BIM应用基础——单元一

BIM基础知识单元一01目录CONTENTBIM的概念和特点BIM技术的基本应用BIM应用的相关软件020403BIM技术的发展现状BIM基础知识学习目标（1）熟悉BIM的基本概念。（2）了解BIM的基本特点。（3）熟悉BIM的基本应用。（4）了解BIM技术在国内外的发展。（5）了解BIM的核心建模软件。本单元是基础理论部分，是学习Revit软件必须了解的基础知识。建筑信息模型（buildinginformationmodeling，BIM）是社会信息技术发展的必然产物，是实现建筑信息化的必要途径。随着大型、复杂建筑项目的兴起及BIM应用软件的不断完善，越来越多的项目参与方都在关注和应用BIM技术，使用BIM技术进行设计和项目管理的范围及领域也越来越广。近年来，BIM技术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将引领未来建筑信息化的发展方向，必将引起整个建筑业及相关行业革命性的变化。Part1BIM的概念和特点BIM的概念和特点现代大型建设项目一般都具有投资规模大、建设周期长、参建单位众多、项目功能要求高及信息量大等特点，建设项目设计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，信息的错误传达或不完备是造成众多索赔与争议事件发生的根本原因，而BIM技术通过三维的共同工作平台和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中存在的协调性差、整体性不强等问题提供可能。BIM的概念BIM的特点BIM的概念BIM由Autodesk公司在2002年率先提出，目前已在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为工程建设行业实现可持续设计的标杆。BIM概念和解决方案将是我国工程建设行业实现高效、协作和可持续发展的必经之路。从理念上说，BIM试图将建筑项目的所有信息纳入到一个三维的数字化模型中。这个模型不是静态的，而是随着建筑全寿命周期的不断发展而逐步演进的，从前期方案到设计、施工、建后维护和运营管理等各个阶段的信息都可以被不断地集成到模型中，如图1-1所示。BIM的概念BIM的概念因此，可以说BIM就是真实建筑物在计算机中的数字化记录。当设计、施工、运营等各方面人员需要获取建筑信息（如图纸、材料统计、施工进度等）时，都可以从BIM中将其快速提取出来。虽然BIM由三维CAD技术发展而来，但是它的目标比CAD更为高远。如果说CAD是为了提高建筑师的绘图效率，那么BIM则是为了改善建筑全寿命周期的性能表现和信息整合。BIM的概念从技术上说，BIM不像传统的CAD那样，将建筑信息存放在相互独立的成百上千的DWG文件中，而是用一个模型文件来存储所有的建筑信息。当需要呈现建筑信息时，无论是建筑的平面图、剖面图还是门窗明细表，这些图形或者报表都是从模型文件中实时、动态地生成出来的，可以将其理解成数据库的一个视图。因此，无论在模型中进行任何修改，所有相关的视图都会得到实时的、动态的更新，从而保持所有数据一致和最新，从根本上消除了CAD图形修改时版本不一样的现象。BIM的概念要理解BIM，需阐明如下几个关键理念：（1）BIM不等同于三维模型，也不仅仅是三维模型和建筑信息的简单叠加。虽然称BIM为建筑信息模型，但BIM实质上更关注的不是模型，而是蕴藏在模型中的建筑信息，以及如何在不同的项目阶段由不同的人来应用这些信息。三维模型只是BIM比较直观的一种表现形式。如前文所述，BIM致力于分析和改善建筑在其全寿命周期中的性能，并使原本离散的建筑信息得到更好的整合。BIM的概念（2）BIM不是一个具体的软件，而是一种流程和技术。BIM的实现需要依赖于多种（而不是一种）软件产品的相互协作，有些软件适合创建BIM（如Revit），而有些软件适合对模型进行性能分析（如Ecotect）或者施工模拟（如Navisworks），还有一些软件可以在BIM基础上进行造价概算或者设施维护，等等。一种软件不可能完成所有的工作，关键是所有的软件都应该能够依据BIM的理念进行数据交流，以支持BIM流程的实现。BIM的概念（3）BIM不仅仅是一种设计工具，更明确地说，BIM不是一种画图工具，而是一种先进的项目管理理念。BIM的目标是整合整个建筑全寿命周期内的各方信息，优化方案，减少失误，降低成本，最终提高建筑物的可持续性。尽管BIM软件也能用于输出图纸，并且熟练的BIM用户可以达到比使用CAD方式更高的出图效率，但“提高出图速度”并不是BIM的出发点。（4）BIM不仅仅是一个工具的升级，而是整个建筑行业流程的一种革命。BIM的应用不仅会改变设计院内部的工作模式，而且会改变业主、设计方、施工方之间的工作模式。在BIM技术的支持下，设计方能够对建筑的性能有更高的掌控，业主和施工方可以更多、更早地参与到项目的设计流程中，以确保多方协作创建出更好的设计，满足业主的需求。BIM的概念在美国，已经有一些项目开始采取集成产品开发（integratedproductdevelopment，IPD）这样的新型协作模式；而在我国，随着民用建筑数量的增多，也越来越多地开始采取总承包模式，使得设计和施工流程愈加整合，BIM也更能发挥出它的价值。（5）由于BIM可以将设计、加工、建造项目管理等所有的工程信息整合在统一的数据库中，所以它可以提供一个平台，保证从设计、施工到运营的协调工作，使基于三维平台的精细化管理成为可能。（6）BIM正在改变企业内部及企业之间的合作方式。为实现BIM的最大价值，设计人员需要重新思考各专业的设计范围和工作流程，通过协同工作实现信息资源的共享，减少传统模式下的项目信息丢失。1234可视化协调性模拟性优化性BIM的特点5可出图性BIM的特点可视化即“所见所得”的形式。对于建筑行业来说，可视化的真正运用的意义非常大。例如，施工人员经常拿到的施工图纸只是用线条来表达各个构件的信息，而构件的真实构造形式就需要其自行想象。对于一般简单的东西来说，这种想象也未尝不可，但是现在的建筑形式各异，复杂造型不断推出，那么光靠人脑来想象是不符合现实的。所以，BIM提供了可视化的思路，能让人们将以往的线条式的构件以一种三维的立体实物的图形展示出来，如图1-2和图1-3所示。在BIM的工作环境中，由于整个过程是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来汇报和展示，更重要的是项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论和决策都可以在可视化的状态下进行。可视化BIM的特点可视化BIM的特点在建筑物的建造前期对各专业的碰撞问题进行协调。各行业的项目信息会出现“不兼容”，如管道与结构冲突（见图1-4）、预留的洞口没留或尺寸不对等情况；电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调，防火分区与其他设计布置的协调，地下排水布置与其他设计布置的协调;等等。使用有效的BIM协调流程对不兼容的项目信息进行协调综合，可以减少不合理变更方案或问题变更方案的产生。协调性BIM的特点协调性BIM的特点BIM并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，如节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟（见图1-5）、自然通风系统模拟（见图1-6）、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段，BIM可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。此外，BIM还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而实现成本控制。在后期运营阶段，BIM可以模拟日常紧急情况的处理方式，如地震时人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。模拟性BIM的特点模拟性BIM的特点事实上，整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。虽然优化和BIM不存在实质性的必然联系，但是在BIM的基础上可以进行更好的优化。优化主要受到以下三方面因素的制约：（1）没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM不但提供了建筑物实际存在的信息（包括几何信息、物理信息、规则信息），还提供了建筑物变化以后的实际存在的信息。（2）当建筑物的复杂程度高到一定程度时，单靠参与人员本身的能力已无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备。（3）现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM与其配套的各种优化工具为复杂项目的优化提供了可能，优化性效果如图1-7所示。优化性BIM的特点优化性BIM的特点BIM并不是为了出大家日常多见的类似于建筑设计院所出的建筑设计图纸及一些构件加工的图纸，而是通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟和优化，帮助业主出如下图纸：综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）、综合结构留洞图（预埋套管图）、碰撞检查侦错报告和建议改进方案。可出图性Part2BIM技术的基本应用BIM技术的基本应用近年来，随着大型、复杂建筑项目的兴起及BIM应用软件的不断完善，我国越来越多的项目参与方正在关注和应用BIM，如著名的上海中心大厦，业主要求必须使用BIM完成设计、施工等过程；奥运“水立方”的建设也采用了BIM；上海世博会的场馆，因设计较复杂而采用了BIM，如德国的“和谐城市”馆、芬兰的“冰壶”馆等。BIM的全面应用将大大提高建筑业的生产效率，提高建筑工程的集成化程度，使从设计、施工到运营整个全寿命周期的质量和效率显著提高、成本降低，给建筑业的发展带来巨大效益。采用BIM，不仅可以实现设计阶段的协同设计、施工阶段的建造全过程一体化和运营阶段对建筑物的智能化维护及设施管理，而且可以打破业主与设计方、施工方、运营方之间的隔阂和界限，实现对建筑全寿命周期的管理，如图1-8所示。BIM技术的基本应用图1-8BIM的应用设计阶段的BIM应用施工阶段的BIM应用运营阶段的BIM应用BIM技术的基本应用BIM使建筑、结构、给水排水、空调、电气等各个专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。在二维图纸时代，各个设备专业的管道综合是一个烦琐、费时的工作，做得不好甚至会经常引起施工中的反复变更。而BIM将整个设计整合到一个共享的建筑信息模型中，结构与设备、设备与设备间的冲突会直接被显现出来，通过BIM进行三维碰撞检测，能及时发现冲突并调整设计，从而极大地避免施工中的浪费。此外，BIM使得设计修改更加容易。只要对项目做出更改，由此而产生的所有结果都会在整个项目中自动协调，各个视图中的平、立、剖面图会自动修改，不会出现平、立、剖面图中信息不一致的错误；设计阶段的BIM应用BIM技术的基本应用在建筑设计阶段实施BIM的最终结果一定是所有设计师将其应用到设计全过程的结果。但在尚不具备全过程应用条件的情况下，局部项目、局部专业、局部过程的应用将成为未来过渡期内的一种常态。因此，根据具体项目的设计需求、BIM团队情况和设计周期等条件，可以选择在不同的设计阶段中应用BIM。对于设计师、建筑师和工程师而言，应用BIM不仅要求实现设计工具从二维到三维的转变，而且要求在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计的理念。其最终目的是使整个工程项目在设计、施工和运营等各个阶段都能够有效地节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。设计阶段的BIM应用BIM技术的基本应用在施工阶段，通过BIM对施工进行模拟是BIM的重要应用之一。模拟施工的目的是在施工前对施工的整个过程进行模拟，分析不同资源配置对工期的影响，综合成本、工期和材料等因素得出最优的建筑施工方案，从而减少因建筑过程中的错误而造成的成本浪费，甚至可以帮助人们实现建筑构件的直接无纸化加工建造，实现整个施工周期的可视化模拟和可视化管理。施工人员可以迅速地为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划，从而和业主进行沟通，将施工过程对业主的运营和施工人员的影响降到最低。BIM还能提高文档质量，改善施工规划，从而节省施工中在过程与管理问题上投入的时间和资金。施工阶段的BIM应用BIM技术的基本应用BIM自从被引入我国工程建设领域以来，带给行业的变革不仅仅体现在技术手段上，还体现在管理过程中，并贯穿