建筑·城规

 

2016年第1期

（总第02期）

重庆交通大学建筑与城市规划学院              2016年3月24日                        

 

 

编者按：BIM建筑信息模型的建立，是建筑领域的一次革命,将成为项目管理强有力的工具，BIM建筑信息模型适用于项目建设的各阶段，它应用于项目全寿命周期的不同领域，掌握BIM技术，才能在建筑行业更好地发展。

如何适应建筑专业化发展大趋势是我院必须考虑的战略问题之一，对于BIM建筑信息模型的深入研究是提高我院建筑学专业教育标准和教学质量的重要举措。本期《建院参考》即以BIM技术的发展与应用对我院学科建设和教学改革的指导为主题进行探讨，期望能为我院建设与发展提供有益参考。

BIM技术的发展前沿与应用展望

BIM是用数字化的建筑组件表示真实世界中用来建造建筑物的构件，在计算机辅助设计等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达，应用于工程项目规划、勘察、设计、施工和运营维护等各阶段，实现建筑全寿命周期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，为产业链贯通、工业化建造和繁荣建筑创作提供技术保障。

 

一、     BIM基本信息

建筑信息模型（BuildingInformation Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。BIM技术在建筑领域中起到的主要作用有：

²对于投资，有助于业主提升对整个项目的掌控能力和科学管理水平、提高效率、缩短工期并降低投资风险。

²对于设计，支撑绿色建筑设计、强化设计协调、减少因“错、缺、漏、碰”导致的设计变更，促进设计效率和设计质量的提升。

²对于施工，支撑工业化建造和绿色施工、优化施工方案，促进工程项目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险。

²对于运维，有助于提高资产管理和应急管理水平。

 

二、    目前主流的BIM软件

(一)      BIM核心建模软件

²Autodesk公司的Revit建筑、结构和机电系列

²Bentley建筑、结构和设备系列

²Nemetsche的ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三个产品，其中国内同行最熟悉的是ArchiCAD

²Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件  

(二)      BIM方案设计软件

²Onuma Planning System和Affinity等。  

(三)      BIM结构分析软件

²ETABS、STAAD、Robot等国外软件以及PKPM等国内软件。

(四)      BIM可视化软件

²常用的可视化软件包括3DS Max、Artlantis、AccuRender和Lightscape等。

(五)      BIM模型综合碰撞检查软件

²常见的模型综合碰撞检查软件有鲁班软件、Autodesk Navisworks、Bentley Projectwise Navigator和Solibri Model Checker等。

(六)      BIM造价管理软件

²国外的BIM造价管理有Innovaya和Solibri，鲁班软件是国内BIM造价管理软件的代表。

(七)      BIM运营软件

²美国运营管理软件ArchiBUS是最有市场影响的软件之一。

 

三、    BIM发展前沿动态

(一)         BIM推动绿色建造的全面发展

1.实现建筑全生命期的信息共享

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。应用BIM技术可以使建筑项目的所有参与方（包括政府主管部门、业主、设计团队、施工单位、建筑运营部门等）在项目从概念产生到完全拆除的整个生命期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，进行协同工作。

2.实现可持续设计的有效工具

BIM技术有力地支持建筑安全、美观、舒适、经济，以及节能、节水、节地、节材、环境保护等多方面的分析和模拟，从而易于做到建筑全生命期全方位可预测、可控制。例如，利用BIM技术，不仅可以直观地展示设计结果，而且可以直观地展示施工细节，还可以对施工过程进行仿真，以便反映实际过程中的偶然性，增加施工过程的可控性。

3.促进建筑业生产方式的改变

BIM技术有力地支持设计与施工一体化，减少建筑工程“错、缺、漏、碰”现象的发生，从而可以减少建筑全生命期的浪费，带来巨大的经济和社会效益。恒基北京世界金融中心通过BIM技术应用在施工图纸中发现了7753个冲突，如果这些冲突到施工时才发现，估算不仅给项目造成超过1000万元的浪费及3个月的工期延误，而且会大大影响项目的质量和发展商的品牌。

4.促进建筑行业的工业化发展

我国建造水平与发达国家相比有较大的差距，主要原因是建筑工业化水平较低所致。提高工业化制造在建设项目中的比例是建筑行业工业化的发展方向和目标。BIM技术不仅为建筑行业工业化解决了信息创建、管理、传递的问题，而且BIM三维模型、装配模拟、采购制造运输存放安装的全程跟踪等手段为工业化建造的普及提供了技术保障。同时，工业化还为自动化生产加工奠定了基础，自动化不但能够提高产品质量和效率，而且对于复杂钢结构，利用BIM模型数据和数控机床的自动集成，还能完成通过传统的“二维图纸-深化图纸-加工制造”流程很难完成的下料工作。BIM技术的产业化应用将大大推动和加快建筑行业工业化进程。

5.把建筑产业链紧密联系起来

建筑工程项目的产业链包括业主、勘察、设计、施工、项目管理、监理、部品、材料、设备等，一般项目都有数十个参与方，大型项目的参与方可以达到几百个甚至更多。业主是建设项目的所有者，因此自然也是该项目BIM过程和模型的所有者。设计和施工是BIM的主要参与者、贡献者和使用者。业主要建立完整的可以用于运营的BIM模型，必须有设备材料供应商的参与。供应商逐步把产品目前提供的二维图纸资料改进为提供设备的BIM模型，供业主、设计、施工直接使用，一方面促进了这三方的工作效率和质量，另一方面对供应商本身产品的销售也提供了更多更好的方式和渠道。

(二)         BIM应用于古建筑加固平移实际工程

我国有大量的古建筑，其中多数年代久远，建筑结构老化，年久失修。随着我国经济的发展，越来越多的人们开始将注意力转移到历史名胜古迹的保护。古建筑的维护通常面临着因年代久远而没有相关技术资料的问题，因此运用BIM技术、3D激光扫描和3DGIS数字化城市技术可以为整个古建筑提供为精准的可视化模型，成为当前古建筑修复的重要方法。

(三)         BIM技术在超大型数据中心项目设计中的应用

基于BIM 设计的数据信息可贯穿整个生命周期的特点，目前又研究人员提出BIM+DCIM的新理念，进一步提升数据中心运维管理效率和技术水平，可以展望BIM技术在数据中心全寿命周期解决方案中的应用前景。

数据中心用于存放计算机设备、服务器设备、存储设备、网络设备和通信设备等IT设备，实现对数据信息的集中处理、存储、交换和管理。随着电子商务和互联网的发展，数据中心建设项目越来越多。数据中心项目具有投资大、工艺复杂、能耗高、安全等级高、运维要求高五大特点。数据中心基础设施管理(DCIM)是将IT和设备管理结合起来对数据中心关键设备进行集中监控、容量规划等集中管理的平台。DCIM通过软硬件(包括传感器)等提供独立的管理平台，对数据中心IT设备和基础设施进行实时监控和管理。

(四)         借助BIM＋云技术，协同管理建筑物化阶段碳排放

建筑物化阶段是建筑节能减排的重点，首先界定建筑物化阶段碳排放核算范围，然后基于协同工作原理，利用BIM和“云”技术进行建筑物化阶段碳排放体系设计，通过建筑物化阶段建设单位、设计单位、施工单位和监理单位等参建方碳排放的协同管理，可以为建筑项目全生命周期碳排放协管理提供依据。

建筑物化阶段的碳排放包含了两个方面：一是建筑材料，构件和设备生产制造和运输过程中的碳排放，其中建筑材料包括砂、石、水泥、混凝土、玻璃、陶瓷和钢材等，构件包含预制的混凝土构件和钢构件等，设备包括生产水泥的立窑和转窑、土方工程机械、起重机和钢筋切割机等；二是施工过程中因消耗能源而产生的直接碳排放，如汽油、柴油和煤等化石类能源的消耗。基于BIM技术进行建筑物化阶段碳排放的测算可以参考建筑工程造价的测算方法，将建筑各分部分项工程所消耗的建筑材料和能源归结为建筑材料生产过程中的耗能、建筑材料运输过程中的耗能和施工机械设备工作过程中的耗能三大部分。

BIM和“云”技术通过工程项目全生命周期各阶段的信息集成、储存和共享，支持不同阶段各参建方之间的信息交流和共享，提升建筑项目全生命周期管理效率，为建筑碳排放管理提供了一个新的思路和工具。

(五)         BIM+无人机+3D打印——炫酷的应急住房新建法

 

英帝国理工学院、伦敦大学学院和英国巴斯大学的研究人员对于未来3D打印借助BIM，再新添无人机双翼后，将在灾难安置房领域发挥的作用有了更高的期待。

这种3D打印+无人机的技术被称为“空中添加建筑制造”（Aerial Additive BuildingManufacturing），简称AABM。研究人员表示，他们希望通过AABM，实现：无人机搜集现场信息—将搜集到的信息提供给BIM软件—设计结构—使用具有3D打印功能的携带了打印材料的多架无人机进行建设。

该项目团队利用330万美元的拨款来资助展开为期4年的研究课题，并已经与包括kanska、Ultimaker、BuroHappold、Dyson和英国建筑研究院（BRE）在内的建筑单位建立了合作，期待共同将这一想法转化成现实。

研究人员称，AABM技术不仅能被用于灾后应急建筑的建设，还有可能成为一种改变所有建筑类型的新方法。

此外，俄罗斯工程师NikitaChen-yun-tai发明的可携带3D打印机Apis Cor能够每天完成1000平方英尺的结构打印，因此也被认为是一种建造临时应急避难所的方法。

这是史上首次运用3D技术+无人机进行现场建设，而无需使用大型打印机或预制构件的方法。

(六)         BIM应用于动态成本分析有效实现成本控制

随着信息技术的发展，BIM技术将会越来越多的被用于在各个领域，动态成本分析在成本控制中起着重要的作用。基于BIM技术的动态成本分析将分析对象细化到楼层、部位构件和工序等，避免出现项目整体盈利，而某个部位或工序超支的现象，有效地实现成本控制。  

根据中国统计年鉴（2014）的统计，2013年建筑业总产值已经接近16万亿。但是，建筑业的精细化程度不足使建筑业由于成本不可控而每年造成的损失多达几万亿人民币。建筑业的成本控制成为困扰整个行业的难题。借助建筑信息化可实现建筑业的精细化程度，是建筑业的发展方向。

在建筑动态成本分析方面，BIM技术旨在基于建筑信息化模型，通过虚拟工程项目规划、设计、施工管理以及运行和维护等过程，来实现建筑全生命期信息共享，从而实现工期、成本等项目管理关键因素的优化。目前，BIM技术取得了很大进步，并已发展成为继CAD技术之后行业信息化最重要的新技术。随着BIM概念的普及，4D、5D甚至是6D的概念，也逐渐被越来越多的建筑人所了解并接受。

 

四、    发展BIM亟需解决的问题及对我院研究方向的思考

虽然BIM技术已经在我国开始应用，但仍处于起步阶段，在应用模式、应用标准方面并未有重大突破。目前，BIM在建筑领域的推广应用还存在着政策法规和标准不完善、发展不平衡、本土应用软件不成熟、技术人才不足等问题，有必要采取切实可行的措施，推进BIM在建筑领域的应用。

一是，研究制定符合我国建筑设计、施工、运行管理等各阶段工作流程数据标准，形成完善的建筑全过程建设管理信息标准体系。

二是，开发自主知识产权的面向建筑全生命期的核心软件产品，支撑全行业BIM等最新信息技术普及应用。

三是，开展设计阶段BIM等最新信息技术的集成应用研究，实现各专业信息高度共享和设计流程的优化，支撑建筑可持续设计。

四是，开展施工阶段BIM等最新信息技术集成应用研究，提高工程施工全过程的预见性和管理水平，促进传统建造方式向精益建造发展。

五是，开展运维管理阶段BIM等最新信息技术集成应用研究，实现建筑低能耗和绿色环保的最佳运维模式。

六是，开展BIM等最新信息技术在规划、设计、施工及运行维护阶段综合应用研究，推进建筑项目开发全过程的精细化管理，促进建筑业转变传统的生产方式，实现产业技术和管理水平提升。

 

BIM技术的应用，最大的问题是缺乏具有自主知识产权的应用软件。国外的应用软件不仅价格昂贵，而且由于不支持我国规范，难以满足我国的应用需求。鉴于我国巨大的基本建设规模，目前存在着许多重大问题有待解决。以上所述若干问题是BIM领域发展的空白，因此，我院应当顺应新技术的发展方向，加快实验室平台建设，积极引进高端人才，加强教师BIM培养培训，力争通过国家科技支撑计划的支持，在这一领域获得发展，为在我国建筑行业推广普及BIM技术奠定坚实的基础。

 

附：近期相关学术会议动态

l2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会

“2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会”将汇聚800多位国内外桥隧工程行业的高层及精英，为组织建设好“十三五”重大项目，共商我国经济社会发展对交通运输的需求以及现今发展方式与内容的阶段性特征，以战略思维来审视今后一个时期的发展重点，在公路、桥梁、隧道工程领域，坚持“创新引领、建养并重”，以国际的眼光、全方位视角进行战略与技术层面的深入探讨。

Ø时间：2016年5月25-26日

Ø地点：中国•上海

Ø官方网站：www.IBTCevents.com

Ø主题：大规模路桥隧工程建设与设备创新

Ø联系人：尤伟                    手机：136 0174 2542  

Ø电话：021-51757707             传真：021-5175 7702  

Ø邮箱：david.you@wintimechina.com  

 

l第一届全国建筑业“互联网+”技术展示会

为促进我国建筑业“互联网＋”技术发展，展示已有P-BIM成果，让社会公众了解和利用协同“双创”平台开展大众创业、万众创新及P-BIM软件众筹。国家建筑信息模型（BIM）产业技术创新战略联盟（中国BIM发展联盟）、中国工程建设标准化协会建筑信息模型专业委员会、中国土木工程学会标准与出版委员会、中国建筑学会建筑施工分会、中国建筑业协会建筑技术分会、江苏省海门市人民政府联合主办第一届全国建筑业“互联网＋”技术展示会。

时间	大会报告	大会展示
5.12	1. 建筑业“互联网+”协同“双创”平台研究及国家BIM标准报告   2. 协会P-BIM标准及示范软件工作流程报告   3. P-BIM数据交换格式研究报告   4. 美国BIM应用报告	1. 中美BIM应用问答（5.12-5.13）   2. 专业P-BIM标准细读   3. 云交换（P-BIM V1.0）展示   4. P-BIM示范软、硬件体验   5. P-BIM云计算（居家工作）体验   6. 地基工程项目优化平台云分析展示   7. 国家住宅产业化基地（工厂参观）   8. 绿色三星住宅示范项目参观   9. 硬件展示：CoBIM企业云服务工作站与CoBIM云数据交换器，以及激光扫描仪等   （全天）
5.13	同5.12
5.14	1. 国家强制标准《建筑地基基础技术规范》(征求意见稿)介绍及征求意见   2. 地基基础全生命期BIM应用研究报告   3. 地基基础技术创新联盟网站项目方案优化平台功能及云计算   4. 地基基础工程新技术

Ø时间：2016年5月12日、5月13日、5月14日

Ø地点：江苏海门

Ø报名截止日期：3 月 26 日

Ø会议信息发布途径：

中国 BIM 发展联盟网站（www.chinabimunion.org）

中国 BIM 发展联盟微信公众号（China_BIM_Union）

 

l“中国BIM技术体系与应用实践”高级研修班（第二期）

由国家建筑信息模型（BIM）产业技术创新战略联盟（中国BIM发展联盟）主办、上海市建筑科学研究院（集团）有限公司承办的“中国建筑信息模型（BIM）技术体系与应用实践”高级研修班（第二期）定于2016年4月9-14日在上海举办。

Ø研修内容：

1.建筑信息模型（BIM）理论、内涵及实施方式介绍；

2.国内外BIM发展及研究概况，美国《NBIMS》标准、国家标准《建筑信息模型应用统一标准》等解读；

3.中国BIM发展战略与顶层设计，中国BIM应用标准体系，P-BIM模型创建、使用与管理；

4.国内外设计、施工、软件企业等BIM应用实践。

Ø研修方式

本期研修班邀请权威专家授课，采取主题报告、专题研讨、学术交流、专家座谈、研修汇报等多种方式进行。研修学员修完规定的课程，经综合考核合格，颁发中国BIM发展联盟高级研修班结业证书。

Ø研修时间和地点

研修时间：2016年4月9-14日，共6天。4月9日14:00-22:00报到入学，4月14日17:00研修课程结束。

Ø联系人：王荣

Ø联系方式：010-64694968，13717881212

Ø报名邮箱：bimtraining@126.com

 

l2016年“创新杯”——建筑信息模型（BIM）设计大赛

为了贯彻《住建部<关于推进建筑信息模型应用的指导意见>》（建质函[2015]159号），推进实施“十三五”期间工程勘察设计领域BIM集成应用进程目标和任务，中国勘察设计协会决定今年继续联合欧特克软件(中国)有限公司举办第七届“创新杯”——建筑信息模型（BIM）应用设计大赛。

Ø单项奖设置：分为以下三大类21项：

建筑类：分为商业综合体、科研办公、医疗、酒店、文化体育、居住建筑及工业工程等；

基础设施类：分为综合铁路、公路、城市轨道交通、大型桥梁与隧道、综合市政、水利电力、交通枢纽工程等；

综合类：分为工程全生命周期BIM应用、云与移动互联、绿色设计、拓展应用、总承包管理、工程建设专业BIM应用（包括但不限于：机电、土建、幕墙、装修装饰、工业化预制等）。

Ø注册报名截止日期：为3月31日

Ø作品征集时间：2016年4月1日- 6月30日

Ø评选时间：在2016年7月至8月

Ø公布结果：2016年9月

Ø联系人：杨荣坚

Ø电话：010-84404225转8007，010-51979456，010-51586321

Ø传真：010-84404225转8006，010-51586321