的能源消耗量。

(2)自然采光模擬。利用建筑信息模型進行自然采光模擬，以獲

得更高的使用舒適度，并降低不必要的照明及空調消耗。

（3）自然通風模擬。自然通風模擬是利用計算流體力學技術精確

分析室內(nèi)風速、溫度及舒適度，從而為進一步優(yōu)化設計提供堅實依據(jù),

同時最大限度地提高建筑的使用舒適度。

3、建筑可視化分析與表現(xiàn)

BIM技術帶來的全新設計方式使其在設計階段達到設計與3D表現(xiàn)

的同步性，設計者可以實時檢視設計成果，同時對剖面和各層平面的

切割檢查可以讓設計者更好地把握建筑的空間感受。不僅如此，BIM結

合虛擬現(xiàn)實技術應用，還可以提供區(qū)別于目前以渲染圖為主的沉浸式

三維體驗感受。

（三）BIM在初步設計階段的應用

BIM技術在初步設計階段應用的主要目的在于優(yōu)化建筑布局等功能

和形體設計細節(jié)，確認結構系統(tǒng)、機電系統(tǒng)方案細節(jié)，協(xié)調專業(yè)設備

間的空間關系

1、設計準備

建立BIM模型對于整個工程設計策劃至關重要，其目的在于指導

設計者更高效地工作其主要內(nèi)容包括項目信息概況、模型拆分、建模

方法、項目進度、圖紙編制計劃。

2、建筑設計

消防與疏散優(yōu)化。消防與疏散優(yōu)化是基于計算機技術對存在人員

聚集、流動、分散等物理過程的場所正常運轉或出現(xiàn)應急狀況的真實

再現(xiàn)，對工程設計起到優(yōu)化參考作用。

3、特殊工藝設備設施系統(tǒng)設計

當建筑物用作生產(chǎn)運營場所時，除具有常見的建筑機電設備系統(tǒng)

外，通常還會配置特殊的工藝設備設施系統(tǒng)，用于提供工藝生產(chǎn)能力

或改善運營服務效率。在初步設計階段，這些特殊工藝設備設施系統(tǒng),

作為建設工程已形成生產(chǎn)能力的一個組成部分，已成為達成生產(chǎn)服務

目標必不可少的支撐系統(tǒng)。

4、工程概算

近年來隨著BIM在我國的快速發(fā)展，BIM在工程概算及工程量計算

中的應用得到研究與探索，逐步開始改善我國工程概算與實際嚴重脫

節(jié)甚至流于形式的情況。

（四）BIM在施工圖設計階段的應用

施工圖設計是建筑設計的重要階段，借助BIM技術，施工圖設計

在信息時代發(fā)生了深刻變化。以BIM建筑信息模型作為設計信息的載

體，將設計信息歸總為數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)庫方式部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)

的圖紙模式傳遞設計信息，從而使工程建設信息可以快捷、準確地查

詢、更新、刪除和保存。

1、專業(yè)模型深化

建筑、結構和設備各專業(yè)在施工圖設計階段的設計方法和流程與

初步設計階段并無多大區(qū)別，施工圖設計BIM模型承接初步設計階段

BM模型，以高效保證BM模型在設計周期內(nèi)流轉、傳遞與深化，為BIM

模型在全壽命期流轉做好階段性準備工作。

（五）基于BIM的虛擬建造

基于BIM的虛擬建造是實際建造過程在計算機上的虛擬仿真實現(xiàn),

以便發(fā)現(xiàn)實際建造中存在或者可能出現(xiàn)的問題。采用參數(shù)化設計、虛

擬現(xiàn)實、結構仿真、計算機輔助設計等技術，在高性能計算機硬件等

設備及相關軟件本身發(fā)展的基礎上協(xié)同工作，可對建造中的人、財、

物信息流動過程進行全真環(huán)境的3D模擬，為工程項目各參與方提供一

種可控制、無破壞性、耗費小、低風險并允許多次重復的試驗方法，

可以有效地提高建造水平，消除建造隱患，防止建造事故，減少施工

成本與時間，增強施工過程中的決策、控制與優(yōu)化能力，增強建筑企

業(yè)核心競爭力?；贐IM的虛擬建造包括基于BIM的預制構件虛擬拼

裝和基于BIM的施工方案模擬兩方面內(nèi)容。

1、基于BIM的預制構件虛擬拼裝

在預制構件生產(chǎn)完成后，其相關的實際數(shù)據(jù)（如預埋件實際位置、

窗框實際位置等參數(shù)）需要反饋到BIM模型中，對預制構件的BIM模

型進行修正。在出廠前，需要對修正的預制構件進行虛擬拼裝，旨在

檢查生產(chǎn)中的細微偏差對安裝精度的影響。若虛擬拼裝顯示細微偏差

對安裝精度的影響在可控范圍內(nèi)，則可出廠進行現(xiàn)場安裝；反之，不

合格的預制構件則需要重新加工。

構件出廠前的預拼裝和深化設計過程的預拼裝不同，主要體現(xiàn)在:

深化設計階段的預拼裝主要是檢查深化設計的精度，其預拼裝結果反

饋到設計中對深化設計進行優(yōu)化，可提高預制構件生產(chǎn)設計的水平；

而出廠前的預拼裝主要融合了生產(chǎn)中的實際偏差信息，其預拼裝的結

果反饋到實際生產(chǎn)中對生產(chǎn)過程工藝進行優(yōu)化，同時對不合格的預制

構件進行報廢，可提高預制構架生產(chǎn)加工的精度和質量。

2、基于BIM的施工方案模擬

通過BIM技術建立建筑物的幾何模型和施工過程模型，可以實現(xiàn)

對施工方案進行實時交互和逼真模擬，進而對已有施工方案進行驗證、

優(yōu)化和完善，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工方案的編制方式和操作流程。在對施

工過程進行三維模擬操作時，能預知實際施工過程中可能碰到的問題,

提前避免和減少返工及資源浪費現(xiàn)象，優(yōu)化施工方案，合理配置施工

資源，節(jié)省施工成本，加快施工進度，控制施工質量，達到提高建筑

施工效率的目的。

虛擬施工流程。從圖中可以看出，虛擬施工是一個復雜的系統(tǒng)工

程，不僅包括建立建筑結構三維模型、搭建虛擬施工環(huán)境、定義建筑

構件先后順序、對施工過程進行虛擬仿真、管線綜合碰撞檢測及最優(yōu)

方案判定等不同階段，同時還涉及建筑、結構、水暖電、安裝、裝飾

等不同專業(yè)、不同人員之間的信息共享和協(xié)同工作。

(六)基于BIM的施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃

應用BIM技術協(xié)調施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃，主要是為解決多階段

平面布置協(xié)調中依靠二維圖紙堆疊查看的復雜和各階段平面布置信息

不連續(xù)問題。BIM作為工具可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CAD直接進行施工現(xiàn)場臨時設

施規(guī)劃工作。基于建立的BIM三維模型及搭建的各種臨時設施，可對

施工場地進行布置，合理安排塔吊、庫房、加工場地和生活區(qū)等位置,

解決現(xiàn)場施工場地平面布置問題，解決場地劃分問題；通過與業(yè)主的

可視化溝通協(xié)調，對施工場地進行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線。

(1)標準化族庫建立。為規(guī)范模型表現(xiàn)形式、方便模型統(tǒng)一管理,

施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃模型建立前，要依照企業(yè)標準、設計圖紙、設

備選型建立臨時設施族庫，族庫應包含必要的可調參數(shù)。

(2)主體模型簡化。由于施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃重點在于展現(xiàn)堆

場、機具、臨時設施布置情況，因此，可對主體模型進行必要的簡化

處理以降低模型復雜程度，對周圍的主要建筑物、道路、環(huán)境等以外

輪廓形式予以體現(xiàn)。

(3)模型信息建立。模型信息是后期施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃優(yōu)化

調整的重要依據(jù)，因此，充足、標準的模型信息對平面布置協(xié)調具有

重要意義。

(4)平面布置模擬。在模型及信息完備的基礎上，可對使用緊張

的堆場、大重物資和大型設備進場、重型材料吊裝進行平面布置模擬,

對材料運輸路徑、堆放場地、起重半徑進行復核，從而確定最優(yōu)化方

案。

(5)模型信息使用。上述各種模型信息均是日后平面管理的重要

依據(jù)，通過信息整合，可將孤立的施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃連續(xù)化，形

成施工現(xiàn)場臨時設施規(guī)劃變化過程，系統(tǒng)地統(tǒng)籌各階段平面布置，作

為平面管理、分包堆場申請、使用、考核的參考指標。

(七)基于BIM的施工進度管理

BIM技術應用，有助于提升工程施工進度計劃和控制效率。一方面,

支持總進度計劃和項目實施中分階段進度計劃的編制，同時進行總、

分進度計劃之間的協(xié)調平衡，直觀高效地管理施工進度有關信息。另

一方面，支持管理者持續(xù)跟蹤工程實際進度信息，在BIM條件下將實

際進度與計劃進度進行動態(tài)跟蹤及可視化模擬對比，進行工程進度趨

勢預測，為項目管理人員采取糾偏措施提供依據(jù)，實現(xiàn)工程進度動態(tài)

控制。

1、基于BIM的施工進度計劃基礎信息要求

BIM模型是BIM施工進度管理實現(xiàn)的基礎。BIM建模軟件一般將模

型元素分為模型圖元、視圖圖元和標注圖元。模型圖元是BIM模型的

核心元素，是對建筑實體最直接的反映。

2、基于BIM的施工進度計劃編制

傳統(tǒng)的施工進度計劃編制，主要包括工作分解結構的建立、工期

估算及工作邏輯關系安排等內(nèi)容。同樣，基于BM的施工進度計劃編制,

第一步是建立工作分解結構(WB)然后將WBS作業(yè)進度、資源等信息

與BIM模型圖元信息鏈接，即可實現(xiàn)4D進度計劃，其中的關鍵是數(shù)據(jù)

接口集成?；贐IM的施工進度計劃編制流程。

(A)基于BIM的工程造價管理

在正式施工之前，就可通過BIM5D模型確定不同時間節(jié)點的施工

進度與施工成本，可以直觀地按月、按周、按日觀察工程具體實施情

況，并得到各時間節(jié)點的造價數(shù)據(jù)，使造價管理與控制更加有效。

1、基于BIM的工程造價過程控制

利用BIMSD技術可以有效地提高施工階段造價控制能力和精細化

管理水平。

(1)施工前期階段。進行基于BIM的工程量精確計算、計價工作

后，基于BIM模型進行施工模擬，不斷優(yōu)化方案，提高計劃的合理性,

提高資源利用率，這樣可減小施工階段可能存在的錯誤損失和返工的

可能性，減小潛在的經(jīng)濟損失。

(2)施工階段?；贐IMSD模型，可及時生成材料采購計劃、勞

動力入場計劃和資金需用計劃等，借助BIM模型中材料數(shù)據(jù)庫信息，

嚴格按照合同控制材料用量，確定合理的材料價格，發(fā)揮“限額領料”

的真正效用。同時，基于三維模型，自動進行變更工程量計算和計價、

工程計量和結算，相應變更和計量記錄自動保存，方便查詢；并能夠

實時把握工程成本信息，實現(xiàn)施工成本動態(tài)管理，通過成本多算對比

提高成本分析能力。

五、BIM技術發(fā)展趨勢

BIM技術發(fā)展意味著其要素，即應用點、BIM應用軟件及BIM

應用標準的發(fā)展。其中，BIM應用點是源頭。根據(jù)BIM特性及工程實踐

中的問題，有關人員首先提出具有應用價值的新BIM應用點，會成為

相應BIM應用軟件開發(fā)的起點。而BIM應用軟件發(fā)展直接帶動BIM技

術發(fā)展。在面對一個工程項目時，即使相關人員懂得可用的BIM應用

點及其應用價值，如果不能獲得相應的、適用的BIM應用軟件，BIM技

術應用也無從談起。

目前，市場上BIM應用軟件已有很多，但大多是一些基礎性軟件,

如建模軟件、碰撞檢查軟件等，發(fā)展?jié)摿€很大。如何結合我國工程

實際，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的、基礎性、關鍵性BIM應用軟件，是

我國建設工程信息化努力的方向。在BIM應用軟件發(fā)展方面，除新軟

件開發(fā)外，對既有軟件進行二次開發(fā)也是一個重要方向。例如，在一

些已經(jīng)成熟的平臺軟件上進行二次開發(fā)，結合我國相關規(guī)范完善其數(shù)

據(jù)庫和方法庫是一種投資少、見效快的方法。另外一些國內(nèi)軟件開發(fā)

商和應用單位一起，結合一些標志性工程開發(fā)BIM技術的新應用點并

與管理軟件集成在一起，是目前我國BIM技術發(fā)展的一個突出現(xiàn)象。

而BIM應用標準的發(fā)展可為BIM技術的應用和發(fā)展創(chuàng)造一個良好環(huán)境。

BIM應用標準可分為數(shù)據(jù)標準、內(nèi)容標準、協(xié)同工作標準等。數(shù)據(jù)標準

規(guī)定BIM數(shù)據(jù)格式，內(nèi)容標準規(guī)定BIM所應包含的內(nèi)容，而協(xié)同工作

標準規(guī)定數(shù)據(jù)提交方式。有了這些標準，工程項目多參與方、多專業(yè)

之間基于BIM技術的協(xié)同工作就變得十分有序，并可使各方及各專業(yè)

之間為進行溝通所花費的精力大大減少，從而降低成本。

國外在BIM應用標準方面已開展大量工作，形成了一些實用標準。

我國目前雖然已開展BIM應用標準的編制工作，但進展緩慢，亟待汲

取國外經(jīng)驗，加快步伐，迎頭趕上。

(1)BIM模型自動檢測是否符合規(guī)范和可施工性。在新加坡，一

些項目的BIM模型已具備自動檢測是否符合規(guī)范與可施工性的性能。

而一些議創(chuàng)新為主的公司，如SOlibri和EPM已基于IFC標準開發(fā)出

具有模型自動檢測功能的軟件(如J0tneS01ibri2007)。

(2)制造商啟用3D產(chǎn)品目錄。越來越多的制造商順應BIM發(fā)展

趨勢，將其產(chǎn)品目錄以3D格式上傳網(wǎng)絡，用戶可以下載需要的3D產(chǎn)

品，并將其插入到已構建的BIM模型中檢查是否符合要求。

(3)多維(nD)項目管理模式。未來項目管理的維度將由三維

(3D)發(fā)展到四維(4D)、五維(5D)甚至是多維(nD)虛擬建設模

式已不再停留在研究領域而是被廣泛應用到項目管理中，并且越來越

多的軟件涌現(xiàn)出來支撐其應用。

(4)實現(xiàn)預制加工工業(yè)化與全球化。依靠BIM模型詳盡且準確的

信息，場外預制加工得以實現(xiàn)，且未來發(fā)展將是實現(xiàn)預制加工的工業(yè)

化與全球化，這些都可大大節(jié)省工期，提高生產(chǎn)效率。

(5)BIM與GISo地理信息系統(tǒng)(GIS)是用來收集、存儲、分析、

管理和呈現(xiàn)與地理位置有關的城市信息數(shù)據(jù)，如城市的道路、燃氣、

電力、通信和供水等。在2D圖紙時代，建筑信息與其他城市信息一起

僅能呈現(xiàn)其位置，其間的聯(lián)系與影響無從體現(xiàn)與管理。而到了3D模型

時代，BIM參數(shù)模型融入GIS系統(tǒng)中，二者相互聯(lián)系，相互影響。BIM

建模過程需要充分考慮到是否與周圍的城市信息數(shù)據(jù)相沖突，而城市

設施的改造等也將考慮到既有建筑，其BIM模型將為決策提供指導意

義。到了“3D+環(huán)境”的時代，BIM與CIS的結合將發(fā)揮更智能化的作

用，但無論是技術還是管理，所面臨的挑戰(zhàn)也無疑是巨大的。

因此，BIM技術發(fā)展趨勢可歸納為：基于BIM的特性及工程建設中

遇到的實際問題，更多新的BIM應用點將被確定，并帶動BIM應用軟

件發(fā)展；而BIM應用軟件將朝著新BIM應用軟件的開發(fā)、現(xiàn)有軟件的

二次開發(fā)和完善及BIM應用軟件與管理軟件的集成三者并行的方向發(fā)

展；此外，BIM應用標準的發(fā)展可為BIM技術的應用和發(fā)展創(chuàng)造一個良

好環(huán)境，而BIM應用標準的編制將朝著更多地借鑒國外先進經(jīng)驗、更

加實用的方向發(fā)展

六、BIM技術應用價值價值

BIM應用對工程項目參建各方均具有重要價值，歸納起來，其主要

有以下六個方面的應用。

（-）提高生產(chǎn)效率

利用BIM技術可以大大加強各參與方協(xié)同工作，提高信息交流的

有效性，從而提高決策速度和有效性，減少返工率，提高生產(chǎn)效率，

節(jié)約成本。此外，與基于2D圖紙的費用預算相比，基于BIM模型的工

料測量和預算更加快速、準確，可節(jié)約大量計算時間和人力。在美國

OnelSlandEaStOfficeTOWer項目中，由于采用BIM算量方法，業(yè)主的

不可預見費支出比平常更低。在HillWOOd項目中，工程造價人員采用

BIM算量方法節(jié)約了92%的時間，降低了人工成本，并且誤差與手工計

算相比只有1%

（二）提高業(yè)主對設計方案的評估能力

在項目進展的各個階段，業(yè)主都需要有管理和評價設計方案的能

力。在傳統(tǒng)建設模式下，二維圖紙限制了業(yè)主對設計方案的理解，業(yè)

主對設計方案的管理和評價都是依靠設計人員對業(yè)主的描述及效果圖

來判斷的，業(yè)主需求經(jīng)常會發(fā)生變化，但有時很難判斷新的需求是否

已被實現(xiàn)。BIM的可視化功能可以為業(yè)主在設計階段提供建筑產(chǎn)品的模

擬效果，極大地提高業(yè)主對設計方案的理解能力，使得使用方在項目

建設早期即可對建筑效果、性能進行審視和校核，將許多不滿意及隱

患（如設計碰撞等）解決在規(guī)劃設計階段。同時，有助于業(yè)主和設計

人員及其他項目參與方之間進行更好的溝通。

（三）提高業(yè)主對市場的反應速度

1、利用BIM技術，可以通過可視化交流和信息共享來加強團隊合

作，改善傳統(tǒng)的項目管理模式和信息溝通模式，實現(xiàn)建設工程策劃、

設計、采購、加工預制、現(xiàn)場施工的無縫對接，減少延誤，大大縮短

了工期。在美國通用汽車廠房擴建工程中，業(yè)主需要提高建設速度來

抓住市場機遇，但同時又希望預算不要超支。項目團隊運用全新的建

設流程-基于BIM的建設工程項目集成化交付模式（IPD）運用自動化

設計出圖、模擬、場外構件生產(chǎn)等一系列創(chuàng)新方法，最后比業(yè)主要求

的工期還提前了5%。由此可見，采用BIM技術可以有效地提高建設速

度，縮短項目工期，從而幫助業(yè)主更加快速地對于市場變化作出反應。

（四）為設施管理提供更好的平臺

利用BM竣工模型，可以迅速、準確、全面地向設施管理機構提供

項目設計、采購與施工階段信息，方便項目設施管理和維護。在美國

海岸警衛(wèi)隊建筑設施規(guī)劃中，設施管理者利用BIM來更新和編輯數(shù)據(jù)

庫，比傳統(tǒng)的方法節(jié)省了98%的時間。由此可見，BM技術不但可提高

信息管理效率，同時可節(jié)省很多用來輸入這些信息的人力成本。

（五）有利于技術與管理創(chuàng)新

BIM技術可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)項目管理模式的優(yōu)化，便于各方早期參與

設計，在群策群力模式下，有利于吸收先進技術與經(jīng)驗，實現(xiàn)項目創(chuàng)

新。

BIM正在改變建筑業(yè)內(nèi)外部團隊的合作方式。為了實現(xiàn)BIM的最大

價值，需要重新思考項目管理團隊成員的職責和工作流程，基于BIM

的工作方式打破了原來不同的企業(yè)和數(shù)據(jù)使用者之間的固有界限，他

們將通過協(xié)同工作實現(xiàn)信息資源共享。

BIM技術的應用，能帶來生產(chǎn)力和企業(yè)效率的提升，但在短期內(nèi)卻

有可能因為對新技術的消化不夠，而引起對工作流程的干擾，導致舊

有業(yè)務失衡，產(chǎn)生項目風險。因此，在充分了解BIM應用價值的同時,

也應深刻理解BIM技術應用可能帶來的問題。研究表明，大約70%的針

對BIM技術應用而進行的業(yè)務工作流程改造項目，會因為三個原因導

致失?。阂皇侨狈Τ掷m(xù)有力的中高層領導的支持，二是不切實際的BIM

項目目標和期望，三是項目成員對改變的抗拒。

七、鋼結構體系

鋼結構建筑是指建筑的結構系統(tǒng)由鋼結構、部品部件通過可靠的

連接方式裝配而成的建筑。鋼結構建筑具有安全、高效、綠色、環(huán)保、

可重復利用等優(yōu)勢，尤其是具有抗震性能良好、施工安裝速度快、建

造質量好、施工精度高、布局靈活、使用率高等特點。除鋼結構建筑

外，我國還出現(xiàn)了其他金屬結構建筑，如鋁合金結構建筑。但在金屬

結構建筑中，鋼結構建筑占絕大多數(shù)，因此，這里仍主要介紹鋼結構

體系，同時簡要介紹鋁合金結構體系。

(-)鋼結構建筑特點及分類

1、鋼結構建筑特點

(1)強度高、質量輕。與混凝土、木材相比，鋼材雖然質量密度

較大，但其屈服強度要高得多，其質量密度與屈服強度的比值相對較

低。在承載力相同的條件下，鋼結構與鋼筋混凝土結構、木結構相比,

構件較小，質量較輕，便于運輸和安裝

(2)質地均勻，塑性和韌性好。鋼材質地均勻，各向同性，彈性

模量大，有良好的塑性和韌性，為理想的彈塑性體，完全符合目前所

采用的計算方法和基本理論

(3)生產(chǎn)、安裝工業(yè)化程度高，施工周期短。鋼結構構件具有成

批量生產(chǎn)和尺寸要求精準度高的特點，可采用工廠制作、工地安裝的

施工方法，因此，生產(chǎn)作業(yè)面多，可縮短施工周期，進而為降低造價、

提高效益創(chuàng)造條件。

(4)現(xiàn)場作業(yè)量小。鋼結構施工現(xiàn)場作業(yè)量小，減少了施工臨時

用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對周圍環(huán)境污染小，能夠提高施工機械

化水平。

(5)密閉性能好。由于焊接結構可以做到完全密封，一些要求氣

密性和水密性好的高壓容器、大型油庫、氣柜、管道等板殼結構都采

用鋼結構。

(6)抗震及抗動力荷載性能好。鋼結構因自重輕、質地均勻，具

有較好的延性，因而抗震及抗動力荷載性能好。

(7)具有一定的耐熱性。溫度在25(TC以內(nèi)，鋼的性質變化很小;

溫度達到30(rc以上.強度逐漸下降；達到450~65(TC時，強度降為零。

因此，在溫度不高于25（rc的場合，鋼結構建筑可保證性能穩(wěn)定。但在

有特殊防火要求的建筑中，鋼結構必須用耐火材料加以維護。當防火

設計不當或防火層處于破壞狀況下，有可能產(chǎn)生災難性后果。

（8）耐火、耐腐蝕性能較差。作為鋼結構的原材料，鋼材也有自

身缺點，比較突出的是耐火及耐腐性較差。但通過現(xiàn)代防火設計及防

腐處理，鋼材已經(jīng)能夠達到使用要求。隨著新型耐候鋼（耐大氣腐蝕

鋼）的使用，這些缺點將逐步得到改善。

2、鋼結構體系分類

鋼結構建筑采用鋼材作為結構構件的主要材料，外加樓板和墻板

及樓梯組裝而成。鋼結構又可分為重鋼（型鋼）結構和輕鋼結構。重

鋼結構的承重采用型鋼，且有較大承載力，適用于高層建筑。輕鋼結

構以薄壁鋼材作為構件的主要材料，內(nèi)嵌輕質墻板，一般用于多層建

筑或小型別墅建筑。按結構形式不同，鋼結構建筑可分為鋼結構住宅、

門式剛架輕型房屋、大跨度鋼結構建筑等。鋼結構住宅又可分為低層

輕鋼結構住宅和多層及高層鋼結構住宅兩大類。

（二）鋼結構建筑形式

鋼結構被廣泛應用于工業(yè)建筑和民用建筑，比如大跨度工業(yè)廠房、

單層廠房、倉儲庫房等。目前，大量的工業(yè)廠房都采用鋼結構。在民

用建筑中，鋼結構主要應用于體育場、展覽館、機場等公共建筑和高

層鋼結構住宅中

1、低層輕鋼結構住宅

我國在20世紀80年代末90年代初開始引進歐美及日本的低層輕

鋼結構住宅。其采用裝配式建筑的結構體系主要有冷彎薄壁型鋼體系

和輕鋼框架結構體系。

(1)冷彎薄壁型鋼體系。冷彎薄壁型鋼體系以鍍鋅輕鋼龍骨作為

承重體系，板材主要發(fā)揮圍護結構和分隔空間作用。該體系較適用于

1-3層的低層輕鋼結構住宅。

(2)輕鋼框架結構體系。輕鋼框架結構體系在歐美等國家經(jīng)過幾

十年發(fā)展，已具備非常完善的技術生產(chǎn)體系和配套體系。該體系采用

輕鋼框架結構，一般適用于6層以下建筑。

2、多層及高層鋼結構住宅

多層及高層鋼結構住宅是國內(nèi)近期實踐較多的鋼結構住宅類型，

其采用的結構體系主要有鋼框架體系、鋼框架-支撐體系、鋼框架-核

心筒體系、交錯桁架結構體系、鋼框架-剪力墻體系。

(1)鋼框架體系。該體系有較大的變形能力，結構簡單，抗震性

能良好，房間布置靈活，一般用于多層住宅及低烈度區(qū)的小高層住宅。

(2)鋼框架一支撐體系。該體系屬于鋼框架和支撐雙重抗側力的

體系，支撐可選用中心支撐、偏心支撐和內(nèi)藏鋼板支撐等。該體系是

高層鋼結構住宅中應用最廣泛的結構體系，適用于高層及超高層住宅。

(3)鋼框架一核心筒體系。該體系由鋼框架和鋼筋混凝土核心筒

組成雙重抗側力體系。在高層住宅中，通常將樓電梯間等公共區(qū)域設

置混凝土剪力墻形成核心承擔地震作用等水平力，外圍鋼框架承擔豎

向力。這類結構體系是早期鋼結構住宅的常用體系。

(4)交錯桁架結構體系。該體系橫向為鋼框架或鋼框架支撐結構,

縱向由各樓層交錯布置的桁架構成。適用于要求施工速度快、用鋼量

低的建筑，適合酒店、宿舍、公寓等居住建筑。

(5)鋼框架-剪力墻體系。該體系是由鋼框架和鋼筋混凝土剪力

墻(或鋼板剪力墻)組成的雙重抗側力體系。

鋼結構住宅的關鍵是需要整體解決方案，三板技術體系成為系統(tǒng)

解決方案的重點。三板技術體系包括樓面體系、屋面體系和墻體體系。

鋼結構具有較大延性，對板材有特殊要求，尤其是墻體，除美觀、高

強輕質、高效保溫隔熱要求外，最重要的是要與鋼結構骨架協(xié)調變形。

如果細部節(jié)點處理不好，不適應結構變形，會導致板縫開裂、滲漏等

問題。鋼結構外圍護墻體主要包括內(nèi)嵌式與外掛式兩大類。

防火處理、梁柱外露、毛坯交房直接影響鋼結構住宅被社會的認

同度。一是高層鋼結構住宅梁柱截面尺寸較大，防火處理后難與內(nèi)隔

墻做平，一定程度上影響住宅家具布置和使用功能，增加外凸處理費

用，給住戶帶來不便。二是鋼結構住宅空間設計過程中，建筑師和工

程師協(xié)同參與度不夠，造成房間梁柱外露、凈空間減小、隔音和防水

效果差等問題，對鋼結構住宅推廣產(chǎn)生不利影響。三是鋼結構住宅多

數(shù)仍采用毛坯交房，不僅沒有體現(xiàn)鋼結構主體結構的施工優(yōu)勢，也在

一定程度上影響了人們對鋼結構住宅的認同感。

3、門式剛架輕型房屋

門式剛架輕型房屋主要由鋼門式剛架、屋蓋體系、屋面支撐體系

和柱間支撐體系等組成。門式鋼架結構橫向抗側力體系為鋼梁及鋼柱

組成的門式剛架，縱向抗側力體系為柱間支撐體系。根據(jù)跨度、高度

和荷載不同，門式剛架的梁、柱均可采用變截面或等截面的實腹式焊

接工字鋼或軋制H型鋼。屋面為輕型屋面，可采用雙坡或單坡排水。

輕型門式剛架結構的特點是：質量輕、強度高；工業(yè)化程度高，施工

周期短；結構布置靈活，綜合經(jīng)濟效益高；可回收再利用，符合可持

續(xù)發(fā)展要求。門式剛架輕型房屋結構的主要應用范圍包括單層工業(yè)廠

房、展覽館、庫房及各種不同類型倉儲式工業(yè)及民用建筑等。門式剛

架輕型房屋結構。

4、大跨度鋼結構建筑

大跨度鋼結構建筑主要是指采用空間鋼結構體系的建筑。常見的

空間鋼結構形式主要有網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構、懸索結構、膜結構、張

弦梁結構等。

5、裝配式鋁合金結構建筑

裝配式鋁合金結構建筑是一種新型的裝配式建筑結構，是采用鋁

合金材料生產(chǎn)制作預制柱、預制梁等主要受力構件，并通過插接件連

接各預制構件而成的空間結構體系。

裝配式鋁合金結構建筑采用標準化生產(chǎn)和裝配化搭建，可大大減

少人力、物力，提高建造效率；而定制化設計可滿足使用者的不同需

求，故可用作裝配式體育場館、裝配式倉庫、裝配式材料機庫、裝配

式展館、移動博物館及可移動生產(chǎn)車間等。裝配式鋁合金結構建筑的

主要特點如下。

(1)從經(jīng)濟性來看，裝配式鋁合金結構建筑可重復搭建和拆卸，

在其他地方復制重建同規(guī)格的建筑，可解決傳統(tǒng)建筑利用率低、建造

時間長的問題。

(2)從環(huán)?？稍偕詠砜?，裝配式鋁合金結構建筑作為一種臨時

或半永久性建筑，可靈活利用閑置空地，合理利用資源，且對場地及

周邊環(huán)境幾乎無破壞，具有更高的環(huán)保效益。

(3)從施工難度來看，鋁合金結構建筑的結構件均可實現(xiàn)標準化

生產(chǎn)，并在工地現(xiàn)場拼裝，施工簡單易操作。

(4)從耐久性角度來看，鋁材是一種耐腐蝕的金屬材料，鋁材經(jīng)

氧化處理后生成致密的保護層，抗腐蝕性強。

(5)從抗震角度來看，鋁合金結構建筑的框架結構可抗御至少8

級地震，并可抵抗16級颶風。在遭遇強烈震動時可吸收一部分地震力,

不會出現(xiàn)完全垮塌的現(xiàn)象，房屋可修復重建或回收利用。

(6)從防火性能來看，鋁材是不燃性防火材料，具有良好的防火

性能。

(7)從保溫隔熱性來看，鋁合金結構建筑的梁、柱、墻板均注入

保溫隔熱材料，隔熱系數(shù)達到保

(8)從無害性角度來看，鋁合金結構建筑室內(nèi)墻涂層經(jīng)過高溫烘

烤著色后不會揮發(fā)甲醛等有害氣體。

采用裝配式鋁合金結構建筑，不僅能夠顯著提高建設效率，還能

減少污染，減少資源浪費，豐富裝配式建筑種類，有助于實現(xiàn)綠色發(fā)

展，促進我國供給側結構性改革。

八、木結構體系

木結構建筑既古老又年輕。根據(jù)《裝配式木結構建筑技術標準》

(GB/T51233-2016)裝配式木結構建筑是指建筑的結構系統(tǒng)由木結構

承重構件組成的裝配式建筑，即裝配式木結構建筑的承重構件采用工

廠預制的木結構組件和部品，并在現(xiàn)場組裝而成。

(一)木結構建筑特點及分類

1、木結構建筑特點

木結構建筑主要由木材及木制品制作的承重構件組成，具有節(jié)能

低碳環(huán)保、保溫性好、抗震性好、加工精度高及建造周期短等特點。

(1)節(jié)能低碳環(huán)保效益顯著。木結構建筑全壽命期碳排放量最少,

在生長、加工、施工、運營及拆除等環(huán)節(jié)都能體現(xiàn)其環(huán)保性能，尤其

在木材生長環(huán)節(jié)吸收二氧化碳和釋放氧氣，當被用來建造房屋后，二

氧化碳被固定在木材中，木結構建筑具有良好的固碳能力。

(2)保溫性能好。木材是綠色安全的天然環(huán)保材料，其蓄熱系數(shù)

和熱阻均較高，具有天然的“冬暖夏涼”特征抗震性能好。木結構建

筑由于自身質量小、柔韌性好，有很強的抵抗能力，因此，在地震中

木結構建筑所受的地震作用較小，建筑結構所受到的地震破壞程度較

輕。

(3)具有良好的耗能性能。木結構構件大多采用釘和螺栓連接，

結構安全高、抗震性能好。且木材和金屬連接件形成的節(jié)點具有較好

的變形能力，通過自身變形使地震作用被有效消耗，從而確保建筑結

構整體的安全性。

(4)加工精度高。木結構設計靈活，能夠突破木材自身的尺寸限

制，實現(xiàn)各種不同的設計，更容易調整和更改空間布局、洞口位置，

相較于鋼筋混凝土結構更易改造擴建。

(5)建造周期短。木結構建筑大量構件能夠通過工廠預制成型、

工地現(xiàn)場裝配，結構件和連接件的生產(chǎn)和施工可以在全年任何氣候條

件下進行，可縮短施工周期，降低操作強度，節(jié)省勞動成本，提高施

工質量，提高木結構建筑的工業(yè)化水平，推動木結構建筑發(fā)展

2、木結構建筑分類

按主要承重構件選用的結構材料不同，木結構建筑可分為輕型木

結構、膠合木結構、方木原木結構和木組合結構。

(二)常見裝配式木結構

1、輕型木結構

輕型木結構是指主要采用規(guī)格材及木基結構板材或石膏板制作的

木構架墻體、木樓蓋和木屋蓋系統(tǒng)構成的單層或多層建筑。它具有施

工簡便、材料成本低、抗震性能好等優(yōu)點，適用于3層及以下的民用

建筑。輕型木結構也稱作“平臺式骨架結構”，在施工時，每個樓面

為個平臺，上一層結構的施工作業(yè)可在該平臺上完成；在拼裝完底層

墻體后，拼裝上層樓蓋并以此樓蓋為施工作業(yè)面繼續(xù)拼裝二層墻體。

整個輕質木結構體系就是由墻體、樓蓋和屋蓋構成的箱形建筑體系。

輕型木結構的結構強度是主要結構構件（框架）和次要結構構件（墻

面板樓面板和屋面板）共同作用的。

輕型木結構建筑的預制基本單元主要包括以下四類。

（1）預制墻板。根據(jù)房屋墻面大小，將一片墻進行整體或分塊預

制成板式組件。預制墻板分為承重墻體和非承重墻體。

（2）預制樓面板與預制屋面板。根據(jù)樓面和屋面的大小，將樓面

格柵或屋面橡膠條與覆蓋版進行整體連接，預制成板式組件。

（3）預制屋面系統(tǒng)。根據(jù)屋面結構形式，將屋面板、屋面桁架、

保溫材料和吊頂進行整體預制，預制成組件。

（4）預制空間單元。根據(jù)設計要求，將整棟木結構建筑劃分為幾

個不同的空間單元，每個單元由墻體、樓蓋和屋蓋共同構成具有一定

建筑功能的六面體空間體系。

2、膠合木結構

膠合木結構是指承重構件主要采用層板膠合木制作的單層或多層

建筑結構，也稱作層板膠合木結構。隨著木結構建筑技術的發(fā)展，新

型的木質結構復合材料不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)已采用的復合材料有正交膠合木

（CLT）、旋切板膠合木（LVL）、層疊木片膠合木（LSL）和平行木片

膠合木（PSL）等。按照主要承重構件類型不同，膠合木結構可分為膠

合木梁柱式結構、膠合木拱形結構、膠合木門架結構、膠合木空間結

構、正交膠合木板式結構等形式