工程項目管理BIM應(yīng)用教程徐勇戈習(xí)題答案

第一章思考題1.如何理解BIM的概念及其內(nèi)涵？答：（1）BIM的概念自2004年并概念誕生以來，很多機構(gòu)和個人對并做了多種的定義。其中包括BIM的首位提出者Autodesk公司副總裁波恩斯坦、美國國家建筑科學(xué)研究院，以及我國建筑工業(yè)標準等，都對其做了較為詳細的定義。目前，國際上關(guān)于BIM最權(quán)威的機構(gòu)是buildingSMARTInternational。其網(wǎng)站上一篇文章為《用開放的BIM不斷發(fā)展BIM》。該篇文章對什么是閉幕是這樣論述的：1）BuildingInformationModeling：是一個在建筑物生命周期內(nèi)設(shè)計、建造和運營中產(chǎn)生和利用建筑數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)過程，BIM讓所有利益相關(guān)者有機會通過技術(shù)平臺之間的互用性同時獲得同樣的信息。2）BuildingInformationModel：是設(shè)施的物理屬性和功能特性的數(shù)字化表達。因此，它作為設(shè)施信息共享的知識資源，在其生命周期中從開始起就為決策形成了可靠的依據(jù)。3）BuildingInformationManagement：是對在整個資產(chǎn)生命周期中，利用數(shù)字原型中的信息實現(xiàn)信息共享的業(yè)務(wù)流程的組織與控制。（2）BIM的內(nèi)涵：在Autodesk公司副總裁伯恩斯坦初次提出BIM時，認為BIM的內(nèi)涵就是BuildingInformationModeling。到了今天，BIM的內(nèi)涵已經(jīng)大大擴展。把BIM擴展到整個項目生命周期的運行管理，包括設(shè)計管理、施工管理、運營維護管理，使BIM的價值得到巨大提升。美國國家BIM標準V1版中給出了BIM適用范圍，包含三種類型的設(shè)施或者建筑項目，1）Building，即建筑物，如一般辦公樓房、住宅建筑等。2）Structure，即構(gòu)筑物，如水塔、水壩、廠房等。3）LinearStructure，即線性形態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)施，如道路、橋梁、鐵路、隧道、管線等。目前BIM的應(yīng)用已經(jīng)開始和地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來，兩者的結(jié)合已經(jīng)成為BIM應(yīng)用研究的新課題。隨著智能建筑、智慧城市的發(fā)展，由于牽涉設(shè)備、構(gòu)件在設(shè)施內(nèi)的定位，物聯(lián)網(wǎng)與BIM的結(jié)合越來越密切。除了設(shè)施的施工階段可以應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)管理預(yù)制構(gòu)件外，物聯(lián)網(wǎng)更大量的應(yīng)用在設(shè)施安裝與運營階段，因此BIM與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是BIM應(yīng)用發(fā)展的又一個方向。2.建筑子模型與基礎(chǔ)模型有什么區(qū)別？答：1）子模型包括按照建筑項目全生命周期中的不同階段創(chuàng)建的階段模型，也包括按照專業(yè)分工建立專業(yè)的模型。2）基礎(chǔ)模型包括基礎(chǔ)模型的共享構(gòu)件、空間結(jié)構(gòu)劃分、相關(guān)的屬性、相關(guān)過程、相關(guān)關(guān)系等元素。這里所表達的是項目的基本信息，各子模型的共性信息及各子模型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。3）子模型是由專業(yè)構(gòu)件、基礎(chǔ)模型及數(shù)據(jù)信息共同構(gòu)成，因此子模型相對于基礎(chǔ)模型是屬于上層結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)模型只是構(gòu)成子模型的一個子集。3.BIM技術(shù)的特點包括哪些方面？答：1）操作的可視化?？梢暬荁IM技術(shù)最顯而易見的特點，BIM技術(shù)一切操作都是在可視化的環(huán)境下完成的。在可視化環(huán)境下進行建筑設(shè)計、碰撞檢測、施工模擬、避災(zāi)路線分析等一系列操作。2）信息的完備性。BIM是項目的物理和功能特性數(shù)字化表達，包含項目的所有信息，從BIM的定義就體現(xiàn)了信息的完備性。BIM模型包含項目全面信息，除了對項目進行3D幾何信息和拓撲關(guān)系描述，還包括完整的工程信息描述。3）信息的協(xié)調(diào)性。信息協(xié)調(diào)性體現(xiàn)在兩個方面：一是在數(shù)據(jù)之間創(chuàng)建實時的、一致性的關(guān)聯(lián)，對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的任何更改，都馬上可以在其他關(guān)聯(lián)的地方反映出來；二在各構(gòu)件實體之間實現(xiàn)關(guān)聯(lián)顯示、智能互動。4）信息的互用性。應(yīng)用BIM可以實現(xiàn)信息的互用性，充分保證信息在傳輸與交換前后的一致性。具體來說，實現(xiàn)互用性就是BIM模型中所有數(shù)據(jù)只需要一次性采集或輸入，就可以在整個項目的生命周期中實現(xiàn)信息共享交換與流動，使BIM模型能夠自動演化，避免了信息不一致的錯誤。4.為什么說“貫穿項目全生命周期都通用的數(shù)據(jù)格式”是BIM技術(shù)的關(guān)鍵？答：從BIM的定義當中，我們可以看出BIM是建筑物生命周期內(nèi)設(shè)計建造運營中產(chǎn)生和利用建筑數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)過程。在這個過程當中，BIM模型是從項目發(fā)起階段開始，一直向項目的設(shè)計階段、施工階段、運維階段轉(zhuǎn)移。在整個過程當中不斷的得到數(shù)據(jù)的完善，最終形成完整的BIM模型。BIM技術(shù)不特指某一款軟件，它是一系列軟件的集合。在項目不同的階段，所采用的BIM軟件是不一致的，在同一項目階段，不同專業(yè)使用的BIM軟件也不完全一致。如果在貫穿項目全壽期沒有一個通用的數(shù)據(jù)格式，則會出現(xiàn)不同階段進行BIM交付時出現(xiàn)無法讀取信息的情況，或者在同一個階段，不同的專業(yè)進行數(shù)據(jù)交換式無法實現(xiàn)。這就導(dǎo)致在采用BIM技術(shù)時出現(xiàn)互用性問題，給BIM技術(shù)應(yīng)用帶來障礙。因此，在推行BIM技術(shù)過程時，實現(xiàn)通用的數(shù)據(jù)格式是BIM技術(shù)的一個關(guān)鍵所在。第二章思考題1.基于文件的BIM信息交換與管理存在哪些不足？答：基于文件的BIM信息交換和管理具有以下不足：1）無法形成完整的閉幕模型。2）變更傳播困難。3）無法實現(xiàn)對象級別的數(shù)據(jù)控制。4）不支持協(xié)同工作和同步修改。5）無法進行子模型的提取與集成。6）信息交換速度和效率是瓶頸問題。7）用戶訪問權(quán)限管理困難。2.搭建項目級基于BIM的應(yīng)用框架需要做好哪些工作？答：搭建項目及基于BIM的應(yīng)用框架，需要做好如下四方面的工作：1）前期準備工作。一個應(yīng)用BIM的項目啟動時，需要建立核心協(xié)作團隊，做好項目的描述，明確項目宗旨極目標，制定好協(xié)作流程規(guī)劃。更進一步還需要做好項目階段的劃分，明確各階段的階段性目標。2）確定建模計劃。應(yīng)用BIM技術(shù)的過程是對一個BIM模型不斷完善的過程，也是一個“Modeling”的過程，確定建模計劃，也等于建立整個項目BIM應(yīng)用的實施流程。3）制定溝通和協(xié)作計劃。溝通與協(xié)作是BIM應(yīng)用中的重要環(huán)節(jié)，制定詳細的項目溝通計劃和協(xié)作計劃對于BIM技術(shù)的實施十分必要。4）制定技術(shù)規(guī)劃。為了項目BIM應(yīng)用的實施，必須制定可行的項目技術(shù)規(guī)劃，該規(guī)劃涉及軟件選擇及系統(tǒng)要求和管理兩個方面。3.如何構(gòu)建企業(yè)級基于BIM的應(yīng)用框架？答：搭建整個企業(yè)級基于閉幕的應(yīng)用框架，需要做好如下五方面的工作：1）建模計劃。（1）制定詳細的建模計劃和建模標準。在建模計劃中，列出模型名稱模型內(nèi)容在項目的什么階段創(chuàng)建及創(chuàng)建工具等。并在建模前對相關(guān)要求及細節(jié)做好計劃。而建模標準則包括模型的精度和尺寸標注的要求、建模對象要具備的屬性、建模詳細程度模型的度量制等。（2）制定詳細的分析計劃。在確定了詳細的建模計劃后，接著需要制定詳細的分析計劃。通常是應(yīng)用不同的子模型進行相關(guān)分析。例如可視化分析、結(jié)構(gòu)分析、能效分析、沖突檢測分析、材料算量分析、進度分析、綠色建筑評估體系分析等。這里就有相應(yīng)的分析子模型創(chuàng)建問題，同時也需要做好分析軟件的計劃，以便配置好相應(yīng)的分析軟件。2）人員計劃。人員對并不應(yīng)用水平的高低起到很關(guān)鍵的作用。因此企業(yè)要做好人員計劃。人員計劃包括企業(yè)結(jié)構(gòu)、員工技能、人員招聘和培訓(xùn)要求的分析。3）實施計劃。企業(yè)的實施計劃應(yīng)當包括溝通計劃、培訓(xùn)計劃和支持計劃。（1）溝通計劃。企業(yè)在實施BIM技術(shù)后會在企業(yè)結(jié)構(gòu)、運營等方面帶來一系列重大改變，這些改變也許會對尚未適應(yīng)新變化的員工在心理上造成一些困惑。溝通計劃是為了保障企業(yè)的平穩(wěn)過度，制定出如何根據(jù)企業(yè)的實際情況與員工進行有效溝通的計劃。（2）培訓(xùn)計劃。BIM技術(shù)是新的技術(shù)，必須對員工進行培訓(xùn)，才能保障其有效的實施。培訓(xùn)計劃要明確培訓(xùn)制度、培訓(xùn)課程、培訓(xùn)對象、培訓(xùn)課時數(shù)、待培訓(xùn)人數(shù)、培訓(xùn)日期等。培訓(xùn)對象除了本企業(yè)員工外，還可以是合作伙伴。（3）支持計劃。企業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中涉及很多軟硬件和技術(shù)裝備，購買這些軟硬件和技術(shù)裝備時，軟硬件廠商會承諾提供必要的支持。支持計劃需要列出相關(guān)的支持方案，包括軟硬件名稱、支持類型、聯(lián)系信息和支持時間等。4）公司協(xié)作計劃。公司協(xié)作計劃是為本企業(yè)內(nèi)部的員工在BIM應(yīng)用大環(huán)境下，實現(xiàn)高效溝通、檢索和共享BIM技術(shù)創(chuàng)建的信息而制定的。應(yīng)當充分評估企業(yè)原有的溝通與協(xié)作制度在BIM應(yīng)用大環(huán)境下適應(yīng)性，根據(jù)評估結(jié)果確定如何利用或提升原有溝通和協(xié)作制度。5）企業(yè)技術(shù)計劃。企業(yè)技術(shù)計劃關(guān)系到實施BIM技術(shù)所需要的能力，包括軟硬件和基礎(chǔ)設(shè)施的情況。需要對企業(yè)的技術(shù)能力、軟硬件和基礎(chǔ)設(shè)施的情況進行評估，然后根據(jù)實際情況制定出企業(yè)的技術(shù)計劃，包括軟件選擇要求，硬件選擇要求等。4.BIM在建筑設(shè)計方面的應(yīng)用包括哪些內(nèi)容？答：BIM在建筑設(shè)計的應(yīng)用范圍很廣，無論在設(shè)計方案論證，還是設(shè)計創(chuàng)作、協(xié)同設(shè)計、建筑性能分析、結(jié)構(gòu)分析以及在綠色建筑評估、規(guī)范驗證、工程量統(tǒng)計等都有不同程度的應(yīng)用。BIM為設(shè)計方案的論證帶來了很多便利。由于BIM的應(yīng)用，傳統(tǒng)的2D設(shè)計模式被3D模型取代，3D模型所展示的設(shè)計效果可大大方便評審人員、業(yè)主和用戶對方案進行評估，甚至可以就當前的設(shè)計方案討論可施工性問題及消減成本和縮短工期等問題，經(jīng)評審最終為修改設(shè)計提供可行的方案。設(shè)計方案確定后就可以進行深化設(shè)計，BIM技術(shù)繼續(xù)在后續(xù)的建筑設(shè)計過程中發(fā)揮作用。BIM技術(shù)為實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計開辟了廣闊的前景，使不同專業(yè)的甚至是身處異地的設(shè)計人員，都能夠通過網(wǎng)絡(luò)在同一個BIM模型上展開協(xié)同設(shè)計，使設(shè)計能夠協(xié)調(diào)的進行。BIM模型中包含的建筑構(gòu)件的各種詳細信息，可以為建筑性能分析（節(jié)能分析、采光分析、日照分析、空氣齡分析。）提供條件，而且這些分析都是可視化的。BIM模型中信息的完備性也大大簡化了設(shè)計階段的工程量統(tǒng)計工作。模型中的每個構(gòu)件都是與BIM模型數(shù)據(jù)庫中的成本項目相關(guān)的，當設(shè)計師在BIM模型中對構(gòu)件進行變更時，成本估算會實時更新，設(shè)計師隨時可以了解更新的估算信息。第三章思考題1.建立BIM標準的目的是什么答：為了在建筑全生命周期的技術(shù)及管理工作中有效利用BIM技術(shù)，便于有關(guān)技術(shù)或管理人員更好地進行信息共享。有必要建立標準，用于規(guī)定：1）什么人在什么階段產(chǎn)生什么信息。例如在設(shè)計階段，建筑師最開始應(yīng)該產(chǎn)生什么信息分發(fā)給結(jié)構(gòu)工程師等其他參加者進行初步會簽，然后他應(yīng)該產(chǎn)生什么信息，用于和結(jié)構(gòu)師等其他參加者進行正式會簽。2）信息應(yīng)該采用什么格式。例如，建筑師在利用應(yīng)用軟件建立用于初步會簽的建筑信息后，將這些信息保存為某種應(yīng)用軟件提供的格式，或者某種標準化的中性格式，然后分發(fā)給結(jié)構(gòu)工程師等其他參與者。3）信息應(yīng)該如何分類。一方面，在計算機中保存非數(shù)值信息，往往需要將其代碼化，因此涉及信息分類；另一方面，為了有序地管理大量建筑信息也需要遵循一定規(guī)則進行信息分類。2.與BIM標準相關(guān)的基礎(chǔ)標準有哪些？答：在現(xiàn)存的BIM標準編制過程中，主要利用了三類基礎(chǔ)標準，即建筑信息組織標準、BIM信息交付手冊標準以及數(shù)據(jù)模型表示標準。1）建筑信息組織標準。該類基礎(chǔ)標準規(guī)定用于組織建筑信息的框架。主要體現(xiàn)為國際標準化組織（ISO）頒布的兩個標準，即《建筑施工建筑信息組織第2部分：分類框架標準》（標準號為ISO12006-2）和《建筑施工建筑信息組織第3部分：面向?qū)ο蟮男畔⒖蚣堋罚藴侍枮镮SO12006-3）。（1）ISO12006-2ISO12006-2定義了建筑信息分類框架和一些分類表的定義，而不是分類本身，它適用于有關(guān)機構(gòu)編制建筑全生命周期各階段的建筑和土木工程信息分類標準。（2）ISO12006-3ISO12006-3定義了與語言無關(guān)的數(shù)據(jù)模型。該數(shù)據(jù)模型對開發(fā)用于保存和提供建筑信息的字典是十分必要的。同一個概念，不同的語言有不同的表達，而既是同一種語言，也可能存在同義詞而有一種以上的表達。如果把一個概念在某種語言中某一表達作為基準表達，字典的作用就是，能夠明確一個概念的一種表達對應(yīng)的基準表達是什么，從而克服了信息交流過程中不同語言和同一語言同一詞引起的溝通障礙。2）BIM信息交付手冊標準。建筑全生命周期的各個階段有多方參與按照并技術(shù)的概念，這些參與方可以共享建筑信息模型中的信息，為了支持各參與方在必要時得到必要的信息。有必要規(guī)定有關(guān)過程、通過每個過程各參與方交付的信息內(nèi)容及各參與方可獲得的信息內(nèi)容。信息交付手冊（InformationDeliveryManual，IDM）標準（簡稱IDM標準）就用于對此進行具體規(guī)定。3）數(shù)據(jù)模型表示標準。用于BIM數(shù)據(jù)模型表示的標準主要有Express語言和XML。（1）Express語言Express語言是由國際標準ISO10303-11規(guī)定的一種形式化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述語言。它提供了對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行按面向?qū)ο蠓椒ㄟM行描述的機制，在數(shù)據(jù)交換過程中，中性文件中的數(shù)據(jù)交換模型和標準數(shù)據(jù)存儲界面實現(xiàn)方式中的數(shù)據(jù)模型都采用Express語言進行描述。（2）XML。XML是eXtensibleMarkupLanguage的縮寫，是一種用于標記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的語言。XML于1998年2月10日成為W3C（WorldWideWebConsortium，萬維網(wǎng)聯(lián)盟）的標準。XML的核心特征是將內(nèi)容與對內(nèi)容的描述分離。對內(nèi)容的描述是指XML通過使用標記實現(xiàn)對內(nèi)容進行規(guī)范化描述。3.OmniClass標準的主要特征是什么？答：OmniClass標準最主要的特征可以歸納為以下幾點？1）依據(jù)國際標準化組織制定的基礎(chǔ)標準ISO12006-2與ISO/PAS12006-3,并且借鑒了很多已有的分類體系與標準。2）涵蓋建筑全生命周期的各類信息，主要分為建造資源、建造過程和建造結(jié)果三方面，依據(jù)描述角度的不同分為15張表，與國際標準ISO12006-2成對應(yīng)關(guān)系。3）針對不同的表格，依據(jù)分類對象的屬性和特征建立不同的分類規(guī)則，對表格內(nèi)容進行多層次細分。但由于不同表格對建筑項目描述的角度有所差異，各角度涉及的內(nèi)容劃分層次也并不相同。因此OmniClass標準中對象的編碼層次并非統(tǒng)一。4）可以通過不同條目的組合描述更加復(fù)雜的對象，OmniClass標準提供了對象之間的關(guān)系符號，以表明對象之間的關(guān)系，增強了OmniClass標準的表達能力。4.IFC標準體系包括哪些內(nèi)容？答：IFC標準的體系架構(gòu)由4個層次構(gòu)成，從上到下分別是資源層、核心層、共享層和領(lǐng)域?qū)印?）資源