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BIM学习专区丨BIM技术到底有哪些优势?BIM技术功能全解析

发布时间:2019-01-03    阅读量:778

案例工程将应用BIM技术,全面实现项目信息的无障碍交流。按照不同层次并结合项目实际、业主要求、施工周期,安排不同层面应用内容:利用BIM进行管线碰撞检测;管线综合;系统平衡校核;利用模型做预制加工;快速统计项目工程量信息,准确评估成本变化;通过三维施工模拟与施工组织方案的结合,有效控制工程进度。

一、系统简介

BIM系统是一种全新的信息化管理系统,目前正越来越多应用于建筑行业中,它的全称为Building Information Management,既建造信息模型,要求参建各方在设计、施工、项目管理、项目运营等各个过程中将所有信息整合在统一的数据库中,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,为建筑的全生命周期管理提供平台。在整个系统的运行过程中,要求业主、设计方、监理方、总包方、分包方、供应方多渠道和多方位的协调,并通过网上文件管理协同平台进行日常维护和管理。

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BIM系统其核心是通过三维设计获得工程信息模型和几乎所有与设计相关的设计数据,可以持续即时地提供项目设计范围、进度以及成本信息,这些信息完整可靠,质量高并且完全协调。通过工程信息模型可以使得:

◆交付速度加快(节省时间)

◆协调性加强(减少错误)

◆成本降低(节省资金)

◆生产效率提高

◆工作质量上升

◆收益和商业机会增多

◆沟通时间减少

在建设工程生命周期三个主要阶段(即设计、施工和管理)的每个阶段中,建设工程信息模型均允许访问以下完整的关键信息:

◆设计阶段—设计、进度以及预算信息

◆施工阶段—质量、进度以及成本信息

◆管理阶段—性能、使用情况以及财务信息

二、参数化三维模型的价值

使用BIM技术可以使规划、设计(初步设计、技术设计、施工图)、竞标、建造、经营、管理各个环节信息连贯一致,包括设计与几何图形、成本、进度信息等。该方法以参数化三维模型为核心,原理是尽可能将建设工程过程中的修改提前到项目前期(施工以前),同时使建设全过程(方案、设计、建造、营运)的信息保持一致。

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具体将内容包括:

(1)BIM涵盖了全面的信息:

可以有效的访问有关设计与几何图形、成本、进度信息,所有这些关键信息均可立即获得,从而可以更快更有效地制定项目相关决策。

(2)BIM降低设计和文档的工作量和错误:

允许项目团队在设计或文档编制过程中随时对项目做出更改,三维工程模型能自动关联协调二维图纸的不当表达和疏漏,省去了繁重、低价值的反复协调与人工检查工作,提高检查质量。这使项目团队可将更多时间投入项目关键问题。

(3)BIM更加方便修改和减少修改错误:

BIM模型只要对项目做出更改,由此产生的所有结果都会在整个项目中自动协调。创建关键项目交付件(例如可视化文档和管理机构审批文档)更加省时省力,因此可以更快更好地交付工作,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。

(4)BIM为施工阶段提供更多信息,提高效率、节约成本、更易沟通:

可以同步提供有关建筑质量、进度以及成本的信息。施工人员可以促进建筑的量化,以进行评估和工程估价,并生成最新评估与施工规划。计划产出结果或实际产出结果易于分析和理解,并且施工人员可以迅速为业主制定展示场地使用情况或更新调整情况的规划,从而和业主进行沟通,将施工过程对业主的运营和人员的影响降到最低。还能提高文档质量,改善施工规划,从而节省施工中在过程与管理问题上投入的时间与资金。最终结果就是,保障施工的顺利完成,提高工程质量,能将业主更多的施工资金投入到建筑,而非行政和管理中。

(5)BIM在工程建设生命周期的管理阶段的价值:

BIM可同步提供有关建筑、设备使用情况或性能已用时间以及财务方面的信息。工程建设模型可提供数字更新记录,并改善搬迁规划与管理,以及重要财务数据。这些全面的信息可以提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。同时还将用于例如搬迁管理、环境分析、能量分析、数字综合成本估算以及更新阶段规划。

三、BIM技术的优势

工程投资是一个典型的具备高投资与高风险要素的资本集中的过程,一个质量不佳的建筑工程不仅造成你投资成本的增加,还将严重影响你的运营生产,工期的延误也将带来巨大的损失。不幸的是,基于当前设计的不严谨、劳动密集的技术环境下,建筑工程总是伴随着不可避免的错误、延期交付和超预算。

贯穿于规划、设计与建造过程中的建筑信息模型(BIM)技术呈现出巨大的机会,改善上述因为不完备的建造文档、设计变更或不准确的设计图纸而造成的每一个项目交付的延误及投资成本的增加。BIM不仅使得你及你的团队在实物建造完成前预先体验工程,更产生一个职能的数据库,提供贯穿于建筑物整个生命周期中的支持。

BIM的优势主要体现在以下几个方面:

(1)实施:在建造之前获得对项目完整的理解。在BIM的投资将改善数据的重复利用及改进在旷日持久的过程中才可能发现的正确的设计方案,使得按时在预算内交付。借助卓越的发现与搜索工具,实行高效快速的设计交流审查,是确保项目实施速度的保障。这个加速交流审核的过程需要包括项目设计之外,延伸的合作团队,以进一步改善设计方案的品质。

(2)沟通:创建一个每个人都可以非常容易观察、探究和理解的3D模型。BIM使得团队合作更为有效,这是因为与设计师沟通其设计意图更为便捷,更方便与承包、分包团队及他们的供应商、合作伙伴、客户讨论、审核,减少交流时间,提高大家对项目理解的共识从而使项目更好更快得完成。

(3)检查:在建造前,发现并解决设计方案中潜在的不合理预算投入和设计过程中的疏漏。在一个典型的项目中,在BIM数据模型环境中检查干涉,将设计错误在成为现实问题之前发现并锁定,可以依据信息,实质地排除,这将节省投资,减少浪费。

(4)模拟:在建造前已经把整个施工模拟出来,真正施工过程中一切均在计划之中。BIM对任何人而言,消除了不可预见的错误,有效管理了他们的责任。BIM可以很容易模拟真实施工过程。项目模型成为连接时间、费用和任何数据信息的网络数字信息中心,这给出了一个项目的全貌。保证工程按计划顺利实施和按时交付。

三、本工程BIM技术应用意义

1、可视化

可计算的BIM系统平台,可以在动工前预测建筑的性能,获得更直观的三维协调效果图。经过整合的项目数据可提高时间和空间的协调利用率,甚至可在施工前确定设计中存在的问题与冲突。在建筑的性能中,人对于建筑的体验是其中一个方面。准确实现设计的可规化对于预测建筑未来的效果非常重要。BIM则能够改进设计的可规化流程。如下图大厦96层BIM模型,可非常直观的了解项目内容:

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1)设计的可视化

CAD和BIM建模技术的出现实现了基于计算机的可视化,带阴影的三维视图、照片级真实感的渲染图、动画漫游,这些设计可视化方式可以非常有效地表现三维设计,重复利用这些数据,省却在可视化应用中重新创建模型的时间和成本。增加结构分析或能耗分析应用;如下图,在天津117大厦项目的BIM模型中三维可视化与二维设计图纸将实现双向驱动。

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(2)建筑信息模型的可视化与碰撞检测

在BIM中可视化的内容还包含如何合理的完成碰撞检测和管线综合的任务。BIM模型带有的数据模型,能够让BIM系统智能识别项目中任意构件的属性,让软件能够智能地应用一些工程中的规则,去检查整个项目的合理性,帮助我们在项目施工之前就找到设计图纸中的错漏碰缺之类的认为错误。如下图:

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2、成本预算

BIM系统解决方案中包含可计算的建筑信息,借助这些信息,计算机会将模型作为建筑来对待。以墙体为例,墙体“知道”自己的属性以及建筑中其它构件的关系。因此,作为一种由真实材料构成的建筑构件,在制作墙体明细表或计算墙体数量时,它会被包含在内。可计算的建筑信息支持各种建筑设计和施工工作:结构分析、MEP系统建模、建筑能耗分析、规范管理等等。在建筑流程中,成本预算工作也可以从可计算的建筑信息中获益。设计建筑是建筑师的职责,而评估建筑成本则是预算员的工作。通常情况下,建筑师的工作范围不包括材料算量和提供成本信息。这些工作要由预算员来完成。

使用建筑信息模型来替代图纸,所需材料的名称、数量和尺寸都可以在模型中直接生成。在设计出现发变更时,如尺寸缩小,该变更将自动反映到所有相关的施工文档和明细表中,使用的所有材料名称、数量和尺寸也会随之发化,预算员可以根据变更后的然后的建筑信息模型套价,评估风险等,详见下图。

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数字化施工

BIM能够支持所有建筑与业中从设计到制造整个工作流程,建筑信息模型,如Revit®Structure,支持结构制造流程。在BIM模型的基础上,利用4D模拟技术及施工模拟技术,把传统的甘特图,转换为三维的建造模拟过程,可以在施工前作出合理安排,优化施工进度,找出问题并提前协调。提高施工安全管理水平,并提高各专业协调水平。

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3、交付使用和运维阶段系统维护

使用BIM,可将运维阶段需要的信息包括维护计划、检验报告、工作清单、设备参数、故障时间等列入模型中。实现物业管理与BIM模型、图纸、数据一体化,BIM竣工模型的信息与实际建筑物信息一致。

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BIM系统帮助业主进行物业管理

BIM模型的基础上可以再次进行信息化,使后期的物业管理数字化。

(1)互动场景模拟。所谓互动场景模拟,就是BIM模型建好以后,租户或客户可以通过BIM模型从不同的位置进入到虚拟的建筑物里面,做一次虚拟的参观考察。可以进入到的商铺、大堂,电梯间,卫生间等各种空间了解各空间的设施。

(2)在租售工作中,客户可以通过BIM模型了解商铺的各项机电参数,例如:商铺的用电负荷、空调负荷等。同时客户可以根据自己的实际需求向业主方提出要求,这个时候,业主方就可以根据模型对现场情况有了具体的了解,在此基础上根据客户需求做出最优的变更方案。

BIM系统帮助业主进行系统维护

根据BIM模型,业主维护人员可以快速掌握并熟悉建筑内各种系统设备数据、管道走向等资料,可以快速找到损坏的设备及出问题的管道,及时维护建筑内运行的系统。例如,当甲方发现一些渗漏问题,首先不是实地检查整栋建筑,而是转向在BIM系统中查找位于嫌疑地点的阀门等设备,获得阀门的规格、制造商、零件号码和其它信息,快速找到问题并及时维护。

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BIM系统进行应急管理辅助、模拟

BIM系统可以帮助业主进行应急管理,进行各种应急演练,很多模拟工作不能大面积、大规模现场开展,在数字的模拟系统下做将省时省力。在培训管理人员怎样处理应急状况时,有了BIM系统后,就可以对这些管理人员进行培训模拟,进行一些没有办法在实际进行的模拟培训,例如:火灾模拟,人员疏散模拟,停电模拟。

四、BIM系统创建、执行及实施方案

1、BIM系统服务目标

为了缩短项目工期、降低工程造价、提升项目质量,本工程将在服务期内通过BIM应用实现如下BIM目标。

BIM目标

BIM应用

加强项目设计与施工的协调

基于BIM模型完成施工图综合会审和深化设计

减少施工现场碰撞冲突

碰撞检测

优化施工进度计划及流程

4D施工模拟

快速评估变更引起的成本变化

自动构件统计

通过工厂制造提升质量

预制、预加工构件的数字化加工

预制、预加工构件跟踪管理

结合RFID技术实现预制、预加工构件跟踪管理

施工现场远程监控和管理

结合Buzzsaw和RFID技术实现施工现场远程实时监控和管理

为物业运营提供准确的工程信息

结合Buzzsaw和RFID技术交付BIM竣工模型

2、BIM系统组织架构

总承包项目经理部设BIM总监,指导BIM经理带领BIM工作团队完成BIM模型建立、维护及协调等工作。成立BIM中心,确定BIM中心人员组织架构和工作职责。工作团队分为设计管理组,进度管理组、协调管理组。总承包将在施工总承包合同签订后的30天内,将BIM中心组织架构表提交业主审核及批准。

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BIM中心总监职责

BIM中心总监1名,由建筑类本科毕业、10年以上施工和工程经验及有BIM管理经验的人员担任,统管整个项目BIM相关工作的规划、实施;负责BIM工作的沟通与协调,定期参与BIM工作会议。

BIM设计管理组职责

设计管理组负责从业主和设计单位接受最新版设计阶段的建筑模型、结构模型;及时发放给项目分包进行设计深化;督促分包及供应商在设计阶段模型的基础上建立各自施工阶段BIM模型;并进行个专业深化设计,对个专业施工阶段模型整合,进行冲突和碰撞检测,优化分包设计方案;及时收集个分包及供应商提供的施工阶段BIM模型和数据,按时提交业主与设计单位;负责设计修改的及时确认与更新。

设BIM设计管理组组长1名,由建筑类本科毕业,4年以上施工和工程经验及有BIM管理经验的人员担任,组员7名,由相关专业专科以上学历,熟练掌握BIM模型软件的应用技能,有建筑、结构或机电等专业设计工作经验的人员担任。

BIM进度管理组职责

进度管理组负责在施工阶段建筑、结构、机电BIM模型上,采用Revit Navisworks软件按预测工程进度和实际工程进度进行4D进度模型的建立,实时协调施工各方面优化工序安排和施工进度控制。

设BIM进度管理组组长1名,由建筑类本科毕业,4年以上施工和工程经验及有BIM管理经验的人员担任,组员6名,由相关专业专科以上学历,熟练掌握BIM模型软件的应用技能,有建筑、结构或机电等专业施工管理工作经验的人员担任。

3、BIM协调管理组职责

协调管理组负责在BIM系统进行过程中的各方协调,包括业主方、设计方、监理方、分包方、供应方等多渠道和多方位的协调;建立网上文件管理协同平台,并进行日常维护和管理;定期进行协调操作培训与检查;软件版本升级与有效检查。

设BIM协调管理组组长1名,由建筑类本科毕业,4年以上施工和工程经验及有BIM管理经验的人员担任,组员6名,由相关专业专科以上学历,熟练掌握BIM模型软件的应用技能,有建筑、结构或机电等专业施工管理工作经验的人员担任。

1)BIM系统工作计划

依据业主对工程的工作内容及时间节点要求,以及工程施工的整体计划,制定BIM项目实施计划书。

在BIM模型创建和深化工作之前,施工总承包合同签订后的45天内,提交业主审核及批准BIM执行计划书。

工作内容

完成时间及结果

BIM团队搭建

合同签订前完成核心人员召集工作,合同签订后10天内完成团队搭建工作

BIM执行计划书

合同签订后的45天内完成

核对及完善设计阶段BIM模型

合同签订后,施工阶段最初BIM模型创建前完成

施工阶段BIM模型创建及维护

合同签订后的120天内完成施工阶段初摸

收到变更单后14天内完成模型修改

BIM模型的协调、集成

在出具完工证明前,总承包负责完成BIM竣工模型的整合及验证

基于BIM模型完成施工图综合会审和深化设计(包括CSD图与CBWD图)

与图纸一起递交BIM模型

碰撞检测报告及解决碰撞

在相应部位施工前1个月内

4D施工模拟及进度优化

在相应部位施工前一个月内

自动构件统计

收到变更单后14天内完成构件自动统计

预制、预加工构件的数字化加

配合钢结构设计、制作、安装同期完成

施工现场实时监控

合同签订后40天内

 2)BIM系统工作流程

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4、BIM系统模型的创建、维护

对设计阶段图纸进行核对及完善

总承包负责在设计图纸基础上进行深化和更新。为确保施工阶段所有基于BIM模型的各项工作有一个准确的数据基础,在工程开始之初的图纸会审阶段,总承包方将对设计阶段的BIM模型进行仔细核对和完善。

(1)由设计方提供设计阶段相应的BIM应用资料和设备信息。

(2)对设计阶段相应的BIM模型及相关资料进行核对。

(3)组织设计方和业主代表召开BIM模型及相关资料的交接会议。

(4)根据设计方和业主补充的信息,完善设计阶段BIM模型。

对施工阶段BIM模型进行核对及完善

总承包负责在服务期内为天津117大厦项目创建并维护主要专业的施工阶段的BIM模型,在设计深化和现场施工过程中将BIM设定为必要环节,保证BIM模型中的信息正确无误。

(1)根据设计变更及设计深化及时修改和更新BIM模型。

(2)根据施工现场的实际进度及时修改和更新BIM模型。

(3)总承包根据业主要求的时间节点,提交与施工进度和设计深化相一致的BIM模型,供业主审核。

BIM系统模型的协调、集成

总承包和业主在专业工程和独立分包工程合同中明确分包单位建立和维护BIM模型的责任,总承包负责协调、审核和集成各专业分包单位/供应单位/独立施工单位/工程顾问单位等提供的BIM模型及相关信息。

(1)总承包负责督促各施工分包在施工过程中应用BIM模型,并按要求深化。

(2)总承包对各施工分包提供BIM技术支持和培训。以保证施工分包在施工过程中应用BIM模型。

(3)总承包负责基础和验证最终的BIM竣工模型,在项目结束时,向业主提交真实准确的竣工BIM模型、BIM应用资料和设备信息等,确保业主和物业管理公司在运营阶段具备充足的信息。

基于BIM系统模型的应用

基于BIM模型完成施工图综合会审和深化设计

总承包在施工图图纸会审和施工图深化过程中,应用BIM模型来提高各专业之间的协同设计能力,同时加强项目设计与施工之间的协调。

(1)基于BIM模型完成施工图纸综合会审。

(2)基于BIM模型完成土建结构部分的深化设计,包括综合结构留洞图(CBWD)等施工深化图纸。

(3)基于BIM模型完成机电安装部分的深化设计,包括机电综合管道图(CSD)等施工深化图纸。

(4)基于BIM模型完成钢结构制作图纸深化设计。

(5)基于BIM模型完成装饰工程图纸深化设计。

基于BIM模型进行碰撞检测,空间调整

总承包将通过BIM模型进行各相关专业碰撞检测,形成包括具体碰撞位置的检测报告,并在报告中提供相应的解决方案,以便及时避免和协调解决碰撞问题。应用BIM碰撞检测将包括并且不少于如下范围:

(1)施工图会审阶段

(2)施工图深化设计阶段,包括完成综合结构留洞图(CBWD)和机电综合管道图(CSD)等施工深化图之前。

(3)节点复杂和专业工程交叉多的部位在施工前1个月内应用BIM模型进行碰撞检查,空间调整。

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基于BIM模型的4D施工模拟

总承包将基于BIM模型,结合本工程整体施工方案和进度计划,完成4D施工模拟,用于探讨和优化施工计划和施工方案。应用4D施工模拟将包括并且不少于如下范围:

(1)基于本工程整体施工方案和进度计划,制作中、长期4D施工模拟,用于优化中、长期的施工方案和进度计划。

(2)根据业主及施工管理的需要,制作短期可建性4D施工模拟,用于优化短期施工方案和进度计划。

(3)关键和节点复杂的部位施工前1个月内提供4D模拟。

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自动构件统计

总承包将通过BIM模型的自动构件统计功能,快速准确的计算出各类构件所需要的数量,以便及时评估因为设计变更引起的材料需求变化,已经由此产生的成本变化。

预制、预加工构件的数字化加工

总承包将通过构件的BIM模型,结合数字化构件加工设备,实现预制、预加工构件的数字化精确加工,以保证相应部位的工程质量,并且大大减少传统的构件加工过程对工期带来的影响。应用预制、预加工构件的数字化加工将包括并且不少于如下范围:钢结构构件、风管及水管等。

预制、预加工构件跟踪管理

利用RFID技术、无线移动终端及web等技术,把预制、预加工等工厂制造的部件、构件从设计、采购、加工、运输、仓储到安装、使用的全过程与BIM模型集成,实现数据库化、可视化管理,避免任何一个环节出现问题给施工的进度和质量带来影响。

施工现场实施监控和管理

通过Autodesk Buzzsaw信息平台整合BIM模型、RFID、无线移动终端以及web等技术,对现场施工进度进行实时跟踪,并且和计划进度进行比较,对每天的施工进度进行自动汇报,及时发现施工进度的延误。

(1)在施工现场附近架设4个全天候摄像头,并通过无线网络将施工现场照片上传到Buzzsaw系统,供业主及相关部门随时掌握施工现场情况,实现施工现场的远程监控。

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(2)将Autodesk Buzzsaw信息平台与BIM模型、RFID、无线移动终端以及web等技术整合,使得施工现场的构件安装状况通过RFID的信息收集形成了基于施工进度和实际现场情况的BIM模型和4D模拟。对于重点部位、隐蔽工程等需要特别记录的部分,现场人员将以文档、照片等记录方式与BIM模型相对应的构件关联起来,使得工程管理人员能够更深入的掌握现场发生的情况。

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(3)结合RFID技术交付BIM竣工模型

利用BIM模型、RFID、无线移动终端、摄影摄像技术以及web等技术把隐蔽工程、特殊构造的施工记录情况与BIM模型进行整合,并用数据库的方式加以存储,等工程进入运营维护时,需要了解建筑某个部位的相关建造信息,甚至包括隐蔽工程,都可以在BIM模型及其所记录的信息中方便的得到。

文章来源:豆丁施工

责编:书予

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