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BIM介绍 
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BIM的由来及简介

BIM的定义

  美国麦克劳希尔公司在《The Business Value of  BIM》的市场调研报告中,提出:BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和语音的过程。美国国家BIM标准(NBIMS)中提到:BIM在项目不同阶段都可以为各相关方提供支持和协同作业。因此,BIM的理念强调全寿命周期的信息管理,包括运营阶段。BIM技术的特性包括参数化设计、可视化设计、便捷化输入输出、关联化构件、自动化统计以及协同化工作等。    

BIM理念发展历程

  1975年,“BIM之父”——乔治亚理工大学的Chuck Eastman教授创建了BIM理念至今,BIM技术的研究经历了三大阶段:萌芽阶段、产生阶段和发展阶段。BIM理念的启蒙,受到了1973年全球石油危机的影响,美国全行业需要考虑提高行业效益的问题,1975年“BIM之父”Eastman教授在其研究的课题“Building Description System”中提出“a computer-based description of-a building”,以便于实现建筑工程的可视化和量化分析,提高工程建设效率。经过20年,欧洲和北美对BIM理念的研究热潮不断,最终由G.A.van Nederveen和F.P.Tolman教授总结出“BIN-建筑信息模型”一词作为将建筑与信息技术相结合的思想粘结,但流传速度较慢。直到2002年,由Autodesk公司正式发布《BIM白皮书》后,由BIM教父-Jerry Laiserin对BIM的内涵和外延进行界定并把BIM一词推广流传。如表1所示。当前,国内外对BIM技术的研究还处于发展阶段,我国进入BIM研究的国际阵营以后,结合BIM技术进行项目管理的研究刚刚起步,而结合BIM与项目运营管理的研究更为稀少

BIM理念发展历程

阶段划分

代表人

代表成就

核心观点

萌芽阶段

BIM之父-Chuck Eastman

提出BIM理念

a computer-based description of a buliding(用计算机代替手工做图)

产生阶段

G.A.van Nederveen&F.P.Tolman

创造“the term of BIM”

Buliding reference model consists of a general kemel and view dependent aspect models (结合“建筑产品模型”和“产品信息模型”的里面,将需要的建筑信息模型分解,让各个参与方共建“建筑信息模型”)

发展阶段

BIM教父-Jerry Laiserin

推广“BIM”的使用

BIM is a business proces,not a software program(强调BIM不只是软件,更是一个管理工程)


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BIM特性

  建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。


1. 可视化(Visualization)

  可视化即“所见所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如经常拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说,这种想象也未尝不可,但是近几年建筑业的建筑形式各异,复杂造型在不断的推出,那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;建筑业也有设计方面出效果图的事情,但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的,并不是通过构件的信息自动生成的,缺少了同构件之间的互动性和反馈性,然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视,在BIM建筑信息模型中,由于整个过程都是可视化的,所以可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。

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2.协调性(Coordination)

  这个方面是建筑业中的重点内容,不管是施工单位还是业主及设计单位,无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人士组织起来开协调会,找各施工问题发生的原因,及解决办法,然后出变更,做相应补救措施等进行问题的解决。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗?在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置,这种就是施工中常遇到的碰撞问题,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决吗?BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调,地下排水布置与其他设计布置之协调等。

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3.模拟性(Simulation)

  模拟性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,例如:节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在招投标和施工阶段可以进行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,从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而来实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。

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4.优化性

  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,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,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。复杂程度高到一定程度,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。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及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。基于BIM的优化可以做下面的工作:

  (1)项目方案优化:把项目设计和投资回报分析结合起来,设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来;这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上,而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。

  (2)特殊项目的设计优化:例如裙楼、幕墙、屋顶、大空间到处可以看到异型设计,这些内容看起来占整个建筑的比例不大,但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多,而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方,对这些内容的设计施工方案进行优化,可以带来显著的工期和造价改进。

5.可出图性

  BIM并不是为了出大家日常多见的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了可视化展示、协调、模拟、优化以后,可以帮助业主出如下图纸:

  (1)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);

  (2)综合结构留洞图(预埋套管图);

  (3)碰撞检查侦错报告和建议改进方案。

  由上述内容,我们可以大体了解BIM的相关内容。BIM在世界很多国家已经有比较成熟的BIM标准或者制度。BIM在中国建筑市场内要顺利发展,必须将BIM和国内的建筑市场特色相结合,才能够满足国内建筑市场的特色需求,同时BIM将会给国内建筑业带来一次巨大变革。

6.一体化性

  基于BIM技术可进行从设计到施工再到运营贯穿了工程项目的全生命周期的一体化管理。BIM的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库,不仅包含了建筑的设计信息,而且可以容纳从设计到建成使用,甚至是使用周期终结的全过程信息。

7.参数化性

  参数化建模指的是通过参数而不是数字建立和分析模型,简单地改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型;BIM中图元是以构件的形式出现,这些构件之间的不同,是通过参数的调整反映出来的,参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。

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8.信息完备性

  信息完备性体现在BIM技术可对工程对象进行3D几何信息的描述以及完整的工程信息描述。

  1表现方面

  CAD的表现方式基本上以2D平面图为主,图纸中以点、线、面的概念呈现给项目参与各方,且这些信息是散碎且无专业的,需要很强的专业知识才可以读懂,对于外行人来说很难理解。而BIM可以通过BIM软件建立起3D可视化模型,让大家对于项目中空间关系、设备设施位置等等一目了然。与此同时,因为BIM的数字化、参数化技术,还可以将项目中各个构件的数据信息纳入其中,让建筑整体不但展现出空间中的几何特性、还可以呈现出建筑的物理特性及功能特性。大大丰富了建筑元素,即便是缺乏专业知识的人员也可以读懂。

  2变更方面

  传统CAD图纸在变更的时候,需要再次对图纸进行绘制,或者通过拉伸命令进行,哪怕只是修改图元中的位置或者大小。而BIM技术采用参数化方式建模,所有构件都富含建筑信息及属性,如果进行修改的时候,只需要对属性进行更改即可,例如可以随意调节构件的尺寸、颜色、样式等。

  3关联方面

  关联性也是BIM技术的一大特色。传统CAD技术就因为缺乏高度的关联性,而显得复杂与繁琐。尤其是在项目体量大、结构复杂的时候,一旦发现某处设计不合理,需要经过多人、长时间的去修改与之相关图元中的所有构件属性,既浪费时间有浪费成本,而且往往还存在考虑不周的情况。而BIM技术的构件则具有高度关联性,发现构件有问题只需要进行属性调整,随后与之相关的构件都会随之而变化,自动配适。例如调整天花板的高度之后,门、窗等尺寸、位置都会随之而发生变化,提高了工作效率,降低人为错误,保证模型的统一性。

  4信息方面

  CAD技术的信息表一般是采用2D电子化图纸+表格的方式,不具备专业的知识的人士很难看的懂。而且在保存的时候有一定的时效性,且已损坏与丢失。而BIM技术则是可视化的3D模型为基础,外加电子图纸。同时还可以将工程量清单、施工管理报告、造价估算数据报表等呈献给项目各个部门,协同工作。再加之,其可以与云端技术相结合,为业主提供更加快速与准确的决策,存储于云端之后可以长期保存,随时随意调取。

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