中铁一局BIM技术应用及发展

技术研发中心技术研发中心1BIM技术应用及发展二〇一三年七月技术研发中心技术研发中心一、前言二、BIM的发展及概念三、BIM技术的特性四、BIM与CAD等技术对比五、BIM案例分析六、BIM引领未来工程七、结束语2技术研发中心技术研发中心近年来，建筑信息模型（BIM）的发展和应用引起了工程建设业界的广泛关注。各方一致的观点是其引领建筑信息化未来的发展方向，必将引起整个建筑业及相关行业革命性的变化。一、前言3山东省会文化中心技术研发中心技术研发中心现代大型建设项目一般具有投资规模大、建设周期长、参建单位众多、项目功能要求高以及全寿命周期信息量大等特点，建设项目设计以及工程管理工作极具复杂性，传统的信息沟通和管理方式已远远不能满足要求。实践证明，信息错误传达或不完备是造成众多索赔与争议事件的根本原因，而BIM技术通过三维的共同工作平台以及三维的信息传递方式，可以为实现设计、施工一体化提供良好的技术平台和解决思路，为解决建设工程领域目前存在的协调性差、整体性不强等问题提供可能。一、前言4技术研发中心技术研发中心建筑信息模型(BuildingInformationModeling，简称BIM)，是通过创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程。它实现了从传统二维绘图向三维绘图的转变，它使建筑信息更加全面，直观的展现出来。二、BIM的发展及概念5建筑设备信息模型BIM技术研发中心技术研发中心建筑信息模型（BIM）的概念最早可以追溯到1970年代，时任卡内基梅隆大学建筑和计算机科学专业教授ChuckEastman于1975年提出了“BuildingDescriptionSystem（BDS）”的概念，可以被视为最早提出的与之相关的概念。建筑信息模型的概念是伴随着信息技术在建筑业的深入运用而产生和发展的，且概念的提出者往往又从多个方面来理解与之相关的问题，因此，其又常以不同的名称出现，如单一建筑模型（SingleBuildingModel/SBM）、集成建筑模型（IntegratedBuildingModel/IBM）、通用建筑模型（GenericBuildingModel/GBM）及虚拟建筑模型（VirtualBuildingModel/VBM，Graphisoft）等。近年来，随着各方的看法逐渐趋于一致，建筑信息模型（BIM）的说法得到了广泛的认同。二、BIM的发展及概念6技术研发中心技术研发中心二、BIM的发展及概念7技术研发中心技术研发中心二、BIM的发展及概念8技术研发中心技术研发中心二、BIM的发展及概念9技术研发中心技术研发中心二、BIM的发展及概念10技术研发中心技术研发中心二、BIM的发展及概念11技术研发中心技术研发中心（1）、是出于可视化、工程分析、冲突分析、规范标准检查、成本分析、竣工验收、预算及其他多种目的而建立一个设施电子化模型的行动。（NIBS，美国国家建筑科学研究院）（2）、一种与数据库相联系基于模型的项目信息技术。（AIA，美国建筑师协会）（3）、为了项目的设计、建造和运营等需要而创建和使用数字化模型的过程。（McGraw-Hill）（4）、是一个包含了图形文件（图纸）及非图形文件（合同、进度计划和其他数据）的单一知识库。（Graphisoft）（5）、是一个在建筑物结构在细节方面进行建模和沟通的过程，以有利于建设项目的整个生命周期。（Tekla）1、建筑信息模型的相关定义：12技术研发中心技术研发中心2、建筑信息模型类型划分：由于不同的定义主体所处的地位不同，其对建筑信息模型的认识存在着一定的差异，主要可以划分为三个类型：（1）、实体论：即认为建筑信息模型是一个模型或知识库，在其中包含了涉及整个建设工程生命周期的信息；（2）、技术论：即建筑信息模型是一种实现建设工程信息管理的技术或者方法；（3）、过程论：即建筑信息模型是一种信息管理的过程。13技术研发中心技术研发中心3、建筑信息模型的特征：（1）、模型中包含的信息涉及整个项目生命周期；（2）、为项目协同建设提供支持；（3）、其中涉及的信息是可计算的，强调信息的完全数字化；（4）、由参数定义的、互动的建筑物构件构成，且构件中包含了丰富的信息；（5）、建筑信息模型中信息的表现可以通过图形化及非图形化的方式实现。14技术研发中心技术研发中心4、建筑信息模型的概念框架：（1）、建筑信息模型是一个综合多种不同维度的综合体，单纯的从某一个方面入手不能收到事半功倍的效果；（2）、模型是建筑信息模型的基础、核心和对象，但是，在实际的工作中，模型的应用必须辅以相关的合同、管理手段，才能真正发挥其作用，并有效规避风险；（3）、技术是建筑信息模型的基础，只有在坚实的技术支持下，才能使建筑信息模型发挥其作用。15技术研发中心技术研发中心16传统实施示意图BIM实施示意图技术研发中心技术研发中心175、建筑信息模型的内涵：BIM是一个建设项目（或设施）物理和功能特性的数字表达，属于共享的知识资源；在建设项目全寿命周期，BIM模型的信息可为所有决策提供可靠的依据；在项目不同阶段，不同参与方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息，在共同的模型中实现协同作业。建筑信息模型（BIM）技术研发中心技术研发中心186、模型不同的分类体系：（1）、按照模型中所集成的信息的特征，可以分为3D模型、4D模型、5D模型乃至nD模型等。三维(3D):包含了工程项目所有的几何、物理、功能和性能信息。四维(4D):是3D加上项目发展的时间，用来研究建筑可建性(可施工性)、施工计划安排以及优化任务和工作顺序。五维(5D)：是四维(4D)加上造价控制。六维(6D)：是五维(5D)加上性能分析应用，使得可以配合建筑方案的细化过程逐步深入，做出真正性能好的建筑。技术研发中心技术研发中心19（2）、按照专业和项目建设阶段划分，可以划分为：设计模型又可以细分为建筑模型、结构模型、MEP模型、综合模型、各种分析模型等。施工模型又可以细分为总包模型、专业分包模型等。制造模型设施运营管理模型等。（3）、按照模型中的信息集中化程度，可以划分为：集中式模型分布式模型对于不同类型的建筑信息模型，其中所包含的信息的集成化程度、内容等各个方面存在着较大的差异。技术研发中心技术研发中心1、模型信息的完备性除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息描述。2、模型信息的关联性系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文件。3、模型信息的一致性在建筑全寿命期，各个阶段都在共同的模型中进行信息共享，不需要重新输入相同的信息。三、BIM技术的特性20技术研发中心技术研发中心21技术研发中心技术研发中心22技术研发中心技术研发中心23技术研发中心技术研发中心24技术研发中心技术研发中心25技术研发中心技术研发中心1、二维CAD软件系统存在的不足：（1）、各专业协作设计缺少一个统一的技术平台；（2）、2维设计禁锢了设计师的空间想象力和创造力；（3）、设计修改工作量巨大；（4）、图纸审查和细节检查复杂抽象；（5）、项目各参与方缺少信息交流平台，存在信息断层。这些不足严重阻碍了我国建筑设计以及项目管理水平的整体提升。四、BIM与CAD等技术对比26技术研发中心技术研发中心四、BIM与CAD等技术对比27CAD和BIM简要比较表BIM包容CAD技术研发中心技术研发中心2、BIM相对二维CAD的革新：（1）、BIM是数字化数据库的设计模式，即以数据库的方式来替代传统的图纸模式。（2）、BIM提供项目参与方三维的信息共享平台，促进更有效的互动。（3）、BIM可实现建筑项目全寿命周期的信息构建。（4）、BIM能够为建设项目全寿命期各参与方提供相应的分布式模型。四、BIM与CAD等技术对比28技术研发中心技术研发中心3、BIM相对相对传统3DCAAD的优势：随着信息化的推广，越来越多三维建模和渲染软件应用于建筑行业，如3DMAX、3DstudioVIT、FormZ等。但是这些3D模型仅仅是简单的几何体的组合，其中无法包含特定建筑构件的属性，无法进行协助分析各个方面的建筑性能，也无法作为协同设计和协同管理的平台。而基于BIM技术的应用系统可以创建出包含大量真实建筑信息的虚拟建筑模型。其中包含了建筑构造、工艺和建筑材料等建造一个建筑所需要的所有组成部分。它是一个囊括建筑所有信息的综合数据库，这个数据库可以在整个建筑业中发挥作用，管理建筑全寿周期的所有信息。四、BIM与CAD等技术对比29技术研发中心技术研发中心BIM在项目建设全寿命周期中的应用主要包括：成本预算、各阶段规划、设计方案论证、能量分析、日照分析、3D协调、信息化项目管理以及基于BIM模型的运营维护等。五、BIM案例应用分析30一体化BIM信息模型技术研发中心上海中心大厦项目概况上海中心大厦，位于浦东的陆家嘴功能区，占地3万多平方米。主体建筑结构高度为580米，总高度632米，总建筑面积57万平方米。“上海中心”总投入将达148亿元，在2010年上海世博会时地下部分封顶，2012年结构封顶且部分投入运营，2014年竣工交付使用。应用亮点材料垂直运输控制BIM数据共享31技术研发中心BIM数据共享在项目上采用鲁班PDS系统管理和共享BIM数据，项目部成员可随时访问。共有8名施工人员（楼上4名，地下室4名）采用鲁班MC系统，鲁班驻场人员算量时共分7个专业（给排水、空调水、消防水、空调风、防排烟、强电、弱电），已完成共六个区（不包含地下室部分）的工程量上传到MC系统。32技术研发中心上海金虹桥国际中心项目概况上海金虹桥国际中心，占地面积3.55万平方米，总建筑面积26万平方米。其中地上建筑面积14万平方米，地下建筑面积12万平方米。建成后可提供商务办公11万平方米，商业设施7万平方米，配套设施8万平方米。应用亮点虚拟施工指导建造阶段碰撞检查成本控制33技术研发中心34建模完成后可提交工程量，如因碰撞对管线进行修改后，工程量会自动调整。预决算控制对上协助与业主结算，对下协助与班组结算。对于设备安装中所涉及的所有设备进行虚拟全尺寸模拟，在三维中反映设备的真实形状，为精确碰撞检查提供支持。技术研发中心常州九洲花园、月星环球商业中心、经纬大厦项目概况九洲花园2.1.2期由18#、23#两栋高层与P3平台和地下室组成，总建筑面积为5.7万平方米。月星环球商业中心，建设面积达40万平方米，并与一期项目8万平方形成无缝连接，建成后项目地上地下总建筑面积接近50万平方米。经纬大厦，总建筑面积为5万平方米。应用亮点造价控制建立BIM数据中心工程档案资料库建立虚拟施工指导施工动画35技术研发中心36模型创建技术研发中心无锡正方园科技大厦、无锡地铁控制中心项目概况无锡正方园总部大楼（正方园科技大厦），项目为1栋高层建筑，地下2层，地上19层，总建筑面积为4.3万平方米，项目为框剪结构。争取省级优质工程，通过绿色建筑二星认证。无锡地铁控制中心及配套设施工程，该项目为新建一幢29层高综合办公楼,设有两层高地下室及两幢八层到十层高的裙楼,总建筑面积约为11万平方米,包括:地铁控制中心、110KV主变站、地铁行政办公用房和公安公交分局。应用亮点主材管控成本控制建造阶段碰撞检查虚拟施工指导37技术研发中心38项目实施主材管控技术研发中心杭州奥体中心项目概况杭州奥体博览城2006年规划建设，2007年正式启动，规划面积近6平方公里，已确定建设项目建筑面积达270万平方米，是一个庞大的系统工程，总投资100多亿。主体育场馆于2009年10月29日开工。应用亮点基础数据提供变更维护造价控制39技术研发中心上海路发广场项目概况路发广场位于上海市浦东新区，建筑总建筑面积约118075平方米。地上建筑面积约62023平方米，地下建筑面积约56052平方米。北侧为(主楼A)十三层的甲级办公楼，屋面标高为59.40m.；东侧为(主楼B)十九层的五星级酒店，屋面标高为78.000m；其中整个综合体的地下二层至地上四层均为酒店配套、办公配套及社区配套，