BIM在建筑工程领域中应用价值

BIM在建筑领域中应用价值史瑞英副教授河北工业职业技术学院BuildingInformationModeling提纲一、BIM的概念二、BIM提出与发展背景三、BIM技术在建筑全生命周期中的应用四、BIM标准编制与技术政策研究五、BIM技术应用案例BuildingInformationModeling什么是BIM？BIM的概念建筑信息模型（BIM）英文是BuildingInformationModeling我们可以这样简要地描述它：通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息不仅仅是三维几何形状信息，还包含大量的非几何形信息，如建筑构件的材料、重量、价格、进度等。BIM主要特点1）三维可视化：可以对模型全方位360度的查看和对比；2）可协调性：可以对多专业及设计、施工、业主进行全方位协调；3）可出图性：BIM模型、平、立、剖面图相互关联，可做到一处修改处处修改；4）参数化设计：构件通过参数设计；一个构件参数修改，与之相关联构件参数同时修改；5）虚拟建造：通过BIM对项目进行虚拟建造，做到提前预知和分析；6）可优化性：优化设计及施工方的错漏碰缺及合理性等；7）可统计性：通过BIM统计相关材料及成本。BIM应用发展新趋势提纲一、BIM的概念二、BIM提出与发展背景三、BIM在设计与施工领域的应用四、BIM标准编制与技术政策研究五、BIM技术应用案例BIM技术起源于制造业制造业STEP标准(StandardfortheExchangeofProductModelData):产品信息模型描述与交互标准，由国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TC184)第四分委会(SC4)制订，1996年成为ISO标准(ISO-10303)。建筑业IFC标准(IndustryFoundationClass):建筑信息模型描述与交互标准，由国际协同联盟(IAI-IernationalAllianceofInteroperability)在STEP标准基础上于1995年提出提出，2000年被ISO组织接纳为ISO标准(ISO/PAS-16739)。制造业已经先行一步行业对信息技术的需求推动了BIM技术的发展勘察设计行业先行一步勘察设计行业在工程建设领域率先应用计算机技术，成为我国信息化建设起步早、发展快、效益高的行业。勘察设计自80年代后期开始推广CAD技术，到2000年基本实现了“甩掉图板”。不仅彻底把工程设计人员从传统的设计计算和绘图中解放出来，可以把更多的时间和精力放在方案优化、改进和复核上，而且提高设计效率十几到几十倍，缩短了设计周期，提高了设计质量，经济效益十分显著。CAD技术的普及应用，使勘察设计企业的局部生产环节实现了信息化，实现了勘察设计企业的第一次革命。建筑业信息技术应用现状与问题应用现状与问题信息技术发展到今天，工程设计、施工与运行维护的各阶段，以及每一阶段的各专业、各环节都在应用软件辅助专业工作。设计与施工等领域的从业人员面临的主要问题有两个：一是信息共享，二是协同工作。设计、施工与运行维护中信息应用和交换不及时、不准确的问题造成了大量人力物力的浪费和风险的产生。“错漏碰缺”造成的资源浪费严重“错漏碰缺”建筑业的同行都对这样两个专有名词耳熟能详，一个叫“错漏碰缺”，另外一个叫“设计变更”。有了“错、漏、碰、缺”，就需要做“设计变更”：对设计师来说，意味着工作量；对承包商来说，意味着待工、窝工、返工；对发展商来说，意味着工期可能延误、造价可能提高、质量可能降低；对社会来说，意味着人力材料浪费、更多的二氧化碳排放，对可持续发展更大的挑战。问题——设计变更现象普遍设计变更目前工程变更与签证价款已成为施工企业获得额外收入的来源之一，可占合同价格的10%到25%。2008年长春市审计局对市政府投资的工程项目审计中，抽查了其中的13个项目，发现变更与签证部分造价占工程总投资的22.23%。信息丢失造成的损失巨大2007年美国的统计资料美国的麦克格劳.希尔（McGrawHill）发布了一个关于建筑业信息互用问题的研究报告“InteroperabilityintheConstructionIndustry”。该报告的统计资料显示，数据互用性不足使建设项目平均增加3.1%的成本和3.3%的工期延误。信息共享问题亟待解决信息孤岛问题信息孤岛几乎是国内外普遍存在的问题。大到一个行业，小到一个企业、一个部门，数据不能有序流通、信息不能共享，信息孤岛给行业和企业带来巨大的经济损失。解决各个系统间的数据交互和业务集成，也就成了行业和企业信息化的主要战略目标之一。BIM的核心任务是解决信息共享问题！现代工程建设发展需求现代建筑的特点高（超高）大（大跨、大规模）深（深基础、深层地下空间、深海开发）复杂（建筑造型、结构体系）金茂420m/环球492m/上海中心632m广州西塔432m/东塔530m深圳平安大厦660m规模越来越大虹桥枢纽工程目前上海市最大的地下空间总建筑面积达150万平方米的虹桥交通枢纽部分建成投入使用，这个集航空、公路、高铁、城市轨交等多种交通方式于一体的世界级交通枢纽建筑跨度越来越大鸟巢总建筑面积25.8万平方米；长轴为332.3m，短轴为297.3m；最高点高度为68.5m，最低点高度为40.1m；外部钢结构的钢材用量为4.2万吨，整个工程，包括混凝土中的钢材、钢筋等，总用钢量达到了11万吨。体型越来越复杂央视新办公楼高234m，倾斜6度；在162.2米高度悬挑75.165米和67.165米；总用钢量14万吨，建筑面积47.3万平米，平均用钢300kg/m2提纲一、BIM的概念二、BIM提出与发展背景三、BIM技术在建筑全生命周期中的应用四、BIM标准编制与技术政策研究五、BIM技术应用案例BIM在建筑全生命周期中的应用BIM在规划阶段的应用BIM在规划阶段的应用BIM在规划阶段的应用BIM在设计阶段的应用BIM—专业协调，更早发现错误串行的“抛过墙式”设计：“错漏碰缺”、效率低下BIM在设计阶段的应用BIM在设计阶段的应用BIM在设计阶段的应用深圳平安大厦BIM在设计阶段的应用机电管线综合施工图BIM—支持绿色建筑设计BIM在设计阶段的应用设计阶段：BIM—与业主沟通更容易概预算：BIM–改变传统的预算模式经营投标：BIM–展示技术能力机电深化设计与安装模拟直观、容易发现问题;利用软件碰撞检查功能，查找容易忽略的问题。钢结构深化设计与安装模拟施工管理-BIM放样施工阶段：BIM–4D施工模拟、过程控制、精细化管理BIM—运行维护BIM—资产管理提纲一、BIM的概念二、BIM提出与发展背景三、BIM在设计与施工领域的应用四、BIM标准编制与技术政策研究五、BIM技术应用案例部分发达国家的BIM标准与技术政策美国、英国、澳大利亚、韩国、新加坡BIM标准BIM技术政策美国的BIM标准美国的BIM技术政策美国的BIM技术政策早在2003年，为了提高建筑领域的生产效率，支持建筑行业信息化水平的提升，作为GSA（GeneralServicesAdministration美国总务管理局）推出了国家3D-4D-BIM计划，鼓励所有GSA的项目采用3D-4D-BIM技术，并给与不同程度的资金资助。美国陆军工程兵团于2006年颁布了《2006~2020年BIM路线图》。2009年7月，美国威斯康辛州成为第一个要求州内新建大型公共建筑项目使用BIM的州政府。威斯康辛州国家设施部门发布实施规则要求从2009年7月开始，州内预算在500万美元以上的公共建筑项目都必须从设计开始就应用BIM技术。德克萨斯州于2009年、俄亥俄州于2010年也相继做出了类似的规定。英国的BIM标准英国的BIM技术政策英国政府内阁办公室在2011年5月公布的建筑策略，用以让整个建筑业供应链能利用BIM技术做出更佳的协作，计划主要内容：为建筑业准备BIM标准和规范BIM培训发展。由2012年3月起，将把BIM连结到物业营运阶段，如协助资产管理。由2012年4月起，会为政府项目设计一套强制性的BIM标准。由2012年暑假起，会分阶段为政府所有项目推行BIM计划。以2012年七月为目标，在多个部门定立试点项目，希望各部门能运用BIM来协作交付项目。希望到2016年能有多方面充分协作的BIM应用，并将全部的文件以信息化管理。具体计划的内容会分阶段的在每年年底发布。运用BIM技术把项目的设计、施工和营运融合一起，以达更佳的资产性能表现。韩国的BIM标准韩国的BIM技术政策新加坡的BIM标准新加坡的BIM标准2012年发布了《SingaporeBIMGuide》新加坡的BIM技术政策我国BIM标准编制中国BIM发展联盟北京市地方标准《民用建筑信息模型设计标准》项目标准BIM模型精度标准BIM模型精度控制BIM模型工作标准模型文件命名规则BIM模型编码标准模型拆分标准住房城乡建设部关于推进建筑信息模型应用的指导意见2015年6月16日颁布的《住房城乡建设部关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（建质[2015]159号）指出，到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%：以国有资金投资为主的大中型建筑；申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。一、BIM的概念二、BIM提出与发展背景三、BIM在设计与施工领域的应用四、BIM标准编制与技术政策研究五、BIM技术应用案例BIM技术应用工程案例项目机电分包BIM应用案例项目施工总包BIM应用案例项目全生命期BIM应用应用效果1：减少拆改费用深化设计人员能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突，显著减少由此产生的返工，更大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。根据本项目与公司以往同类项目因碰撞问题和工序问题需要返工的量的对比，据估算减少因碰撞和安装工序不合理返工节约的成本大概在总造价的1%以上。应用效果2：管线路由优化利用BIM技术对水管、风管、母线、桥架等的路由及尺寸进行优化，找出最短的路由最优的尺寸，节省材料的需用量而降低成本。1、暖通风管路由优化；2、暖通水管路由优化；3、给排水管道路由优化；4、强电母线路由优化；5、强电线槽路由优化；上述几项优化节省材料和人工成本达总造价的3%以上。应用效果3：降低材料损耗BIM技术与工厂化预制结合，利用BIM三维模型，计算出精确的材料需用计划，并进行精确的放样下料，控制材料损耗，避免材料浪费。首先，可大量减少材料在施工现场的损耗，施工时各专业人员众多，施工单位太多，施工人员组成复杂，零星丢失现象不时出现，而预制的构件组合在一起，无论看管还是零星存放，都容易的多。其次，在预制加工厂内，构件集中加工，自始至终由一个作业组负责下料，做到“量体取材”，避免了长管乱截现、大材小用等现象。做到合理使用和管理材料，节约了材料，降低了成本。暖通风管的钢板制作安装损耗率一直是比较高的大多都会超过定额规定的11%，无锡恒隆项目通过BIM技术风管加工后废料很少，损耗率控制在4%以下，仅此项材料就将节省7%以上。广州东塔——基于BIM的总包项目管理BIM系统需求策划BIM系统九大需求建立一个东塔工程结构建筑信息模型平台工程进度动态管理图纸变更的动态管理总包各专业工作面动态管理工程量的自动计算及商务管理总包对业主和各分包的合约及资金管理运维信息管理（电子化竣工图）劳务信息管理碰撞检查BIM系统需求分解（与广联达共同开展，效果较好）上海中心BIM软件软件分类软件分类软件分类软件分类软件分类软件分类软件分类软件分类BIM硬件平台规划