建筑信息模型應用現狀及發展研究

畢業設計（論文）畢業設計（論文）題目：建筑信息模型應用現狀及發展研究分校（點）：年級、專業：教育層次：學生姓名：學號：指導教師：完成日期：目錄內容摘要 2關鍵詞 21、BIM的幾大概念及相互關系 21.1BIM（BuildingInformationModeling） 22、3d參數化設計 23、協同設計與協同作業 34、BIM現狀與未來發展 35、行業現狀 46、軟硬件技術現狀 47、影響BIM在設計階段推廣應用的主要因素 48、BIM在設計階段的價值 59、BIM項目類型及介入點 710、實施BIM的不同設計階段 711、BIM實施模式 912、協同設計 912.1、2D協同設計 912.2、3D協同設計 913、協同作業 1014、BIM服務商 1015、結語 10在過去及未來的發展過程中，BIM的發展軌跡如下：少數技術發燒友的熱衷→企業決策層從企業發展角度逐步認同→行業逐步認同并開始建立相關標準→開始進入工程項目的業務流程。5、行業現狀（1）業主：越來越多的國內外業主（外資投資方、工廠及公用建筑類業主）提出明確的BIM要求，甚至明確提出需要的3D文件格式。項目準入門檻提高。（2）設計方：具有總包資質的工業設計院、大型民建設計院因為市場競爭等需要，先后在3D設計方面進行了局部成功應用（特別是2008年奧運項目的應用），促進了整個設計領域的技術進步。BIM將成為繼上世紀90年代“甩圖板”工程以來的第二次技術革命，由此設計行業將從過去的“計算機輔助繪圖”進入真正的“計算機輔助設計”（這恰恰是“CAD”的真正含義）時代。（3）施工方：國內幾大建設集團公司都開始或已經創建自己的BIM團隊，在土建、機電安裝等方面嘗試3D深化設計、施工模擬，協助施工管理。下游企業的技術進步將給設計方帶來更多的技術進步壓力。（4）運營方：目前暫時無明確需求。2008年北京奧運會的《奧運村空間規劃及物資管理信息系統》是國內唯一一個做到運營層面的BIM項目1。（5）國家BIM標準初具雛形，但離實際應用還有很大距離。目前有實力的行業各方都在自行摸索，已經形成局部BIM成果。各方均已經意識到BIM對整個產業鏈、整個行業的價值。6、軟硬件技術現狀從技術角度來講，支撐BIM實施的軟件、硬件技術都已基本到位。如Autodesk公司已經形成了從設計、分析到模擬全套的BIM系列工具軟件：RevitArchitecture、RevitStructure、RevitMEP、AutoCADCivil3D、AutoCADPlant3D、RobotStructuralAnalysis、EcotectAnalysis、Navisworks等。在此基礎上，輔以設計師常用的SketchUp、Rhino，以及高端的Grasshopper、Catia、DigitalProject等設計工具和算法編輯器，以及IES（IntegratedEnvironmentalSolutions）分析工具，將滿足現代各種建筑創意的設計需求。同時64位的計算機硬件與操作系統則給上述設計工具的穩定運行提供了硬件保障。7、影響BIM在設計階段推廣應用的主要因素上有業主的需求，下有施工方的技術進步，后有軟硬件的支持，加上設計企業提升自身綜合競爭能力和企業未來發展的需求，BIM在設計階段的應用已經勢在必行。但在實際實施中，BIM的推廣應用還存在很多阻礙因素需要各位主管領導認識清楚：（1）外部變革動力與壓力不夠：業主需求不多，國家標準不完善等。（2）企業發展成本與風險：設計工具、協同模式的變更所帶來的軟硬件成本、培訓成本、新技術積累與現有設計成果的轉化成本、變革的風險等。（3）現有業務壓力：現有業務多、時間緊、壓力大，導致設計企業高層領導積極、中層領導反對、設計師沒有學習新技術的時間和精力。（4）個人變革動力與壓力不夠：3D參數化設計對設計習慣、協同設計模式等的改變，新工具的學習時間成本、變革的風險，單位技術進步的激勵措施能否到位等，都將影響BIM的進一步推廣。（5）技術不完善：BIM工具的專業設計功能不夠完善、本地化程度不夠，以及BIM技術服務商的技術支持能力參差不齊等。8、BIM在設計階段的價值（1）可視化（Visualization）：BIM將專業、抽象的二維建筑描述通俗化、三維直觀化，使得專業設計師和業主等非專業人員對項目需求是否得到滿足的判斷更為明確、高效，決策更為準確。（2）協調（Coordination）：BIM將專業內多成員間、多專業、多系統間原本各自獨立的設計成果（包括中間結果與過程），置于統一、直觀的三維協同設計環境中，避免因誤解或溝通不及時造成不必要的設計錯誤，提高設計質量和效率。（3）模擬（Simulation）：BIM將原本需要在真實場景中實現的建造過程與結果，在數字虛擬世界中預先實現，可以最大限度減少未來真實世界的遺憾。（4）優化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得設計優化成為可能，進一步保障真實世界的完美。這點對目前越來越多的復雜造型建筑設計尤其重要。9、BIM項目類型及介入點哪些項目適合使用BIM？BIM應該在建筑項目設計的哪個階段介入？這兩個問題的答案仁者見仁、智者見智：有的說BIM只適合于復雜造型設計項目，在前期的概念和方案階段就要介入，常規住宅項目是殺雞用牛刀；有的說只有標準化程度比較高的住宅項目才能充分體現參數化設計的價值，提高出圖效率，應該在施工圖階段介入；還有的說復雜的BIM只適合做方案設計，施工圖還是使用AutoCAD靈活、效率高等。這些觀點其實都沒錯。心理學講“需求是決定一切行為的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的項目、不同目的，將決定BIM的實施采用什么樣的方式、什么時候介入、做到什么深度、得到什么成果，以及實施的費用成本。10、實施BIM的不同設計階段在建筑設計階段實施BIM的最終結果一定是所有設計師將其應用到設計全程。但在目前尚不具備全程應用條件的情況下，局部項目、局部專業、局部過程的應用將成為未來過渡期內的一種常態。因此，根據具體項目設計需求、BIM團隊情況、設計周期等條件，可以選擇在以下不同的設計階段中實施BIM。（1）概念設計階段：在前期概念設計中使用BIM，在完美表現設計創意的同時，還可以進行各種面積分析、體形系數分析、商業地產收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。（2）方案設計階段：此階段使用BIM，特別是對復雜造型設計項目將起到重要的設計優化、方案對比（例如曲面有理化設計）和方案可行性分析作用。同時建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對建筑設計起到重要的設計優化作用。（3）施工圖設計階段：對復雜造型設計等用二維設計手段施工圖無法表達的項目，BIM則是最佳的解決方案。當然在目前BIM人才緊缺、施工圖設計任務重、時間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設計，以盡可能保證設計質量。（4）專業管線綜合：對大型工廠設計、機場與地鐵等交通樞紐、醫療體育劇院等公共項目的復雜專業管線設計，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。（5）可視化設計：效果圖、動畫、實時漫游、虛擬現實系統等項目展示手段也是BIM應用的一部分。11、BIM實施模式在目前條件下根據自身的情況，設計企業實施BIM無非以下3種模式：（1）BIM外包服務：將特定階段的BIM設計業務外包給有實力的BIM服務商獨立完成，設計企業在服務商的成果上進一步深化設計。在此過程中BIM服務商扮演的是“輔助設計”的角色。（2）BIM項目合作設計：在項目設計的特定階段，由設計方和BIM服務商合作完成設計。在此過程中BIM服務商更多起著技術培訓、設計難題技術支持、局部參與設計的“協助設計”的作用，項目設計依然主要由設計師完成。通過多個項目、不同類型項目的BIM實施，達到在設計師中逐步推廣普及BIM應用的目的。（3）自建BIM團隊：成立專職的BIM團隊或部門，使用BIM技術服務于設計院內部所有需要BIM的項目。該方式的重點是團隊自身的建設與技術水平的提升，在運作前期，BIM服務商的專業培訓和技術支持至關重要。12、協同設計協同設計又細分為2D協同設計與3D協同設計，這是設計軟件本身具備的協同功能。12.1、2D協同設計2D協同設計是以AutoCAD外部參照功能為基礎的dwg文件之間的文件級協同，是一種文件定期更新的階段性協同設計模式。例如：將一個建筑設計的軸網、標高、外立面墻與門窗、內墻與門窗布局、核心筒、樓梯與坡道、衛浴家具構件等拆分為多個dwg文件由幾位設計師分別設計，設計過程中根據需要通過外部參照的方式將其鏈接組裝為多個建筑平立面圖，這時如果軸網文件發生變更，所有參照該文件的圖紙都可以自動更新。12.2、3D協同設計3D協同設計在專業內和專業間的模式不同。（1）專業內3D協同設計：是一種數據級的實時協同設計模式。即工作組成員在本地計算機上對同一個3D工程信息模型進行設計，每個人的設計內容都可以及時同步到文件服務器上的項目中心文件中，甚至成員間還可以互相借用屬于對方的某些建筑圖元進行交叉設計，從而實現成員間的實時數據共享。（2）專業間3D協同設計：當每個專業都有了3D工程信息模型文件時，即可通過外部鏈接的方式，在專業模型（或系統）間進行管線綜合設計。這個工作可以在設計過程中的每個關鍵時間點進行，因此專業間3D協同設計和2D協同設計同樣是文件級的階段性協同設計模式。除上述兩種模式外，不同BIM設計軟件間的數據交互也屬于同設計的范疇。例如在Revit系列、AutoCAD、Navisworks、3dsmax、SketchUp、Rhino、Catia、Ecotect、IES、PKPM等工具間的數據交互，都可以通過專用的導入/導出工具、dwg/dxf/fbx/sat/ifc等中間數據格式進行交互。13、協同作業協同作業是設計之外的各種設計文件與辦公文檔管理、人員權限管理、設計校審流程、計劃任務、項目狀態查詢統計等的與設計相關的管理功能，以及設計方與業主、施工方、監理方、材料供應商、運營商等與項目相關各方，進行文件交互、溝通交流等的協同管理系統。它是提升全產業鏈各環節效率的重要手段。14、BIM服務商BIM服務商在項目設計中扮演著“輔助設計”、“協助設計”、“技術支持”3種角色。隨著BIM在工程建設行業的普及應用，BIM服務將成為繼效果圖設計服務、模型制作服務等之后又一種新型的服務于建筑設計，且和建筑設計配合更加緊密的服務類型。一個有價值的BIM服務商需要具備以下能力：1）對BIM系統的深刻理解；2）對工程建設行業不同類型用戶及其需求的深刻理解；3）具備從設計、分析、模擬、施工、運營到定制、研發、協同管理全套的BIM解決方案，及專業的實施團