近来BIM的概念突然火了起来,其实这项技术已经诞生了很多年,在国外更是稀疏平常。说到在国内较早运用的案例,最广为人知就是国家体育场鸟巢及国家游泳中心水立方,由英国著名建筑公司 Arup 提供技术支持,世界各地很多著名建筑都出自其手,如悉尼歌剧院、伦敦眼等等。

鸟巢是迄今为止世界上特大跨度体育建筑之一,其结构体系与建筑造型浑然一体,外围大跨度空间钢结构由4.2万吨钢构件编制而成,内部看台为异型框架结构,由角度各异的混凝土斜柱组成,屋面采用ETFE和PTFE膜结构,国内外无先例、五相关技术标准和规范,工程建造面临一系列重大技术难题,且有效工期仅4年,国内外分包单位高达100多家,协调管理与控制难度大,建筑信息模型在其中起到了至关重要的作用,

建筑信息模型(Building Information Modeling)为建筑运维管理提供了一个全生命周期的解决方案,可将建筑从设计、施工、运行直至其拆除的全部详细信息完美集成于一个三维模型数据库中,设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作,目前广泛运用在水,垃圾,电力,燃气,通信设施,道路,铁路,桥梁,港口和隧道领域。

起源

自20世纪70年代以来,BIM的概念就已存在。“建筑模型”这个术语最初出现在1986年由Simon Ruffle发表的论文中,后来又在Robert 撰写的论文中出现,而后在描述伦敦希思罗机场的使用情况时又被提及。后来“建筑信息模型”一词首次出现在GA van Nederveen和FP Tolman的1992年论文中。

然而,“建筑信息模型”(Building Information Modeling),包括首字母缩略词“BIM”,直到10年后才被广泛使用。2002年,Autodesk发布了一份名为“建筑信息模型”的白皮书,其他软件供应商也开始主张他们参与该领域。通过 Autodesk,Bentley Systems 和 Graphisoft 以及其他行业观察员的不断努力,数字化建造逐渐实现行业标准化。

由于 Graphisoft 开发此类解决方案的时间超过其竞争对手,因此 Laiserin 将其 ArchiCAD 应用视为“市场上最成熟的BIM解决方案之一”。自1987年推出以来,ArchiCAD被一些人视为首个实现BIM的软件,因为它是个人计算机上第一个能够同时创建2D和3D几何图形的CAD产品,以及个人电脑的第一款商用BIM产品。

 优势

- 打通建筑的全生命周期 -

建筑生命周期指包含选址、场地改造、建筑设计、建造、运行、维护、翻新和拆除BIM技术在建筑物使用寿命期间可以有效地进行运营维护管理,BIM技术具有空间定位和记录数据的能力,将其应用于运营维护管理系统,可以快速准确定位建筑设备组件。对材料进行可接入性分析,选择可持续性材料,进行预防性维护,制定行之有效的维护计划。

- 三维可视化 -

通过运用BIM软件建立一个项目参与各方都能够看得懂的BIM可视化模型,可以让项目中各专业、各阶段对工程整体进行全.面的理解。摆脱2D平面图纸沟通不畅、专业化过强、建筑构件描述不清等问题。大家可以在同一个BIM模型下进行沟通,即便是专.业知识缺乏的业主也能够通过BIM模型来表达自己的看法,与设计师进行有.效沟通。项目中其.他团队例如供应商、分包商、合作伙伴等等都可以通过BIM模型的可视化减少不必要的交流或者浪费的时间,让大家能够对项目达成共识保证其顺利的进行。

- 各专业协同设计 -

协同设计是以三维数字技术为基础,以三维CAD设计软件为载体,采用该种设计方式,不同专业的设计师在同一平台下做同一个项目,任何一方有修改,由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调,信息模型提供的自动协调更改功能可以消除协调错误,提高工作整体质量。

- 精确统计 造价管控 -

利用BIM5D模型结合施工进度可以实现成本管理的精细化和规范化,还可以合理安排资金、人员、材料和机械台班等各项资源使用计划,做好实施过程成本控制,并可有效控制设计变更,将变更导致的造价变化结果直接呈现,有利于确定最佳方案。此外, 应用BIM技术可以通过分析建筑物的结构配筋率来减少钢筋的浪费,与RFID(无线射频识别)技术结合来加强建筑废物管理,回收建筑现场的可回收材料,减少成本。

- 提高实施速度 -

通过BIM技术建立3D可视化模型,可以提前对项目进行完整的理解,并且在施工建造前就可以发现设计中存在的缺陷,便于项目参与各方商讨决策出较佳的设计解决方案。借助BIM软件可以提高设计审查速度,确保项目实施速度,可视化的BIM模型能够进一步改善设计解决方案的品质。

- 模拟与检查 -

这里包括较为常用的碰撞检查及施工模拟。通过这两项模拟检查可以发现设计与施工中的错、漏、碰、缺。运用碰撞检查可以减少设计变更,降低错误率,提前发现碰撞点及冲突点,改善设计品质,提高施工效率;而施工模拟可以进行项目重点构件或部位的工序和工法模拟,调整施工方法或合理配置资源,改善无聊肆意浪费的情况,实现限额领料,额定下料。同时还可以对施工现场布置、安全、物料摆放、设备移动等进行模拟,提高施工中的安全及效率。

- 安全管理 -

许多安全问题在项目的早期设计阶段就已经存在,最有效的处理方法是通过从设计源头预防和消除。应用BIM技术对施工现场布局和安全规划进行可视化模拟,可以有效地规避运动中的机具设备与人员的工作空间冲突。应用BIM技术还可以对施工过程自动安全检查,评估各施工区域坠落的风险,在开工前就可以制定安全施工计划,何时、何地、采取何种方式来防止建筑安全事故,还可以对建筑物的消防安全疏散进行模拟。当建筑发生火灾等紧急情况时,将BIM与RFID、无限局域网络、UWBRTLS(超宽带实时定位系统)等技术结合构建室内紧急导航系统,为救援人员提供复杂建筑中最迅速的救援路线。

BIM维度划分

- BIM 3D 可视化协作 -

BIM 是一个围绕建筑师,土木工程师,结构工程师,MEP系统工程师,建筑商,制造商和项目业主等各种利益相关者需求生成的综合数据模型。 3D BIM的可视化功能使参与者不仅可以在地面被破坏之前以三维方式查看建筑物,还可以在项目生命周期(从最早的概念到拆除)中自动更新这些视图。 BIM 3D帮助参与者在建模和分析复杂的空间和结构问题时更有效地管理他们的多学科协作。

- BIM 4D 施工调度 -

BIM 4D允许参与者在项目的整个生命周期中监督施工进度,用于规划施工现场相关活动。该技术的使用可以加强冲突检测的控制,或者降低建设项目过程中的不可控性, 例如通知现场工作人员或风险警告。

- BIM 5D 成本估算 -

BIM 5D技术用于预算跟踪和成本分析,可以提高项目范围变化和材料估算、设备或人力变化的准确性和可预测性。BIM 5D可提供成本分析,评估方案和变更影响的方法。

- BIM 6D 可持续发展 -

利用BIM 6D可以在设计过程早期产生更完整和准确的进行能耗估算,在建筑物占用期间进行测量和验证,最终达到全面降低能耗的作用,这对建筑的可持续发展提供了强有力的保障。

- BIM 7D 资产全生命周期管理 -

管理人员在整个生命周期内使用BIM 7D来操作和维护设施,便于参与者提取和跟踪相关的资产数据,例如组件状态,规格,维护/操作手册,保修数据等。它的使用可以使部件更换更容易,更快捷,简化资产生命周期管理。

软件

Vectorworks

Vectorworks产品系列由 Nemetschek Vectorworks 公司出品,该公司是 Nemetschek AG 集团——世界领先的从事建筑物和房地产的设计、建造和管理的 IT 公司——的全资子公司。Vectorworks在欧美及日本等工业发达国家都是设计师的首选工具软件。Vectorworks提供了许多精简但强大的建筑及产品工业设计所需的工具模组;在建筑设计、景观设计、舞台及灯光设计、机械设计及渲染等方面拥有专业化性能。利用它可以设计、显现及制作针对各种大小的项目的详细计划。使用界面非常接近许向量图绘图软体工具,但其可运用的范围却更广泛,可以应用在MAC及Windows平台。

ArchiCAD

ArchiCAD是一个理想的3D建筑设计软件,它同时具备了成熟的2D绘图与布图功能,由匈牙利公司Graphisoft开发。自ArchiCAD问世就以3D建模和设计为特色,并提出虚拟建筑的概念。现在ArchiCAD也同样宣传自己是BIM软件,业内也认为ArchiCAD是世界上最早的BIM软件,其扩展模块中也有MEP(水暖电)ECO(能耗分析)及Artlantis渲染插件等。ArchiCAD支持IFC标准和GDL技术。Graphisoft公司推出ArchiCAD系列支持10余种语言

Autodesk Revit

Autodesk Revit,是Autodesk公司为建筑师、景观设计师,结构工程师,软件MEP工程师,设计师和承包商开发的一套建筑资讯模型软件。软件能够帮助在项目设计流程前期探究最新颖的设计概念和外观,并能在整个施工文档中忠实传达您的设计理念。Autodesk Revit Architecture面向建筑信息模型(BIM)而构建,支持可持续设计、碰撞检测、施工规划和建造,同时帮助您与工程师、承包商与业主更好地沟通协作。设计过程中的所有变更都会在相关设计与文档中自动更新,实现更加协调一致的流程,获得更加可靠的设计文档。

Bentley Systems

Bentley Systems,Incorporated是一家总部位于美国的软件开发公司,为基础设施的设计,建造和运营开发,制造,许可,销售和支持计算机软件和服务。该公司的软件服务于建筑,工程,建筑(AEC)和运营领域的建筑,工厂,土木和地理空间市场。他们的软件产品用于设计,设计,建造和运营大型建筑资产,如道路,铁路,桥梁,建筑物,工厂,发电厂和公用事业网络。