1、大连理工大学出版社BIM 未来已来(1)BIM 与建筑工业化的概念和特点,产业化住宅的概念,BIM 在建筑工业化中的应用。(2)BIM+VR、BIM+GIS、BIM+3D、BIM+RFID、BIM+3D 激光扫描和BIM+云技术等的拓展应用。(3)“智能建造”是建筑业的发展方向之一,智能建造与提高就业技能间的关系。本章要点(1)了解BIM 与建筑工业化概念和特点、BIM 在建筑工业化中的应用。(2)了解BIM+VR、BIM+GIS、BIM+3D、BIM+RFID、BIM+3D 激光扫描和BIM+云技术等的拓展应用。(3)了解建筑业的发展方向是“智能建造”,学习智能建造知识与提高就业技能间的关系
2、。学习目标3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述1.建筑工业化的概念和特点(1)建筑工业化的概念1974年,联合国出版的政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引中定义了“建筑工业化”:按照大工业生产方式改造建筑业,使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述 目前建筑工业化体系主要有大板建筑、框架轻板建筑和大模板建筑等。大板建筑大板建筑是指使用大型墙板、大型楼板和大型屋面板等建成的建筑,其特点是除基础以外,地上的全部构件均为预制构件,通过装配整体式节点连接而成。框架轻板建筑框架轻板建筑是以柱、梁、板组成
3、的框架承重结构,以轻型墙板为围护与分割构件的新型建筑形式。其特点是承重结构与围护结构分工明确,空间分割灵活、整体性好,特别适用于具有较大建筑空间的多层、高层建筑和大型公共建筑。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述大模板建筑大模板建筑是指其内墙采用工具式大型模板现场浇注的钢筋混凝土墙板,外墙可以采用预制钢筋混凝土墙板、现砌砖墙或现场浇注钢筋混凝土墙板。其特点是整体性好、刚度大、劳动强度小、施工速度快、不需要大型预制厂、施工设备投资少,但现场浇注工程量大,施工组织较复杂。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述(2)建筑工业化的特点建筑设计的
4、标准化与体系化建筑设计的标准化与体系化建筑构配件生产的工厂化建筑构配件生产的工厂化建筑施工的装配化和机械化建筑施工的装配化和机械化结构一体化、管理集成化结构一体化、管理集成化3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(1)美国建筑工业化的发展美国建筑工业化的发展美国发展建筑工业化的道路与其他国家不同美国发展建筑工业化的道路与其他国家不同,美国物质技术基础较好美国物质技术基础较好,商品经济发达商品经济发达,且且未未出现过欧洲国家在第二次世界大战后曾经遇到的房荒问题出现过欧洲国家在第二次世界大战后曾经遇到的房荒问题,因此美国并不太提倡因此美国并不太
5、提倡“建筑建筑工业工业化化”,但它们的建筑业仍然是沿着建筑工业化道路发展的但它们的建筑业仍然是沿着建筑工业化道路发展的,而且已达到较高水平。而且已达到较高水平。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(2)法国建筑工业化的发展法国建筑工业化的发展法国是欧洲建筑工业化开始比较早的国家之一法国是欧洲建筑工业化开始比较早的国家之一,不仅发明了工业化全装配式大板的不仅发明了工业化全装配式大板的模板现模板现浇工艺浇工艺,还研发了还研发了“结构结构-施工施工”建筑工业化体系。在这种体系之下建筑工业化体系。在这种体系之下,预制构件生产厂商预制构件生产厂商可
6、以通可以通过过构件二维图纸进行构件的加工生产构件二维图纸进行构件的加工生产,并可对构件模板进行不断修改调整并可对构件模板进行不断修改调整,以满足以满足预制构件的预制构件的多多样性样性。在法国建筑工业化体系中在法国建筑工业化体系中,主要还是预制混凝土构造体系主要还是预制混凝土构造体系,钢结构、木结构构造体系钢结构、木结构构造体系为次为次。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(3)德国建筑工业化的德国建筑工业化的发展发展德国德国的建筑工业化体系利用计算机进行辅助设计的建筑工业化体系利用计算机进行辅助设计,创建相关的建筑模型创建相关的建筑模型,
7、利用利用模型模型去分析建去分析建筑材料的相关物理特性筑材料的相关物理特性,然后由此来选择符合设计要求的建筑材料、装饰材料然后由此来选择符合设计要求的建筑材料、装饰材料,并并对接缝处理处对接缝处理处采用抗老化、抗折性能较高的液体防水材料采用抗老化、抗折性能较高的液体防水材料,并且利用节能减排等环保并且利用节能减排等环保技术技术,提高了预制构件的提高了预制构件的性能品质性能品质,从而在保证建筑质量的同时提升了建筑的可持续性从而在保证建筑质量的同时提升了建筑的可持续性,为为用户用户提供了更好的使用环境。提供了更好的使用环境。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工
8、业化的国内外发展(4)日本建筑工业化的发展日本建筑工业化的发展日本由于多发地震日本由于多发地震,所以在所以在20世纪世纪70年代提高工业化建筑使用量的同时对增强年代提高工业化建筑使用量的同时对增强建筑的建筑的抗抗震能力等方面也进行了深入的技术研究并实现了住宅标准通用产品的生产体系震能力等方面也进行了深入的技术研究并实现了住宅标准通用产品的生产体系,其中有其中有近近1418类部件已经取得了类部件已经取得了“优良住宅部品优良住宅部品”相关认证相关认证,工业化建筑以预制装配式住宅为工业化建筑以预制装配式住宅为主要主要形形式。而且式。而且,制定了一系列的政策及措施制定了一系列的政策及措施,建立专门的研
9、发机构建立专门的研发机构,建立了住宅的部品建立了住宅的部品标准化标准化固定体固定体系系,从不同角度引导并促进建筑工业化发展。从不同角度引导并促进建筑工业化发展。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(5)加拿大建筑工业化的发展加拿大建筑工业化的发展加拿大建筑工业化与美国发展相似加拿大建筑工业化与美国发展相似,从从20世纪世纪20年代开始探索预制混凝土的开发年代开始探索预制混凝土的开发和应用和应用,到六七十年代该技术得到大面积普遍应用。目前装配式建筑在居住建筑、学校、医院到六七十年代该技术得到大面积普遍应用。目前装配式建筑在居住建筑、学校、医
10、院、办公、办公等公共建筑等公共建筑,停车库、单层工业厂房等建筑中得到广泛应用。在工程实践中停车库、单层工业厂房等建筑中得到广泛应用。在工程实践中,由于由于大量应用大量应用大型大型预应力预制混凝土构建技术预应力预制混凝土构建技术,使装配式建筑更充分发挥其优越性。类似美国使装配式建筑更充分发挥其优越性。类似美国,构件通用性构件通用性较高。较高。大城市多为装配式混凝土和钢结构大城市多为装配式混凝土和钢结构,小镇多为钢或钢木结构。小镇多为钢或钢木结构。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(6)新加坡建筑工业化的发展新加坡建筑工业化的发展新加坡是世
11、界上公认的住宅问题解决较好的国家新加坡是世界上公认的住宅问题解决较好的国家,其住宅多采用建筑工业化技术加以建造其住宅多采用建筑工业化技术加以建造,其中其中,住宅政策及装配式住宅发展理念是促使其工业化建造方式得到广泛推广的原因。新加坡住宅政策及装配式住宅发展理念是促使其工业化建造方式得到广泛推广的原因。新加坡开发出了开发出了1530层的单元化装配式住宅层的单元化装配式住宅,占全国总住宅数量的占全国总住宅数量的80%以上。通过平面的布局、以上。通过平面的布局、部件尺寸和安装节点的重复性实现了以设计为核心的、施工过程工业化的配套融合部件尺寸和安装节点的重复性实现了以设计为核心的、施工过程工业化的配套
12、融合,能确保建能确保建筑装配率达到筑装配率达到70%。在新加坡在新加坡,80%的住宅由政府建造。装配式施工技术被广泛用于房屋建设的住宅由政府建造。装配式施工技术被广泛用于房屋建设,此类项目此类项目大部大部分分为塔式或板式混凝土多高层建筑为塔式或板式混凝土多高层建筑,其装配率达到其装配率达到70%。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展(7)中国建筑工业化的发展中国建筑工业化的发展中国建筑工业化起步较晚中国建筑工业化起步较晚,直到二十世纪五六十年代直到二十世纪五六十年代,预制构件才开始应用。从市场预制构件才开始应用。从市场占有率占有率来说来说
13、,中国装配式建筑市场尚处于初级阶段中国装配式建筑市场尚处于初级阶段,全国各地基本上集中在住宅工业化领域全国各地基本上集中在住宅工业化领域,尤其尤其是保是保障性住房这一狭小地带障性住房这一狭小地带,前期投入较大前期投入较大,生产规模很小生产规模很小,且短期之内还无法和且短期之内还无法和传统现传统现浇结构市场浇结构市场竞争。竞争。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述2.建筑工业化的国内外发展3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.1 建筑工业化概述3.产业化住宅产业化住宅建筑工业化是住宅产业化的核心建筑工业化是住宅产业化的核心。住宅产业化的住宅产业化的概念概念
14、,是是在在20世纪世纪60年代末由日本最早提出的年代末由日本最早提出的。所谓所谓住宅产业化住宅产业化是指是指住宅生产的工业化和现代化住宅生产的工业化和现代化,通俗地理解为通俗地理解为以以“搭积木搭积木”的方的方式建造房子式建造房子,像生产汽车一样生产房子像生产汽车一样生产房子,以以提高提高住宅生产的劳动住宅生产的劳动生产率生产率,提高住宅的整体质量提高住宅的整体质量,降低成本降低成本,降低物耗降低物耗。为此为此,联合联合国经济委员会对住宅产业化国经济委员会对住宅产业化提出提出6条标准条标准:生产的连续性生产的连续性、生产生产物的标准化物的标准化、生产过程的生产过程的集成化集成化、工程建设管理的
15、规范化工程建设管理的规范化、生生产的机械化产的机械化、生产组织的生产组织的一体化一体化。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用1.建筑工业化与建筑工业化与BIM 技术技术虽然建筑工业化自身具有很多优点虽然建筑工业化自身具有很多优点,但它在设计、生产及施工中的要求也很高。与但它在设计、生产及施工中的要求也很高。与传统现传统现浇混凝土建筑相比浇混凝土建筑相比,设计要求更精细化设计要求更精细化,需要增加深化设计过程。预制构件在工厂加工需要增加深化设计过程。预制构件在工厂加工生产生产,构件构件制造要求精确的加工图纸制造要求精确的加工图纸,同时构建的生产、运输计
16、划需要密切配合施工计划来同时构建的生产、运输计划需要密切配合施工计划来编排编排。住宅产。住宅产业化对于施工的要求也较严格业化对于施工的要求也较严格,从构件的物料管理、储存从构件的物料管理、储存,构件的拼装顺序、构件的拼装顺序、时程到时程到施工作业的施工作业的流水线等均需要妥善地规划流水线等均需要妥善地规划3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用基于基于BIM 技术的信息管理不仅为建筑工业化技术的信息管理不仅为建筑工业化解决了信息创建、管理、传递的问题解决了信息创建、管理、传递的问题,而且而且BIM 三三维模型、装配模拟、采购、制造、运输、存放、安维模型、
17、装配模拟、采购、制造、运输、存放、安装的全过程跟踪等手段为装的全过程跟踪等手段为建筑工业化建造建筑工业化建造的推广提的推广提供了技术保障。为了使各个参与方之间能协同合作供了技术保障。为了使各个参与方之间能协同合作,提高工作效率提高工作效率,这就这就要求各要求各参与方都参与到基于参与方都参与到基于BIM 的管理框架中的管理框架中,如如图所图所示。示。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用2.设计中的应用设计中的应用建筑工业化是采用预制构件拼装而成的建筑工业化是采用预制构件拼装而成的,在设计过程中在设计过程中,必须将连续的结构体拆分成必须将连续的结构体拆分
18、成独立的独立的构构件件,如预制梁、预制柱、预制楼板、预制墙体等如预制梁、预制柱、预制楼板、预制墙体等,再对拆分好的构件进行配筋再对拆分好的构件进行配筋,并绘制并绘制单个单个构件的生构件的生产图纸。与传统浇筑建筑相比产图纸。与传统浇筑建筑相比,这是产业化住宅建筑增加的设计流程这是产业化住宅建筑增加的设计流程,也是也是产业化产业化住宅建筑深化设住宅建筑深化设计过程。计过程。建筑工业化的深化设计是在原设计施工图的基础上建筑工业化的深化设计是在原设计施工图的基础上,结合预制构件制造及施工工艺结合预制构件制造及施工工艺的特点的特点,对对设计图纸进行细化、补充和完善。设计图纸进行细化、补充和完善。3.1
19、BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用3.建造过程中的应用建造过程中的应用(1)基于基于BIM 的预制建筑信息管理平台设计的预制建筑信息管理平台设计建筑工业化项目通过深化设计后就进入建造阶段建筑工业化项目通过深化设计后就进入建造阶段,由于预制构件种类繁多、信息复杂由于预制构件种类繁多、信息复杂,为了为了便于在建造过便于在建造过程中进行质量管理、生产过程控制程中进行质量管理、生产过程控制,可以基于可以基于BIM 规划规划建立建立PC建筑建筑信息管理信息管理平台。通过平台系统采集和管理平台。通过平台系统采集和管理工程的信息工程的信息,动态掌控构件预制生产进度、仓储
20、动态掌控构件预制生产进度、仓储情况以情况以及及现场施工进度。平台既能对预制构件进行跟踪识别现场施工进度。平台既能对预制构件进行跟踪识别,又能紧密结合又能紧密结合BIM 模型模型,实现实现建筑建筑构件信息管理的自动构件信息管理的自动化。化。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用(2)预制构件信息跟踪技术预制构件信息跟踪技术产业化住宅建筑工程中使用的预制构件数量庞大产业化住宅建筑工程中使用的预制构件数量庞大,要想准确识别并管理每一个构件要想准确识别并管理每一个构件,就必须就必须给给每个构件赋予唯一的编码每个构件赋予唯一的编码,制订统一的编码体系。建立的编码
21、体系根据实际工程制订统一的编码体系。建立的编码体系根据实际工程需要需要不仅能唯一不仅能唯一识别预制构件识别预制构件,而且能从编码中直接读取构件的位置等关键信息而且能从编码中直接读取构件的位置等关键信息,兼顾了兼顾了计算机计算机信息管理以及人工信息管理以及人工识别的双重需要。识别的双重需要。在深化设计阶段出图时在深化设计阶段出图时,构件加工图纸需要通过二维码表达每个构件的编码。构件构件加工图纸需要通过二维码表达每个构件的编码。构件生产生产时由时由手持式读写器扫描图纸条形码就能完成构件编码的识别手持式读写器扫描图纸条形码就能完成构件编码的识别,这就加快了操作人员对这就加快了操作人员对构件构件信息的
22、识别信息的识别并减少错误。并减少错误。在构件生产阶段在构件生产阶段,将将RFID芯片植入构件中芯片植入构件中,并写入构件编码并写入构件编码,就能完成对构件的就能完成对构件的唯一标记唯一标记。通。通过过RFID技术来实现构件跟踪管理和构件信息采集的自动化技术来实现构件跟踪管理和构件信息采集的自动化,提高工程管理效益。提高工程管理效益。3.1 BIM 与建筑工业化与建筑工业化3.1.2 BIM 在建筑工业化中的应用(3)施工动态管理施工动态管理预制构件需要在施工现场进行拼装预制构件需要在施工现场进行拼装,与传统工程相比与传统工程相比,施工工艺比较复杂施工工艺比较复杂,工序比较多工序比较多,因此需因
23、此需要对施工过程进行严格把控。要对施工过程进行严格把控。Navisworks软件能够对基于实际施工组织设计方案的动态施工进行软件能够对基于实际施工组织设计方案的动态施工进行4D仿真模拟。仿真模拟。将各将各构件构件安装的时间先后顺序信息输入安装的时间先后顺序信息输入Navisworks中中,进行施工动态模拟进行施工动态模拟,在虚拟环境下在虚拟环境下对项目对项目建设进行建设进行精细化的模拟施工。在实际施工中精细化的模拟施工。在实际施工中,通过虚拟施工模拟通过虚拟施工模拟,及时进行计划进度及时进行计划进度和实际和实际的对比分析的对比分析,优化优化现场的资源配置。现场的资源配置。通过可视化的模拟通过可
24、视化的模拟,施工人员在施工前直观地了解施工工序施工人员在施工前直观地了解施工工序,掌握施工细节掌握施工细节,查找查找项目施工项目施工中可中可能存在的动态干涉能存在的动态干涉,提前优化起重机位置、行驶路径以及构件吊装计划提前优化起重机位置、行驶路径以及构件吊装计划,现场现场施工过程施工过程更加科学有更加科学有序。序。3.2 BIM+新技术新技术3.2.1 BIM+VR 拓展应用VR(VirtualReality,即虚拟现实即虚拟现实),是由美国是由美国VPL公司创建人公司创建人JaronLanier在在20世纪世纪80年代年代初提出的。其具体内涵是初提出的。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和
25、各种现实及控制等接口综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备设备,在计算机上生在计算机上生成的可交互的三维环境中提供沉没感觉的技术。成的可交互的三维环境中提供沉没感觉的技术。BIM 是以建筑工程是以建筑工程项目各项项目各项相关信息数据作为相关信息数据作为模型的基础模型的基础,进行建筑模型的建立进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物通过数字信息仿真模拟建筑物所具有所具有的真实信息的真实信息,具有可视化、具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。BIM 不但可以不但可以完成建筑全生命周期内所有信完成建筑全生命周期内所有信息数
26、据的处理、共享与传递息数据的处理、共享与传递,其可视化的特点能让非其可视化的特点能让非建筑专业建筑专业的人士看懂建筑。的人士看懂建筑。3.2 BIM+新技术新技术3.2.1 BIM+VR 拓展应用VR(VirtualReality,即虚拟现实即虚拟现实),是由美国是由美国VPL公司创建人公司创建人JaronLanier在在20世纪世纪80年代年代初提出的。其具体内涵是初提出的。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备设备,在计算机上生在计算机上生成的可交互的三维环境中提供沉没感觉的技术。成的可交互的三维环境中提供沉没感觉的技术。
27、BIM 是以建筑工程是以建筑工程项目各项项目各项相关信息数据作为相关信息数据作为模型的基础模型的基础,进行建筑模型的建立进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物通过数字信息仿真模拟建筑物所具有所具有的真实信息的真实信息,具有可视化、具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。协调性、模拟性、优化性和可出图性等五大特点。BIM 不但可以不但可以完成建筑全生命周期内所有信完成建筑全生命周期内所有信息数据的处理、共享与传递息数据的处理、共享与传递,其可视化的特点能让非其可视化的特点能让非建筑专业建筑专业的人士看懂建筑。的人士看懂建筑。3.2 BIM+新技术新技术3.2.1 BIM+
28、VR 拓展应用(1)提高模拟的提高模拟的真实性真实性(2)提升项目质量提升项目质量(3)提高模拟工作中可交互提高模拟工作中可交互性性(4)多样化营销模式多样化营销模式1.BIM+VR 的价值3.2 BIM+新技术新技术3.2.1 BIM+VR 拓展应用BIM 技术与技术与VR技术集成作为一门新兴学科技术集成作为一门新兴学科,其理论和实践研究都处于初级阶段且其理论和实践研究都处于初级阶段且涉及涉及学科、学科、专业众多专业众多,还存在很多问题。还存在很多问题。(1)BIM 模型精度模型精度问题问题(2)BIM+VR使用范围使用范围(3)基于建筑领域开发较少基于建筑领域开发较少(4)缺乏行业缺乏行业
29、标准标准2.BIM+VR 存在的问题3.2 BIM+新技术新技术3.2.1 BIM+VR 拓展应用目前目前VR的实现要依靠头盔显示器和数据采集手套等外部设备的实现要依靠头盔显示器和数据采集手套等外部设备,用户利用这些设备用户利用这些设备来体验来体验和参和参与到模拟中去与到模拟中去,利用鼠标、键盘、语音和手势来对物体或角色进行操控。同时利用鼠标、键盘、语音和手势来对物体或角色进行操控。同时需要配合需要配合VR开发引开发引擎来实现擎来实现BIM 与与VR的结合。现在也有越来越多的开发团队、设计施工的结合。现在也有越来越多的开发团队、设计施工企业企业、BIM 咨询企业等在咨询企业等在BIM 与与VR
30、的结合上进行尝试的结合上进行尝试,未来的虚拟现实将会是一个充满未来的虚拟现实将会是一个充满着逼真着逼真互动体验的包罗万象的新世互动体验的包罗万象的新世界界,用户可以参与到具体情境中去用户可以参与到具体情境中去,所有的一切将会非常所有的一切将会非常真实真实、可信。、可信。总之总之,虚拟施工技术在建筑领域的应用虚拟施工技术在建筑领域的应用(BIM+VR)将是一个必然趋势将是一个必然趋势,在未来的在未来的建筑设计建筑设计及施及施工中的应用前景广阔。相信随着虚拟施工技术的发展和完善工中的应用前景广阔。相信随着虚拟施工技术的发展和完善,必将推动我国工程建设行业迈入一必将推动我国工程建设行业迈入一个崭新的
31、时代。个崭新的时代。3.BIM+VR 发展趋势3.2 BIM+新技术新技术3.2.2 BIM+GIS拓展应用地理信息系统地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是一门综合性学科是一门综合性学科,结合结合地理学与地理学与地地图学以及遥感和计算机科学图学以及遥感和计算机科学,已经广泛应用在不同的领域已经广泛应用在不同的领域,是用于输入、查询、分析和是用于输入、查询、分析和显示显示地理数地理数据的计算机系统。随着据的计算机系统。随着GIS的发展的发展,也有称也有称GIS为为“地理信息科学地理信息科学”(Geographic InformationScience)
32、,近年来近年来,也有称也有称GIS 为为“地理信息服务地理信息服务”(GeographicInformation Service),总之总之,GIS是一种基于计算机的可以对空间信息进行分析和处理的技术。是一种基于计算机的可以对空间信息进行分析和处理的技术。3.2 BIM+新技术新技术3.2.2 BIM+GIS拓展应用(1)三维城市三维城市建模建模(2)市政管线管理市政管线管理(3)室内导航室内导航1.BIM+GIS的价值3.2 BIM+新技术新技术3.2.2 BIM+GIS拓展应用BIM 和和GIS的整合不是一件简单的事的整合不是一件简单的事,尤其是对于数据标准的建设、尤其是对于数据标准的建设
33、、BIM 与与GIS的的结合结合方式、方式、BIM 及及GIS与协同平台的建设与协同平台的建设,主要体现在如下两个方面。主要体现在如下两个方面。(1)两者对图形表达的数据结构完全不同两者对图形表达的数据结构完全不同GIS用的是点线面用的是点线面,点有坐标线的两点点有坐标线的两点,面分三角形、三角带、环等几种。这种结构的面分三角形、三角带、环等几种。这种结构的优点优点可以可以方便地表示大量种类的图形。而方便地表示大量种类的图形。而BIM 对图形是基于一种关于对图形是基于一种关于Swipe和和Extrude的理论的理论(拉伸融合的拉伸融合的理念理念)。(2)两者对信息的储存结构完全不同两者对信息的
34、储存结构完全不同GIS使用空间数据库使用空间数据库,点线面功能分明点线面功能分明,有各自的角色和属性。空间数据库可存储的有各自的角色和属性。空间数据库可存储的数据数据量巨大量巨大,有强大的分级优化功能有强大的分级优化功能,而而BIM 存储数据使用的是文件系统存储数据使用的是文件系统,优点在于细节与优点在于细节与对象对象属性的描述。属性的描述。2.BIM+GIS存在的问题3.2 BIM+新技术新技术3.2.2 BIM+GIS拓展应用无疑无疑,BIM 与与GIS的融合是未来的融合是未来BIM 与与GIS技术发展的方向技术发展的方向,未来未来GIS一定会一定会越来越关注越来越关注细节细节,而而BIM
35、 也会加强对大数据项目的支撑也会加强对大数据项目的支撑,甚至能发展出特殊的数据库甚至能发展出特殊的数据库,同时同时,随着城市随着城市的发展的发展,城市信息系城市信息系统越来越复杂统越来越复杂,BIM+GIS可以成为城市成熟的技术融合可以成为城市成熟的技术融合,包含包含精准精准的城市三维建模的城市三维建模,发达的城市传感发达的城市传感网络网络,实现城市人流、车流监控等。实现城市人流、车流监控等。BIM+GIS的的融合既是融合既是社会与科技发展的必然趋势社会与科技发展的必然趋势,也是信息化发也是信息化发展的必经之路。展的必经之路。3.BIM+GIS发展趋势3.2 BIM+新技术新技术3.2.3 B
36、IM+3D 打印拓展应用“3D打印打印”学名为学名为“快速成型技术快速成型技术”或者说或者说“增材制造技术增材制造技术”,是一种通过材料逐层添加是一种通过材料逐层添加制造制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术。也可以说是一种不需要传统刀具、夹具和三维物体的变革性、数字化增材制造技术。也可以说是一种不需要传统刀具、夹具和机床就机床就可以打可以打造出任意形状造出任意形状,根据零件或物体的三维模型数据通过成型设备以材料累加的根据零件或物体的三维模型数据通过成型设备以材料累加的方式制成方式制成实物模型的技实物模型的技术。术。3D打印通常是通过数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域打
37、印通常是通过数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于被用于制制造模型造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件已经有使用这种技术打印而成的零部件。该。该技术在珠宝、技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3.2 BIM+新技术新技术3.2.3 BIM+3D 打印拓展应用BIM 技术与技术与3D打印技术
38、两种革命性技术的结合打印技术两种革命性技术的结合,为方案到实物的过程开辟了一条为方案到实物的过程开辟了一条快速通道快速通道,同同时也为复杂构件的加工制作提供了更高效的方案。目前时也为复杂构件的加工制作提供了更高效的方案。目前BIM与与3D打印的打印的主要应用主要应用有如下三个方面有如下三个方面。(1)基于基于BIM 的整体建筑的的整体建筑的3D打印打印(2)基于基于BIM 和和3D打印复杂打印复杂构件构件(3)基于基于BIM 和和3D打印施工方案实物展示打印施工方案实物展示1.BIM+3D 打印的价值3.2 BIM+新技术新技术3.2.3 BIM+3D 打印拓展应用(1)缺少相关缺少相关3D打
39、印建筑打印建筑规范规范(2)BIM 与与3D打印缺少数打印缺少数据接口规范据接口规范(3)打印设备的制约打印设备的制约2.BIM+3D 打印存在的问题3.2 BIM+新技术新技术3.2.3 BIM+3D 打印拓展应用作为两种变革性的新技术作为两种变革性的新技术,可以预见可以预见,在今后很长一段时间内在今后很长一段时间内BIM 技术和技术和3D打印打印技术仍然技术仍然会被会被人们广泛关注人们广泛关注,由于看好这两种技术所表现出来的广阔应用前景由于看好这两种技术所表现出来的广阔应用前景,许多国家纷纷许多国家纷纷加快加快研究和应用的步研究和应用的步伐。随着技术的发展伐。随着技术的发展,现阶段现阶段B
40、IM 技术与技术与3D打印技术集成所存在的打印技术集成所存在的许多许多技术问题将会得到解决。技术问题将会得到解决。3D打印机和打印材料的价格也会趋于合理。应用成本下降打印机和打印材料的价格也会趋于合理。应用成本下降会扩大会扩大3D打印技术的应用范围和数量打印技术的应用范围和数量,全面促进全面促进3D打印技术的进步打印技术的进步,随着随着3D打印技术的打印技术的成熟成熟,施工行业的自动化水平也会得到大幅提高。施工行业的自动化水平也会得到大幅提高。3.BIM+3D 打印发展趋势3.2 BIM+新技术新技术3.2.4 BIM+RFID 拓展应用RFID(Radio Frequency Identif
41、ication)技技术术,又称无线射频识别技术又称无线射频识别技术,是一种通信技术是一种通信技术,可可通通过无线信号识别特定目标并读写相关数据过无线信号识别特定目标并读写相关数据,而无须而无须识别系统与特定目标之间建立识别系统与特定目标之间建立机械或机械或光学接触。光学接触。RFID通过非接触的方式进行信息读取通过非接触的方式进行信息读取,不受覆盖不受覆盖的遮挡影响的遮挡影响,而且安全、而且安全、可重复可重复使用使用,目前多应用目前多应用于身份识别、门禁控制、供应链和库存跟踪、资于身份识别、门禁控制、供应链和库存跟踪、资产管理等方面。产管理等方面。3.2 BIM+新技术新技术1.BIM+RFI
42、D 的价值将将BIM 与与RFID进行结合进行结合,能对项目过程能对项目过程中的各种构件信息进行管理中的各种构件信息进行管理,如材料进场、如材料进场、搬搬运运等过程进行更加有效的监管。同时等过程进行更加有效的监管。同时,由于有由于有RFID芯片植入芯片植入,对于构件制作、运输、存储对于构件制作、运输、存储和和吊装吊装具有如下作用。具有如下作用。(1)在构件的生产制造阶段(2)在构件的生产运输过程中(3)构配件入场及存储管理阶段(4)构件吊装阶段3.2 BIM+新技术新技术2.BIM+RFID 存在的问题(1)相关技术相关技术标准不完善标准不完善(2)行业应行业应用意识低用意识低(3)信息不信息
43、不流通流通3.2 BIM+新技术新技术3.BIM+RFID 发展趋势BIM 技术作为建筑业发展的重要技术变革技术作为建筑业发展的重要技术变革,将成为推动装配式建筑发展的新动力将成为推动装配式建筑发展的新动力,借助借助BIM 技术技术,可以避免装配式建筑在施工过程中的可以避免装配式建筑在施工过程中的“错错、漏漏、碰碰、缺缺”。结合结合BIM 技术技术与与RFID技术技术,通过信息集成通过信息集成,快速进行进度分析和模拟对比快速进行进度分析和模拟对比,进一步优化资源进一步优化资源、工期配置工期配置,顺利顺利完成工程目标完成工程目标。因此因此,基于基于BIM 与与RFID技术集成的建筑应用技术集成的
44、建筑应用,有助于提升装配式建筑施工管理水平有助于提升装配式建筑施工管理水平,融入融入更更多先进理论的多先进理论的BIM 与与RFID技术的深度集成是未来装配式建筑发展的主要方向技术的深度集成是未来装配式建筑发展的主要方向。3.2 BIM+新技术新技术3.2.5 BIM+3D 激光扫描拓展应用三维激光扫描技术是利用激光测距的原理三维激光扫描技术是利用激光测距的原理,密集地记录目标物体的表面三维坐标、密集地记录目标物体的表面三维坐标、反射率反射率和和纹理信息纹理信息,对整个空间进行的三维测量。传统的测量手段如全站仪、对整个空间进行的三维测量。传统的测量手段如全站仪、GPS都是单点都是单点测量测量,
45、通过测通过测量物体的特征点量物体的特征点,然后将特征点连线的方式反映所测物体的信息。当所测物体然后将特征点连线的方式反映所测物体的信息。当所测物体是规则是规则结构时结构时,这这种测量方法是适合的种测量方法是适合的,但如果所测物体是复杂曲面结构体时但如果所测物体是复杂曲面结构体时,传统测量传统测量手段就手段就无法准确地表达物无法准确地表达物体的结构信息体的结构信息,这时可以采用三维激光扫描技术。这时可以采用三维激光扫描技术。3.2 BIM+新技术新技术1.BIM+3D 激光扫描的价值BIM 技术和技术和3D激光扫描技术集成被越来越多地应用激光扫描技术集成被越来越多地应用在在:文物古迹保护文物古迹
46、保护工程施工领域工程施工领域施工质量检测施工质量检测辅助实际工程量统计辅助实际工程量统计钢结构预拼装钢结构预拼装3.2 BIM+新技术新技术2.BIM+3D 激光扫描存在的问题(1)成本相对较高成本相对较高(2)效率有限效率有限(3)隐蔽工程扫描较困难隐蔽工程扫描较困难3.2 BIM+新技术新技术3.BIM+3D 激光扫描发展趋势3D扫描技术有着广阔的应用前景扫描技术有着广阔的应用前景,除了继续发挥其高精度除了继续发挥其高精度、数字化操作等优势数字化操作等优势,3D扫描扫描技术应技术应用有以下几个发展方向用有以下几个发展方向。(1)与与GIS结合结合3D扫描技术可以为建筑物提供真实的现场扫描技
47、术可以为建筑物提供真实的现场3D数据信息数据信息,作为整个作为整个GIS平台的数据平台的数据基础基础,在智慧在智慧社区社区、智慧城市方面可提供巨大帮助智慧城市方面可提供巨大帮助。(2)与与3D打印结合打印结合借助于借助于3D扫描与扫描与3D打印集成应用打印集成应用,可实现实体打印物的快速建模可实现实体打印物的快速建模,提高提高3D打印打印模型建立模型建立的效的效率率。3.2 BIM+新技术新技术3.2.6 BIM+云技术拓展应用云计算云计算(CloudComputing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常通常涉及涉及通过通过互联网来提
48、供动态易扩展且经常是虚报化的资源。云计算有以下两个突出优点互联网来提供动态易扩展且经常是虚报化的资源。云计算有以下两个突出优点。一是成本低廉。由于云服务是按需部署由于云服务是按需部署,用户可以轻松扩展用户可以轻松扩展,不用担心不可预测的不用担心不可预测的初始投资初始投资。与此同时与此同时,用户只为所使用的部分付费用户只为所使用的部分付费,降低运营成本降低运营成本,此外此外,还可以解放许多技术还可以解放许多技术人力人力。二是使用便捷。由于信息技术的应用位于互联网上由于信息技术的应用位于互联网上,用户只要能连上网络就可工作用户只要能连上网络就可工作。因此。因此云计算提高了用户与不同地点的顾问、供应
49、商以及合作伙伴的合作与协同。云计算提高了用户与不同地点的顾问、供应商以及合作伙伴的合作与协同。3.2 BIM+新技术新技术1.BIM+云技术的价值BIM 技术与云计算技术进行集成应用技术与云计算技术进行集成应用,能够有效提升能够有效提升BIM 技术的应用空间和应用技术的应用空间和应用成效成效,对于工对于工程项目协同工作效率的提升具有重要的价值程项目协同工作效率的提升具有重要的价值,体现在如下几方面。体现在如下几方面。(1)实现实现BIM 模型的信息共享模型的信息共享,提升多方协同提升多方协同工作效率工作效率(2)拓展拓展BIM 技术在施工现场的应用能力技术在施工现场的应用能力(3)降低了降低了
50、BIM 技术应用的技术应用的条件条件3.2 BIM+新技术新技术2.BIM+云技术存在的问题(1)施工现场网络基础设施不完善施工现场网络基础设施不完善(2)对安全性和隐私性的顾虑对安全性和隐私性的顾虑(3)部分关键技术尚待突破部分关键技术尚待突破3.2 BIM+新技术新技术3.BIM+云技术发展趋势BIM 技术提供了协同介质技术提供了协同介质,基于统一的模型工作降低了各方沟通协同的成本。而基于统一的模型工作降低了各方沟通协同的成本。而“云云+端端”的的应用模式可更好地支持基于应用模式可更好地支持基于BIM 模型的现场数据信息采集、模型高效存储分析、模型的现场数据信息采集、模型高效存储分析、信息
