1、第四章第四章 BIM技术在项目各环技术在项目各环节的应用节的应用CONTENTS目录4.1BIM技术在建筑设计阶段的应用4.2BIM技术在结构设计阶段的应用4.3BIM技术在MEP设计中的应用4.4BIM技术在智慧建造中的应用4.5BIM技术在工程项目成本控制中的应用4.6BIM技术在建筑运维中的作用4.1.1 概念设计 概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序、可组织、有目标的设计活动。它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到具体的不断进化的过程。它需要思考项目的一切相关问题，包括成本估计、功能设置、建造方式、材料质感、人文文化、地域特征等。 在概念设计初期，设计团队需要整理分
2、析项目任务书、拟建场地、气象条件、规划要求等一系列信息。BIM技术可以创建基地和周边环境的三维信息，模拟一年中各个时间太阳的运动轨迹、季风方向。这些三维信息便于设计师作出正确决定，避免错误发生。4.1.1 概念设计4.1.1 概念设计SketchUp设计作品4.1.1 概念设计Rhinoceros设计作品4.1.1 概念设计体量模型4.1.1 概念设计Rhinoceros设计作品 概念体量模型满足设计需求以后，就要对模型进行深入分析，内容包括：面积、容积率、体形系数、建筑密度等技术指标以及日照条件、风环境等模拟分析指标。当出现问题时可以及时调整，还可以有效控制设计方案的面积指标，避免模型精度不
3、足导致的面积误差。目前，Revit提供的数据接口支持Ecotect、GreenBuildingStudio等分析工具。4.1.2能耗分析 Autodesk Ecotect Analysis软件是一款功能全面，适用于从概念设计到详细设计环节的可持续设计及分析工具，包含应用广泛的仿真和分析功能，能提高现有建筑和新建筑设计的性能。该软件将在线能效、水耗及碳排放分析功能与桌面工具相集成，能可视化及仿真真实环境中的建筑性能。用户可以利用强大的三维表现功能进行交互式分析，模拟日照、阴影、发射和采光等因素对环境的影响。 在建筑项目中，朝向主要受到热辐射、日照、通风等气候因素影响，空间的舒适度与朝向也有一定关
4、系。针对不同地域的气候因素，对朝向选择的结果存在着差异，而且地区不同也导致对不同的气候因素的侧重不同，所以气候因素最优朝向不一致并且会相互矛盾。可以通过Ecotect软件分析该城市气候因素朝向特点，依照模拟结果得出建筑合理朝向方位。4.1.2能耗分析4.1.2能耗分析辐射得热最优朝向分析图4.1.2能耗分析日照与建筑朝向关系图4.1.2能耗分析某城市夏季和秋季风频图4.1.3初步设计BIM技术中的Revit软件就可从体量模型自动创建楼板、墙、幕墙、屋顶等基础建筑构件，快速而准确的完成平、立、剖面等设计。进而形成可以体现设计思想、较为完整的概念设计方案。这一阶段，建筑师通常会提供多个概念设计方案
5、供业主比较、选择。BIM技术的引入大大提高建筑师和业主直接沟通的效率，让方案更直观。 一座建筑物的设计过程中，要考虑很多构件的需求，包括：墙、楼板、门窗、管道等。BIM技术设计的过程中可以以这些构件作为基本图元，逐步完善三维模型。 Revit软件中的平面视图与CAD中的平面视图在视觉上基本是一致的。都是一种水平的切割的剖面图，同时展现一个水平面上的所有空间。 不同之处在于：1.组织平面布局的基本元素不同，传统的CAD中运用的是点、线等几何元素，而Revit软件中使用的是智能的建筑构件。2.Revit除在图纸中体系几何信息以外，还直观体现非几何信息，这是传统CAD软件所欠缺的。4.1.3初步设计
6、4.1.3初步设计某教学楼一层Revit模型和平面图 Revit软件中，材质由不同的资源构成。默认情况下材质将具备“图形”和“外观”两种资源。其中“图形”资源是所有材质必须具备的资源定义，用于控制采用该材质图元显示时的颜色、透明度以及立面视图中该图元的表面填充图案样式、被剖切时的截面填充图案样式等。4.1.3初步设计4.1.3初步设计 Revit对墙体赋予材质种类信息Revit赋予墙体真实的材质效果 Revit软件提供的详图设计编辑工具是二维的，其操作逻辑是从三维模型中提取二维图纸。但是模型中提取的基本二维图纸不能满足当前施工图标准，因此需要运用详图设计工具和详图编辑工具对其进行进一步完善，才
7、能得到符合出图标准的二维图纸。目前，完全可以使用Revit软件可以100%出建筑施工图。4.1.4深化设计 Revit软件提供了专门的“协作”工具：工作集和链接。 工作集的协作流程为：1.团队负责人依照成员数量和项目复杂程度，将设计模型划分为若干个组成部分，各部分之间不能重叠。2.将相应的建筑构件分配到各部分中，并制定编辑权限，同时将该模型文件保存为设计中心文件。3.随后成员通过网络访问服务器上的中心文件，通过“另存为”命令得到各自需要编辑的部分，在本地计算机进行深化设计。深化设计过程中成员需要随时将自己的设计结果更新到设计中心文件中去，保证其他成员可以及时的看到其他部分的设计成果，从而使设计
8、工作保持一致。4.1.5设计中的协同 链接Revit模型的操作方法同AutoCAD的外部参照非常类似，是最接近于传统模式。该方法适用于单体建筑，或可以拆分为多个单体，且需要分别出图的建筑群项目，设计团队中的建筑师各自完成一部分单体设计内容，并在总图（场地）文件中链接各自的Revit模型，实现阶段性协同设计（此方式和传统的AutoCAD外部参照协调设计模式相同）。 对特大型项目，也可以在“链接”中使用“工作集”功能。两种方式结合，实现更大规模的协同设计。 在这种团队协同模式之下，不同专业之间都能在设计过程中相互协调，相互沟通，形成一个有机的整体。4.1.5设计中的协同 Revit软件有明细表工具
9、，该工具可以按照对象类别统计并列表显示各类模型图元数量、材质数量、图纸列表、视图列表和注释块列表。对工程量分析，明细表工具主要用来统计材质信息和数量。 建立明细表是提取BIM模型关键步骤。基本方法是： 1.通过建立明细表直接提取出各种建筑构件的基本几何信息，如面积等。 2.按照建筑中各种构件的不同构造做法，编制材料用量比例公式，即能提取出各种材料的体积。 3.查表得出构件材料的密度，最终得到主要材料的质量。4.1.6工程量统计 一般使用Revit软件出图分为4个基本步骤。 1.进行图纸布置。使用Revit软件中的“新建图纸”工具可以为项目创建图纸视图，指定图纸使用的标题栏族并将指定的视图布置在
10、图纸视图中形成最终施工图档。 2.项目信息设置。在出完成图纸名称、图纸编号以外，还需要完成诸如项目名称、客户名称等内容信息，在Revit软件“项目信息”工具设置公用信息参数。 3.图纸修订和版本控制。在项目进行当中，图纸修订是不可避免的，Revit可以记录追踪这些修订内容信息，并且可以吧它发布到图纸上。 4.打印和图纸导出。在图纸布置完成后，可以利用打印机进行打印，或是用虚拟打印机程序生成PDF格式文档，也可以把指定视图或图纸导出为CAD格式文件。但值得注意的是，Revit软件不支持图层概念，但可以设置各构件对象导出DWG时对应的图层，以方便在CAD中的应用。4.1.7模型出图和渲染 Revi
11、t软件自带的渲染功能，可以快速创建BIM模型各角度的渲染图，还具有3Dmax软件接口，支持将BIM模型导入并进一步完善。4.1.7模型出图和渲染 常用的日照模拟软件有Sunlight、IES（IntegratedEnvironmentalSolution）、Radiance、Ecotect、Daysim等。 Sunlight由中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发，是基于三维图形平台的日照分析软件。软件以三维模型作为分析数据依据，按国家及各地区有关日照的相应规范和标准，采用建筑设计资料集太阳位置计算公式、日影原理、光线返回法、阴影轮廓法等技术，提供日照基本计算数据设置和日照计算方法,可进行建
12、设前后窗上或任意空间点的日照情况比较，并以表格形式输出日照分析报告。4.1.8 BIM技术与室内人居环境设计 除了对日照分析以外，BIM技术还能够准确的分析室内采光信息。将BIM模型导入采光分析软件中，对门窗进行编号，添加门窗类型、采光系数、材料透射比和反射比等信息。对照采光设计规范设置房间类型属性。对室内采光区域进行采光模拟并分析，得出采光评估报告。根据分析反馈，设计师可以及时调整门窗的尺寸和位置，选择合适的门窗类型，对于进深较大区域加设反光板来改善采光，合理利用采光节能进行照明设计。4.1.8 BIM技术与室内人居环境设计 设计师在设计阶段就能通过BIM技术将室内自然通风情况考虑周全。把B
13、IM模型导入风环境模拟软件进行通风仿真，会得到可视化的动态模拟分析结果，便于有效解决室内自然通风问题，优化室内空气环境。例如，通过调整建筑室内布局、门窗及通风口位置、尺寸等，在物理层面为空气流通提供有效流场；或通过对通风换气系统的布局、室内绿色装饰材料的控制等手段，进一步降低室内空气滞留、空气污染的隐患。 常见的风环境模拟软件有Phoenics、FLUENT、Airpark、Ecotect、Winair、VENT等。4.1.8 BIM技术与室内人居环境设计 室内声学环境也会对人体健康产生影响。研究表明，若室内声学环境较差，将会对人的基本听力、语言交流、休息睡眠、心脏功能、等方面有许多不利影响，
14、对儿童这种影响更为明显。因此，室内声学环境要符合相关国家标规定。 BIM技术的优势在于，把信息模型和声学分析软件结合后，能够快速得到声环境评估结果，在建筑方案设计阶段指导优化设计，避免噪音干扰。 信息模型数据导入声环境模拟软件后可以模拟：声源确定、声场边界条件界定等。软件将建立声线数量和声音强度之间的数量关系，计算声音的强度对建筑环境的影响，把分析结果以可视化的方式呈现出来，便于进行设计优化。根据评估，可以对受噪声影响的室内进行设计调整，或对优化装饰材料的选择，如选择双层玻璃、吸音材料等。常用的声环境模拟软件有RAYNOISE、SoundPLAN、Odeon、RAMSETE、AutodeskE
15、cotect等。4.1.8 BIM技术与室内人居环境设计 BIM技术用于光环境模拟是可持续建筑设计的新方向和新手段。通过建成前对建筑模拟和分析，可以直观的发现可能出现的各种，并进行优化改进。分析可以帮助设计师根据不同类型、数量的照明设备的参数信息，进行室内空间三维照度计算和照明模拟，依据不同照明方案的能耗计算结果优化照明布局形式，达到基础照明、重点照明和装饰照明的和谐，从而获得良好的高质量照明效果，避免眩光、阴影等不良光环境。常用的照明分析软件有Ecotect、DIALux、AGI32等4.1.8 BIM技术与室内人居环境设计 室内视线分析主要考虑两类场景，一是突出视觉功能的场所（如剧场、影院
16、等），分析室内各视点对室内某区域的视线效果；二是室内视野评价，分析室内各视点对室外环境的可视度。利用BIM模型进行室内视线分析的优势就是真实还原场景并提供高效、科学的评估依据。 在BIM模型中，可以通过Revit软件自带的“相机”功能，在任意室内景观窗前设置相机，根据拍摄的可视度调整景观窗的位置和大小，达到适当的引入效果。但是，这种以“点”为基础的评估方式工作量较大，对于大体量建筑不是很实际。这时，可以通过Revit软件中的“漫游”功能创建虚拟漫游路径，实现视点串联，达到“所见即所得”的感观体验，更全面、快速地评估。图4.21所示为利用Ecotect软件进行某办公室内可视度分析。4.1.8 B
17、IM技术与室内人居环境设计 （1）方案设计 本阶段主要是建筑设计师和结构工程师沟通，从艺术、功能和力学的角度分析结构主体布局。BIM技术可以利用三维空间展示建筑师的设计成果，并与结构工程师协调初步确定结构方案。4.2 BIM技术在结构设计阶段的应用 （2）初步设计阶段设计过程中，结构工程师依照建筑设计师提交建筑初步模型布置竖向承重构件、竖向抗侧力构件以及水平构件，借助BIM技术减少建筑与结构之间的碰撞冲突。一般有两种方式：一是平面图中布置结构构件时，多个窗口或多显示器同时工作，将构件布置的结果实时显示在链接其他专业三维模型中，及时修改构件布置产生的碰撞；二是在各专业模型完成后，通过BIM平台碰
18、撞检测软件，查找定位模型之间有冲突之处。4.2 BIM技术在结构设计阶段的应用 （3）施工图设计 完成模型和结构计算后，利用BIM软件进行施工图设计和出图。施工图阶最终的成果文件是完成满足设备材料采购、非标准设备制作和施工要求的全套图纸。 Revit软件是基于参数化设计的建模软件。建筑或结构模型完成后，可以通过各个标高的平面视图转换成施工图。后期设计发生变更时，无论直接修改Revit项目浏览器的施工图，还是在三维模型中修改，其他视图相应位置的构件都会作相关联的修改。通过Revit系列软件的项目浏览器可以高效管理设计图纸、施工图设计说明等图纸文件。4.2 BIM技术在结构设计阶段的应用 （3）施
19、工图设计 BIM技术支持下的结构施工中，平法表示方法和实体表达各有优点和不足。 实体详图表达优点在于： 1.三维形式表达钢筋信息。从图中可以确定钢筋的位置和形式和尺寸等信息，对复杂构件可以放大剖析，避免钢筋碰撞。 2.便于工程量统计。方便对钢筋和混凝土用量统计方便。 3.实现隐蔽工程可见性。模型虽然是用来模拟现实中的建筑，但还能做一些现实中不可能的操作，如实现混凝土在模型中的透明度，这样在改变透明度的情况下，可以清楚观察到内部钢筋的摆放和连接方式，4.2 BIM技术在结构设计阶段的应用 （3）施工图设计 实体详图表达钢筋的不足之处在于： 1.这种设计方案需要进行逐根处理钢筋的定位和长度等信息，
20、所以工作量很多。 2.此外钢筋节点和信息的增多对电脑显卡和CPU的要求就很高；3.这种设计方式会占用大量篇幅图纸量。 BIM技术中也可以用平法表示，但与传统的平法施工图有所区别。BIM中的平法不仅是抽象的符号表达，而且把非几何信息赋值给构件，与构建形成一体，可以提取交换，便于后期分析。特别的，BIM中的平法注释族和BIM属性栏中的参数可以相互关联，更改属性栏中信息，可以立即传递到平法施工图中，平法施工图中的相应注释符号，数值化信息以及位置均可以自动更新。4.2 BIM技术在结构设计阶段的应用 MEP是国外对Mechanical、Electrical、Plumbing3个专业的简称，即国内所说的
21、建筑机电设备专业,简称水暖电专业。现代建筑品质的提升，决定建筑对设备的功能和性能都有较高的要求。4.3 BIM技术在MEP设计中的应用 确定MEP系统选型方案后，通过BIM技术将各类管道和设备以最优化的方式布置在有限的建筑安装空间内，同时要尽量保证楼层净高。以往的设备设计过程中，各专业一般分别由不同的参与方进行设计，彼此之间很难有效沟通，最终的布局方案无法满足建筑使用需要，对净高的影响很大。利用MEP软件可以对设备系统排布进行综合考虑，尽可能高效节约地利用空间，增加建筑净高，同时软件也能够对管线设备集中的设备间、设备层、管道井等附属空间进行优化排布，降低建筑安装成本，减少施工返工率。4.3 B
22、IM技术在MEP设计中的应用 图所示为管道优化前的设备布置方案，MEP系统最低点到楼板的高度为3.00m。利用MEP软件分析后，发现原水管、风管、桥架同标高排布，未有效利用梁下的空间，优化后的方案将水管和风管进行分层排布，充分利用空间，避开管线碰撞，增加净高，最终MEP系统最低点到楼板的高度增加了0.14m4.3 BIM技术在MEP设计中的应用 从施工总承包商出发，工程师还需用MEP软件完成设备管线综合工作。管线综合是依照工程师的知识和经验从施工出发，在考虑施工空间和检修空间的前提下，确保MEP方案的总施工成本最低。为提高管线综合的可施工性，实施BIM管线综合时不仅需要考虑安装顺序，同时也考虑
23、了管线施工规范，如管道保温层、支吊架形式、管道安装空间及检修空间、安装流程等。4.3 BIM技术在MEP设计中的应用 完成MEP系统设计后，还需要按照国家标准进行二维出图工作。如何将MEP软件设计的平面图进行标准化、准确表达是一个难点，需要通过设置工作集、巧用过滤器、修改部分族，以实现平面图表达的标准化。 采用MEP软件还可以进行创建平面图工作生成设备平面图，大大提升了后期绘图效率和准确率4.3 BIM技术在MEP设计中的应用4.3 BIM技术在MEP设计中的应用某建筑二层卫生间给排水大样图4.4 BIM技术在智慧建造中的应用 智慧建造是一种先进的建造理念，它可以实现产业的和谐发展，与大自然和
24、谐可持续发展，还可以在先进的信息化技术系统支撑下，使得经营环境公开透明，企业项目管理高效精细。 智慧建造理念的特点主要包括以下3个方面： 1.提高信息创建质量和信息利用率。 2.采用精细化管理，提高资源利用率，实现低碳节能要求。 3.以 BIM 技术为核心。4.4 BIM技术在智慧建造中的应用 智慧建造理念的出现给建筑工程领域带来新的机遇，它能保证各个参与方的利益。 1.对建设方或业主来说，智慧建造理念能实现降低成本、提高工程质量、减少资源浪费，从而保证更多利益。 2. 对承包方来说，智慧建造能在过程中实现资源合理分配，工期实时动态调整，合理安排人员，减少窝工现象，使承包商从中获取更好效益。4
25、.4 BIM技术在智慧建造中的应用 相对于传统建造方式，智慧建造对项目在实施过程中有很大优势。 1.缩短工程项目周期。通过合理安排工程项目进度及人员安排，可以合理缩短项目周期。 2. 提高企业竞争力。智慧建造理念将倒逼企业内部运营机制与组织架构改革，提高信息化水平，增强企业的竞争能力。 3. 提升项目参与人员的协作能力。智慧建造理念需要建立信息统一的共享平台，各方依据项目的开展来增减项目信息，使得工程信息获取更加便捷有效，增强了各参与方的协同作业能力。同时，信息共享还能够有效减少建造过程的各类型冲突。通过合理现场布置，能减少施工机具碰撞，降低施工现场风险，实现质量管理。信息共享还可以根据现场情
26、况合理调整现场管理规定，实时监控施工现场情况，更有效的提高工程质量。4.4.3智慧建造体系 根据智慧建造的框架体系，同时结合智慧建造子系统功能实现横向关系，构建BIM技术和智慧建造的相互关系，如图 4 . 33所示。该建造体系基于 BIM 系统平台设计，主要分为数据层、模型层和应用层。通过 IFC 数据转换工具，施工企业把从设计企业获取的BIM信息模型作为系统平台运行的基础。同时，利用 BIM信息模型与施工进度进行链接，生成四维信息模型。四维模型可以实现施工优化控制、动态施工模拟与动态施工管理，满足施工阶段的质量目标、成本目标、进度目标、安全目标。同时，项目各方也通过系统平台，设定不同的访问权
27、限，让工程洽商与协调更为便捷和安全4.4.3智慧建造体系BIM 技术和智慧建造的相互关系图4.4.4智能建造的组织形式传统施工组织结构图4.4.4智能建造的组织形式 在BIM技术条件下，各部门的管理任务分工将发生重大变化，部门名称传统施工管理任务分工基于BIM技术的施工管理任务分工工程技术部审查施工方案、进度计划，负责主材的检查验收，处理施工技术问题，提出变更建议；监控工工艺流程，提高施工质量利用4D施工模拟，检验施工方案的可行性，消除施工现场冲突，模拟建立标准化施工工艺流程，提高施工质量物资采购部按进度调配材料设备，检查材料设备的品种、规格、数量、质量是否符合相应规定要求；根据3D建筑信息模
28、型及数据库统计的工程量，合理安排物资供应，并依据数据库访问各构件的材料设备信息工程施工部执行各分部分项施工任务，保证施工质量、进度、安全符合要求；施工动态检查，4D施工进度模拟，动态调整施工进度，依据BIM技术建立的标准化施工工艺流程施工工程质安部负责工程质量、安全的检查监督工作，深入工地巡检，及时发现质量或安全隐患，并及时纠正BIM与物联网技术结合，进行现场跟踪与检验，保证施工质量、安全、进度要求商务合约部做好各项合同的签订工作与档案管理，负责施工直接成本管理，参与业主供料咨询合约谈判等利用4D模型，进行成本控制，建立5D模型；及时更新4D/5D信息模型的材料设备信息库综合办公事负责办理各项
29、报批手续，制定工程建设安全管理意见和文明施工管理办法，并狠抓落实；整理各项施工资料利用3D/4D/5D建筑信息模型及数据库，做好竣工工程施工资料的收集和整理工作；信息管理部工程项目各信息的建设、维护、共享与保密利用BIM系统平台，在同一建筑信息模型上管理、维护、更新各方项目信息，做好各方访问权限划分与设定4.4.4智能建造的组织形式 信息终端交互设备是指各种输入输出设备，包括图形工作站、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、激光打印机或手持智能设备等。个人PC作为必备的输入输出设备，为了应对高信息存储，其配置势必需要一定的提高。例如，欧特克官网提供了Revit软件入门级、合理级、推荐级配置需求，按照
30、需求配置设备能节约成本。为便于能随时随地读取项目信息，获取资料，可以采用 Graphisoft SE公司制作的一款在智能手机上查看三维建筑信息模型的软件BIMx，4.4.4智能建造的组织形式BIMx软件使用截图4.4.5施工准备阶段优化控制管理 BIM 技术可以在这个阶段完成项目的碰撞检查、4D 模拟、虚拟建造等具体应用，将有效地控制施工过程中的潜在风险，减少不必要的损失，保证工程顺利进行。4.4.5施工准备阶段优化控制管理 图纸会审主要是由设计人员向项目团队或施工单位设计意图及施工注意事项，并解答由施工单位或监理单位提出有关设计问题。该阶段是对设计图纸的透彻分析与施工可行与否的论证阶段，是设
31、计单位与施工单位、监理单位甚至业主进行沟通协同平台。可以利用BIM技术创建该平台，三维模型的创建能让各专业之间、各方直观地了解建筑实体，甚至其中所包含的各项技术规范。因此，若设计中的错误问题能在该阶段发现并修正，则可避免因此产生的设计变更。实践证明，对大型项目或管线设计比较复杂的项目进行碰撞检验，往往可得到上千个的碰撞检验问题。如果仅仅依靠人力排查构件冲突，将是一项非常艰巨的工作。4.4.5施工准备阶段优化控制管理 传统施工方案的编制是通过分析项目的重难点，借助施工技术人员或专家的经验分析，完成施工方案的设计与调整优化。但是，传统施工方案编制过程依靠技术人员或专家对项目的理解以及自身的经验，而
32、经验则有很大的不确定性，受到很多主观因素的影响，传统意义上施工方案的编制无法进行直观的比较、有效的验算和有依据的优化，针对未来的不确定性更无法预料项目实施过程中的突发问题。因此，对结构异常复杂或重大工程项目而言，完全依靠经验式的施工方案根本无法对项目产生指导价值，这就需要借助计算机虚拟建造技术对施工方案中的各种不确定性以及合理性进行提前预演，以对项目进行有效控制，在各类方案中进行比对与优化。4.4.5施工准备阶段优化控制管理基于 BIM 的虚拟建造技术优化施工方案应用流程4.4.5施工准备阶段优化控制管理 基于BIM的虚拟建造技术优化施工方案能满足以下3个功能。 1.动态建模功能。施工方案利用
33、虚拟建造技术编制包括基于方案的动态建模、方案比较与分析、方案优选、方案优化以及结果评价等内容，其中方案动态建模包括建筑环境、拟定方案的建立、边界条件处理、荷载条件处理等内容，方案分析包括方案的可行性、合理性和安全性分析。 2.可视化功能。利用BIM技术将建立的3D模型放置在虚拟环境中，可以动态观察各施工方案实施过程，从而优化施工方案。 3.协同作业功能。协同作业功能是指技术人员或专家在同一建筑信息模型对同一专项施工方案进行同时设计，相互交流，信息共享，比较选择最优方案。同时，可以减少大量文档生成及其传递时间和误差。 3.4D进度模拟技术检验可建性 4D进度模拟技术将3DBIM模型与施工进度图(
34、MSPROJECT编制)进行链接，Navisworks软件对工程项目模拟建造，优化施工进度，分析项目的可建性。4.4.5施工准备阶段优化控制管理基于 BIM 的施工进度模拟流程4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理 根据智慧建造体系框架，利用 4D BIM 信息模型，优化控制进度、资源、成本间的冲突矛盾，实现施工建造的集成化动态管理是当下施工建造向信息化、智能化、智慧化管理转变的必经之路。 1.进度动态管理 通过实时分析计划进度与实际进度之间的差异，利用进度超期预警系统自动分析工期延误的影响，提出相应的后续工作进度计划就是基于 BIM 技术实现进度动态的管理。例如，如果关键线路上的工作延
35、误，则施工项目的总体进度会受到影响，即工期拖延、施工成本增加，所以，施工进度的合理规划与进度过程中预警系统设计可以提升施工单位进度控制能力和管理水平。4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理进度预警系统工作原理示意图4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理 2.资源成本动态管理 施工资源成本动态管理是在施工过程中随着施工进度进展，结合市场价格信息合理确定工作任务中人、机、材的用量，借以实时统计施工成本。资源成本动态管理系统能在施工条件或施工内容发生变更的时候，及时调整资源配置，做到可行、科学、合理。 施工资源动态管理系统的主要功能包括： 根据施工项目进度计划和相应工作资源需求量，制定人
36、、材、机需求计划。 根据进度分析，编制物资采购计划、物资现场管理计划以及物资仓储可视化管理。 施工成本动态管理主要包括以下几方面： 根据 BIM 模型统计的工程量，结合预算定额和市场信息价格，计算工程总成本。 随着施工进度的开展，根据实际进度与计划进度，合理调配施工资源，计算当前施工状态的施工成本，实时掌握控制施工成本。4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理 实现4D动态碰撞检查或进度、成本、资源冲突分析，需要现场实时监控技术，也就是被称为无线射频识别RFID(Radio FrequencyIdentification)。它能满足跟踪施工现场实时进度技术，结合BIM技术的结合，把BIM技
37、术延伸到施工阶段的应用、检查与控制作用。 RFID技术是一种非接触性的自动识别技术，主要是通过射频信号对目标对象进行自动识别，同时获取相应的信息数据。这种自动识别技术不需要人工干预，同时还可在各种恶劣环境中工作，特别适合施工现场作业；同时还能识别多个标签，操作快捷方便。4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理结合 RFID 技术与 BIM 技术进行施工现场管理4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理 4)施工进度管理 RFID技术在施工进度控制中起获取进度信息的作用，在4D施工进度模型中添加RFID系统，使进度信息获取的方式自动化，实现整个4D施工进度流程自动化，减少人工输入的缺漏和错
38、误。结合 RFID 与 BIM 技术控制进度4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理基于 BIM 技术的预制加工流程图4.4.6施工过程中进度、资源、成本动态管理 基于 BIM 技术的智慧建造过程，从设计阶段或施工准备阶段引入BIM 模型。BIM 模型也随着工程项目的开展，BIM 模型包含的数据库也在不断完善。因此，在施工竣工交付阶段施工单位完全可以按业主的要求提交 BIM 竣工模型。BIM模型精度也由LOD300提升到LOD500级别，便于后期运维使用。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的应用 （1）决策阶段 投资决策是项目建设的先决条件，优秀的决策是项目成功的保证，也与项目成本有直
39、接关系，因此一个合理的决策是实现成本控制的必要条件。 进行施工项目的决策时，造价人员根据初步的施工模型，提取出一份大致的工程量数据，与企业内部施工定额相结合，预估出拟建施工项目的造价成本信息。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的应用 （2）设计阶段 通过BIM技术，设计人员能直接在模型数据库中选择与当前施工项目相类似的历史施工项目模型的相关设计指标，创建一个经济合理的限额设计。同时，造价人员能直接在模型中提取工程量数据及项目参数，较为快捷地得到概算价格，这样能从施工项目的全生命周期角度出发控制施工项目的实际成本，有效地进行成本控制。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的应用 （3）招投标
40、阶段 工程量清单计价是国内建筑项目普遍釆用的招投标模式，BIM技术的应用对招投标过程产生重大影响。 BIM模型使得造价人员又快又准地提取出各类工程量数据，并能结合建设项目的实际特点计量出相对精准的工程量清单，极大地减少人文造成的漏项、重复及错算的情况出现，在项目开始前将可能因工程量数据问题而引起纠纷的情况降到最低。 中华人民共和国招标投标法明确规定：“自招标文件开始发出之曰起至投标人提交投标文件截止之日止，最短不得少于20日”。为尽快开工，建设单位普遍在遵守我国现行法律法规的条件下，将时间尽可能少的留给投标单位编制投标书。这样因为过短的时间规定，仅依赖人工计算工程量，无法保证工程量清单的准确性
41、。通过BIM技术，投标单位可以直接从模型中提取所需的工程量数据，编制工程量投标清单，制定投标策略。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的应用 （4）施工阶段 传统的建造模式中，施工企业中标后都是以平面图纸为基础，设计、施工、建设、监理各方需要分专业、分方向分阶段核对设计图纸。如果各方只考虑自身需要，不能做到信息协同共享，也就不能发现设计图纸的问题与缺陷。而BIM技术能够提供一个信息交流的平台，方便各工种间的工作协同和集中信息。以BIM建筑模型为基础，将不同专业的数据进行汇总分析，在通过碰撞检测功能后，可以直接纠正出现的问题，尽可能避免因设计失误出现的施工索赔问题，有利于成本控制。 通过BIM
42、技术，在施工组织设计时，各项计划安排可以在模型中进行试用、调整、修改，节约人力、财力，并根据模型的动态调整，实现动态成本实时监控和控制。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的应用 （5）竣工阶段 竣工验收移交的过程中，往往会发生大量资料丢失或信息缺失等状况，这个阶段需要进行竣工验收结算。传统上，造价人员需要通过平面图纸和工程量计算书等一系列文件对墙、梁、板、柱等结构逐件逐项地核对结算，工作强度大，容易发生结算错误。 使用BIM技术后，在项目施工的过程中，对建筑模型不断完善，其包含的工程信息已经完全代表项目工程实体，对成本控制的最后阶段提供强有力的保证。4.5 BIM技术在工程项目成本控制中的
43、应用 （5）竣工阶段 竣工验收移交的过程中，往往会发生大量资料丢失或信息缺失等状况，这个阶段需要进行竣工验收结算。传统上，造价人员需要通过平面图纸和工程量计算书等一系列文件对墙、梁、板、柱等结构逐件逐项地核对结算，工作强度大，容易发生结算错误。 使用BIM技术后，在项目施工的过程中，对建筑模型不断完善，其包含的工程信息已经完全代表项目工程实体，对成本控制的最后阶段提供强有力的保证。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用 美国国家标准与技术协会（NIST）于 2004 年进行了一次研究，目的是预估美国重要设施行业（如商业建筑、公共设施建筑和工业设施）中的效率损失。该研究报告显示，业主和运营商在运维
44、管理方面耗费的成本几乎占总成本的 2/3。设施管理人员的日常工作主要有：使用修正笔手动更新住房报告；通过计算天花板的数量，计算收费空间的面积;通过查找大量建筑文档，找到关于热水器的维护手册；搜索竣工平面图，但毫无结果，最后才发现从一开始就没有收到该平面图。 一幢建筑在其生命周期的费用消耗中，约80%是发生在其使用阶段。其中，主要的费用由抵押贷款的利息支出、租金、重新使用的投入、保险、税金、能源消耗、服务费用、维修、建筑维护和清洁等构成。建筑物平均使用年限达到 7 年后，使用阶段发生的费用会超过最初的建筑安装造价，并且这些费用总额以一种不均匀比例增长。一幢建筑物的使用年限达到 50 年后，建筑物
45、的造价和使用阶段的总维护费用比例可达19。因此，职业化的运维管理将会给业主和运营商产生极大的经济效益。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用 美国国家标准与技术协会（NIST）于 2004 年进行了一次研究，目的是预估美国重要设施行业（如商业建筑、公共设施建筑和工业设施）中的效率损失。该研究报告显示，业主和运营商在运维管理方面耗费的成本几乎占总成本的 2/3。设施管理人员的日常工作主要有：使用修正笔手动更新住房报告；通过计算天花板的数量，计算收费空间的面积;通过查找大量建筑文档，找到关于热水器的维护手册；搜索竣工平面图，但毫无结果，最后才发现从一开始就没有收到该平面图。 一幢建筑在其生命周期的费
46、用消耗中，约80%是发生在其使用阶段。其中，主要的费用由抵押贷款的利息支出、租金、重新使用的投入、保险、税金、能源消耗、服务费用、维修、建筑维护和清洁等构成。建筑物平均使用年限达到 7 年后，使用阶段发生的费用会超过最初的建筑安装造价，并且这些费用总额以一种不均匀比例增长。一幢建筑物的使用年限达到 50 年后，建筑物的造价和使用阶段的总维护费用比例可达19。因此，职业化的运维管理将会给业主和运营商产生极大的经济效益。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用 美国国家标准与技术协会（NIST）于 2004 年进行了一次研究，目的是预估美国重要设施行业（如商业建筑、公共设施建筑和工业设施）中的效率损失
47、。该研究报告显示，业主和运营商在运维管理方面耗费的成本几乎占总成本的 2/3。设施管理人员的日常工作主要有：使用修正笔手动更新住房报告；通过计算天花板的数量，计算收费空间的面积;通过查找大量建筑文档，找到关于热水器的维护手册；搜索竣工平面图，但毫无结果，最后才发现从一开始就没有收到该平面图。 一幢建筑在其生命周期的费用消耗中，约80%是发生在其使用阶段。其中，主要的费用由抵押贷款的利息支出、租金、重新使用的投入、保险、税金、能源消耗、服务费用、维修、建筑维护和清洁等构成。建筑物平均使用年限达到 7 年后，使用阶段发生的费用会超过最初的建筑安装造价，并且这些费用总额以一种不均匀比例增长。一幢建筑
48、物的使用年限达到 50 年后，建筑物的造价和使用阶段的总维护费用比例可达19。因此，职业化的运维管理将会给业主和运营商产生极大的经济效益。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用 运维管理的范畴主要包括空间管理、资产管理、维护管理、公共安全管理、能耗管理5个方面。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用 传统运维管理模式 目前,通用的运维管理系统有类似于计算机维修管理系统（CMMS）、计算机辅助设施管理（CAFM）、电子文档管理系统（EDMS）、能源管理系统（EMS）以及楼宇自动化系统（BAS）等。尽管这些设施管理系统独立支撑设施管理系统，但各个系统信息相互独立，无法达到资源共享和业务协同。另外，建筑
49、物交付使用后，各个独立子系统的信息数据采集需耗费大量的时间和人力资源。4.6 BIM技术在建筑运维中的作用基于BIM的运维管理（1）数据集成与共享建筑信息模型（BIM）集成从设计、建设施工、运维直至使用周期终结的全生命期内各种相关信息，包含勘察设计信息、规划条件信息、招投标和采购信息、建筑物几何信息、结构尺寸和受力信息、管道布置信息、建筑材料与构造等，为 CMMS、CAFM、EDMS、EMS、 BAS 等常用运维管理系统提供信息数据，使得信息相互独立的各个系统达到资源共享和业务协同。（2）运维管理可视化调试、预防和故障检修时，运维管理人员经常需要定位建筑构件（包括设备、材料和装饰等）在空间中的
50、位置，并同时查询到其检修所需要的相关信息。一般来说，现场运维管理人员依赖纸质蓝图或实践经验、直觉和辨别力来确定空调系统、电力、煤气以及水管等建筑设备的位置。这些设备一般在天花板之上、墙壁里面或地板下面等看不到的位置。从维修工程师和设备管理者的角度来看，设备的定位工作是重复、耗费时间和劳动力、低效的任务。在紧急情况下或外包运维管理公司接手运维管理时或在没有运维人员在场并替换或删除设备时，定位工作变得尤其重要。运用竣工三维 BIM模型可以确定机电、暖通、给排水和强弱电等建筑设施设备在建筑物中的位置，使得运维现场定位管理成为可能，同时能传送或显示运维管理的相关内容。（3）应急管理决策与模拟应急管理需
