BIM在建设项目全生命周期应用设计.pdf
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1、目录BIM概述BIM的应用价值政策及发展趋势建筑发展新环建筑发展新环境境 以信息技术为代表的科技手段推动着社会的进步,改变与影响着人们的衣食住行!智慧建筑智能绿色宜居智慧建筑绿色的建筑智能的建筑宜居的建筑规划设计招标采购工厂化生产现场装配化施工建 造 过 程 将 更 加“绿 色、智 能、精 益 和 集 约”建筑产业现代化数字化生产与装配式施工“中国速度”建筑工业化设计阶段交易阶段施工阶段运维阶段方案设计初步设计施工图设计招标采购施工与交付运维&运营设计阶段交易阶段生产阶段施工阶段运维阶段PC策划方案设计初步设计施工图设计预制构件设计招标采购生产物流装配式施工一体化装修运维&运营传统生产模式下的
2、项目阶段划分建筑产业化模式下项目阶段划分行业热词&关键技术智慧城市综合管廊绿色施工物联网海绵城市大数据BIM+GIS数字扫描AR增强现实住宅产业化3D打印VR虚拟现实测绘机器人PPP项目EPC项目IPD建设行业的现状和发建设行业的现状和发展挑战展挑战建筑设计变革这些项目二维如何表达?15设计中遇到的问题图纸导致的问题比比皆是173D:具象、完整、关联、电脑能自动解释2D:抽象、不完整、无关联、电脑不能自动解释设计变革带来的协同问题项目整合度和协作度差香港某学院新大楼,法国设计,创意为“漂在空中的一张纸”如何过去?只能堵上!管理的变革工程投资额大,造型独特、专业复杂广州CBD珠江新城核心区中轴线
3、上占地面积2.6万m2,建筑总高度530m共117层建筑总面积50.7万m2。总投资100亿银河SOHO首都机场T3航站楼是国内面积最大的单体建筑,也是世界最大的单体航站楼。其总建筑面积98.6万平方米,工程建设总投资约270亿元人民币。SOHO中国开发的望京SOHO,建筑用地面积48152平方米,规划建筑面积392265平方米,地块竞价达40亿元。广州东塔传统的管理与建造模式,已经难以满足发展的需求首都T3航站楼管理的变革项目复杂、管理难度大建设工程常见难点业主对项目要求高施工技术难度大涉及协作方多工期长且紧张结构工艺复杂项目现场浪费大(数据来源:“十二五”绿色建筑科技发展专项规划)资源消耗
4、大、能耗高建筑40%建造用水约占可饮用水资源80%水泥消耗量约占全球消耗量 40%建造活动的污染占全国总体污染40%中国目前既有建筑中,95以上为高能耗建筑每年新建建筑仍有80以上建筑是非节能建筑建筑是能耗和碳排放的大户工业28%交通运输32%随着科技技术的发展,建筑业产值利润率逐年提升,但不及同期工业产值利润率的50%,几乎是第二产业中盈利能力最弱的产业。产值利润率低我们需要改变!我们如何改变?BIM技术正在颠覆和改变着建筑业规划概念设计扩初设计分析出图预制4D/5D施工施工物流运营维护拆除翻新BIM技术被认为是继CAD之后,建筑业第二次“科技革命”!什么是什么是BIM?BIM的基本概念及内
5、涵甲方建设意图建筑师工程师施工方供应商监理方咨询方BIM的本质是模型+信息重点是建设项目各参与方的协同合作BIM的应用贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段建筑信息模型(Building Information Modeling)BIM:是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。BIM的关键特性可视化(Visualize)数字化(Digitalize)数量化(Quantitative)可视化二维到三维直观形象,便于与决策者沟通易于理解,可以指导施工数字化数字化模拟日照,能耗,运维等。日照分析数量化模型+信息项目全过程的实时统计和计算参建各方的协同与共享BIM技术的理解设施的数字表达工程项目设
6、施实体和功能特性的完整描述基于三维几何数据模型,集成了建筑设施其他相关物理信息、功能要求和性能要求等参数化信息通过开放式标准实现信息的互用规划概念设计扩初设计分析出图预制4D/5D施工施工物流运营维护拆除翻新共享的知识资源基于数字模型,实现工程的规划、设计、施工、运维各个阶段数据共享数据是连续、即时、可靠、一致的为工作和决策提供可靠依据甲方建筑师工程师施工方咨询方监理方供应商建建设设意意图图咨询方数字化协同过程应用于设计、建造、运营的数字化管理方法和协同工作过程支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险信息化的技术需要信息化软件支撑通过BIM软件实现在B
7、IM模型中提取、应用、更新相关信息支持和反映各自职责的协同作业,以提高设计、建造和运行的效率和水平BIM的定义3D建筑物三维模型4D3D+时间5D3D+时间+成本nDBIM数字模型的维度BIM的深入理解网状的沟通方式沟通效率低、问题理解难、决策效率低、信息不对称BIM协同平台通过BIM可视化平台将信息统一起来,沟通便捷、多方协作、问题更容易处理协作方式的变革BIM的五个特点可视化北京天坛医院协调性模拟性优化性出图性可视化协调性模拟性优化性BIM的发展36手工绘图2D CAD3D CADBIMBIM作用37甲方建设意图建筑师工程师施工方供应商监理方咨询方BIM的灵魂是以模型为载体的信息全面替代图
8、纸,成为建设项目参与方的协同合作的基础对BIM认识的误区全能?BIM不是替代项目管理,需要与项目管理有机结合1建模?重点不是建模,而是业务数据与模型的集成和应用2可视化?不仅仅是可视化,而是与业务的紧密结合一个软件?不是应用一个或两个软件,而是应用一个系统34目录BIM概述BIM的应用价值政策及发展趋势BIM有什么价有什么价值?值?BIM的核心价值-美国BIM标准性能:更好的理解设计概念,各参与方共同解决问题效率:减少信息转换错误和损失,加快建设周期质量:减少错漏喷缺,减少浪费和重复劳动安全:提升施工现场安全可预测性:预测建设成本和时间BIM应用价值-斯坦福大学研究消除40%预算外更改造价估算
9、控制在3%精确度范围内造价估算耗费的时间缩短80%通过发现和解决冲突,将合同价格降低10%项目工期缩短7%及早实现投资回报数据来源:斯坦福大学CIFE中心根据32个项目的BIM应用BIM的应用价值67%74%66%61%59%59%54%52%49%52%50%优化设计方案减少施工文件的错漏客户通过BIM更多介入并加深对项目的理解减少现场协调问题减少重复工作项目团队与其他相关方合作更加顺畅减少施工方向设计方的信息请求降低项目成本更好地控制/预测成本提高安全水平缩短项目总周期McGraw Hill2014年中国建筑信息模型(BIM)应用概况建设行业推广BIM技术的价值体现实现建设项目全生命期信息
10、共享 BIM技术支持项目全生命期各阶段、多参与方、各专业间的信息共享、协同工作和精细管理实现建设项目全生命期的可预测性和可控制 BIM技术支持环境、经济、耗能、安全等多方面的分析、模拟,实现项目生命期全方位的预测和控制。促进建设行业生产方式的改变 BIM技术支持设计、施工与管理一体化,促进行业生产方式变革推动建设行业工业化发展 BIM连接项目生命期各阶段的数据、过程和资源,支持行业产业链贯通,为工业化发展提供技术保障【BIM技术应用现状】中国建筑施工行业信息化发展报告(2015)-BIM深度应用调查问卷显示,BIM应用的现状主要集中在概念普及阶段。市场目前还是处于关注多,应用较少的情况;当前B
11、IM应用主要集中在:“专项施工方案模拟”、基于BIM的投标方案模拟、基于BIM的工程量计算;调查显示50%的用户认为BIM的价值主要体现在:支持虚拟施工和方案优化、三维可视化设计和协同”、BIM是工程数据的载体、支持精确算量,成本控制【BIM深度应用趋势】从发展趋势上来说,主要体现在从单一BIM软件向多软件集成发展、从设计阶段向施工阶段延伸、从单机应用向“云+端”的协同应用转变“在造价、成本等施工项目商务管线的应用”、“与物联网、移动技术、云技术的集成应用,提高施工现场协同工作效率”被认为是BIM 在施工业务中最受关注的应用调查显示,目前深度应用最多的是用户已使用和搭建基于BIM的模型构件库【
12、BIM应用实施方式】开展方式大多愿意采用公司成立专门的组织进行研究,外包给咨询单位的企业较少,近一半的企业建立BIM组织【BIM应用的问题及障碍】“培养BIM人才”是BIM深度应用的当务之急当前BIM应用主要集中在技术管线的应用,应用集中在专项施工方案模拟和投标方案模拟,可以看出支持虚拟施工和方案优化的价值最明显。从技术管线向商务管线应用是客户迫切的期望。用户越来越关注BIM在施工过程管理中发挥的作用,基于BIM的项目全过程集成解决方案给客户的价值更加显著。BIM人才成为瓶颈,BIM培训与服务市场显现出新的机会。BIM主要应用点调研BIM在中国2011201220132014BIM关注度持续提
13、高行业发展趋势BIM在全球施工BIM模型设计BIM模型决策及设计招投标施工竣工竣工BIM模型方案比选性能分析图纸审查招投标BIM模型接口插件标准规范工程预算招标控制成本控制过程计量变更计量采购、支付设备管理空间管理标准构件库施工工艺库造价指标库案例工程库企业定额库。阶段应用数据积累BIM应用内容接口插件标准规范接口插件标准规范设计阶段设计阶段BIM应用应用设计阶段BIM应用价值(一)2012住建部勘察设计和施工BIM技术发展对策研究结题报告设计阶段BIM应用价值(二)2012住建部勘察设计和施工BIM技术发展对策研究结题报告施工阶段BIM应用价值2012住建部勘察设计和施工BIM技术发展对策研
14、究结题报告设计阶段设计阶段-如如何优化设计?何优化设计?场地优化案例云南津桥学院项目在Revit中,合并原始场地模型和规划场地模型,进行对比分析场地优化案例云南津桥学院项目有了三维的合并模型后,一些挖填方较大的区块在模型中一目了然。1a图书信息中心原始设计景观平台5a计算机电子工程系科楼优化建议优化结论汇总计算原挖方(万方)原填方(万方)优化后挖方(万方)优化后填方(万方)优化成果分析一期土方计算汇总89.6427.2773.1429.85南区场地减少挖方量:200951方,增加填方量:27266方。三期土方计算汇总21.874.7018.274.85南区土方计算汇总111.5131.9791
15、.4134.7客户评价:按30元一方土计算,此次优化预计能节省500万元,还不算间接减少的护坡等费用。面积利用率低交通流线长体型简洁异型房间多双层表皮环形交通流线方案比选中标方案A简化南向立面调整材质B对体块进行切削调整色彩C规整体量立面的肌理韵律方案比选设计阶段设计阶段-功功能需求满足?能需求满足?项目功能要求1200个工位个工位50个个25M22个个200M2每层每层8个个平面功能布置图工位1199个功能需求分析停车场分析人流疏散分析电梯垂直运输分析BIM仿真模拟利用BIM的三维技术来进行建筑运维需求分析,讲建筑在运营阶段的可靠性、经济性大幅提高。地下车库停车模拟合理流线方案 流量到达时间
16、入口排队情况普通情况160辆30-40分钟最大排队为1辆车,等待入库时间低于10秒,基本不会出现排队。车辆集中到达情况160辆15-20分钟最大排队长度为3辆车,最大等待进入车库的时间约为35秒,车辆集中到达时偶尔会出现短暂的排队。车库设置满足要求,等待时间可以接受功能需求分析-疏散模拟三层平面通道宽度较小,该层人员又多,不利于行人疏散,建议加宽。功能需求分析-疏散模拟方案时间(秒)说明通道全部开放248多通道使疏散更加迅速两通道关闭,仅从主楼梯撤离280仅从主楼梯。宽度完全满足全部人员疏散要求楼梯设计已经满足疏散的要求,如要进一步提高疏散能力,需要从其他方面优化设计,例如门、通道的宽度。如何
17、得到高质量的施工图三维设计?可视化设计模型可视化设计模型采用BIM的设计方法,可以让建筑师很好的控制建造,有效避免二维图纸理解有误的弊病,通过三维模型可更为直观地表达。剖面图设计阶段应用点71辅助出图空间分析走道净高分析走道净高分析设计阶段-成本应用设计阶段-成本应用通过BIM技术可视化、参数化特性,对项目进行经济性技术论证,辅助限额设计落地。依据BIM设计模型(LOD200),建立数据分析模型并对相关指标进行复核,让业主投资收益最大化招投标阶段招投标阶段2.导入计价软件1.BIM模型导入算量软件并提取工程量招投标阶段商务标预算工程量统计汇总表格BIM 模型中含有大量构件信息,能从中提取各专业
18、工程量汇总表格,进行统计,基本能满足业主进行招投标,结算工作中的参考性作用。测试流程熟悉项目设计文件建模不出量出量交互规范建模规范测试各种构件的识别率能导入量差对比不能导入换画法,重新导入分析总结不同画法构件影响技术应用分析总结阶段成果本层特点:结构类型为框架剪力墙结构,结构建筑图纸复杂,构件种类多,节点大样变化多样,建模难度大,构件划分难以统一等。由Revit导入的GCL与GCL单独建模的工程量对比(以某一层为例)模型转换后的算量结果进行核算,验证模型转换效率及成功率,最终模型转换工程量偏差控制在0.9%以内Revit柱柱 VS GCL柱柱体积误差体积误差不足不足0.23%,模板量误差,模板
19、量误差不足不足0.07%Revit门窗门窗 VS GCL门窗门窗结结果一致果一致Revit梁梁 VS GCL梁梁体积误差体积误差不不足足0.42%,模板量误差,模板量误差不足不足0.16%注:本数据结果均以“GCL单独建模的工程量”为准确工程量测定的阶段成果Revit楼板楼板 VS GCL楼板楼板体积体积误差不足误差不足0.34%,底模板量不足,底模板量不足0.42%Revit砌体墙砌体墙 VS GCL砌体墙砌体墙体体积误差积误差不足不足0.12%Revit剪力墙剪力墙 VS GCL剪力墙剪力墙体积误差体积误差不足不足0.25%注:对于其他构件如墙饰条、栏板、挑檐、栏杆等,本章不再详细列出阶段
20、成果量差对比从两组数据可以得出,将Revit导入GCL以后得出的工程量,与传统的在GCL独立建模方式得出的工程量并无较大的出入。按照规范进行项目建模,Revit导入率和识别率高达99.1%,得出成本数据可靠,大大节省了项目从建模展示到成本预算所需的人力资源和时间资源。阶段成果建模标准公司内部一套简单有效的规范文件,提高建模效率的同时,大大优化了内部建模方案和提高了模型的利用率。交互规范广联达参照广联达的交互规范,奠定基础。经过长期探讨和研究,得出铭瀚的交互规范。交互规范铭瀚本次铭瀚完善了本次铭瀚完善了3030余种余种构件大类构件大类的的revitrevit与算量软件的对接,同时与算量软件的对接
21、,同时编写了编写了8080多条多条交互规范。结合模型,工程量,进度计划,自动生成资金曲线分析。施工全过程资金曲线跟踪深化设计阶段深化设计阶段BIM应用应用本项目使用同一套模型延续深化,通过REVIT平台三维数据的设计+施工的工作流,实现了BIM的设计、施工一体化。完成了施工深化模型的修改,实现了设计、施工模型的流动,减少了施工变更,节省了工期与成本,提高了施工的效率。三维模型的整合设计成果实现与施工阶段的衔接问题报告-净高问题问题报告-碰撞问题碰撞检查-管综问题为了控制精装吊顶标高,将机电各模型绘制完毕后绘制天花板,通过目测及碰撞报告,发现之前一些空间排布不满足净高要求,通过调整风管整体标高,
22、逐步调整机电管线,以满足净高要求,设计成果实现与施工阶段的衔接图纸问题可视化交底室内空间复杂、错层、夹层、中庭等部位,三维管线综合设计成果帮助指导施工设计成果实现与施工阶段的衔接三维可视化、精确定位传统的平面设计 成果为一张张的平面图,并不直观,工程中的综合管线只有等工程完工后才能呈现出来,而采用三维可视化的BIM技术却可以使工程完工后的状貌在施工前就呈现出来,表达上直观清楚。设计成果实现与施工阶段的衔接设计成果实现与施工阶段的衔接方案1方案2施工方案比选。通过BIM技术指导编制专项施工方案,可以直观的对复杂工序进行分析,将复杂部位简单化、透明化,提前模拟方案编制后的现场施工状态,对现场可能存
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- BIM 建设项目 生命周期 应用 设计
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