小型可持續(xù)設(shè)計(jì)中的BIM應(yīng)用

總結(jié)BIM在深化設(shè)計(jì)、施工組織、碰撞檢查這三大應(yīng)用中的優(yōu)勢，準(zhǔn)確地定位BIM的應(yīng)用，使得BIM在工程建設(shè)中得到充分表達(dá)。

深化設(shè)計(jì)

深化設(shè)計(jì)是指在工程實(shí)施過程中對(duì)招標(biāo)圖紙或原施工圖的補(bǔ)充與完善，使之成為可以現(xiàn)場實(shí)施的施工圖。深化設(shè)計(jì)具有工作復(fù)雜，涉及專業(yè)眾多，需滿足各專業(yè)技術(shù)和規(guī)范，了解材料及設(shè)備的知識(shí)的特點(diǎn)。所以深化設(shè)計(jì)的工作極其繁瑣，特別是在大型復(fù)雜的建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，設(shè)備管線由于系統(tǒng)繁多、布局復(fù)雜，常常出現(xiàn)管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生碰撞的情況，給施工帶來麻煩，影響建筑室內(nèi)凈高，造成返工或浪費(fèi)，甚至存在安全隱患。

另外在建筑的相關(guān)行業(yè)中，由于缺乏跨行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，設(shè)計(jì)到制造過程中的數(shù)據(jù)鏈條斷裂，導(dǎo)致行業(yè)的協(xié)同困難效率低下，嚴(yán)重影響了行業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程。例如，幕墻行業(yè)與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，幕墻板塊的定制化程度更高，不僅體現(xiàn)在各個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)不同，甚至有時(shí)在一個(gè)項(xiàng)目中的幕墻面板也各不相同，需要靈活、快速的按需生產(chǎn)。同時(shí)隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)以及人類對(duì)建筑外觀的不斷追求，使得幕墻的尺寸越來越大，形狀也日益復(fù)雜，隨之而來的便是現(xiàn)場安裝的困難。如果交貨順序和安裝過程管理不善，混淆幕墻板塊的安裝位置，就可能造成工期延誤和資源的浪費(fèi)。

為了避免上述情況的發(fā)生，傳統(tǒng)的施工流程中通過深化設(shè)計(jì)時(shí)的二維管線綜合設(shè)計(jì)來協(xié)調(diào)各專業(yè)的管線布置，但它只是將各專業(yè)的平面管線布置圖進(jìn)行簡單的疊加，按照一定的原則確定各種系統(tǒng)管線的相對(duì)位置，進(jìn)而確定各管線的原則性標(biāo)高，再針對(duì)關(guān)鍵部位繪制局部的剖面圖。由于傳統(tǒng)的二維管線綜合設(shè)計(jì)存在以上不足，采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維管線綜合設(shè)計(jì)方式就成為針對(duì)大型復(fù)雜建筑管線布置問題的優(yōu)選解決方案。

BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢：

傳統(tǒng)深化設(shè)計(jì)過程中系統(tǒng)參數(shù)復(fù)核計(jì)算是拿著二維平面圖在算，平面圖與實(shí)際安裝好的系統(tǒng)幾乎都有較大的差別，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。偏大則會(huì)造成建設(shè)費(fèi)用和能源的浪費(fèi)，偏小則會(huì)造成系統(tǒng)不能正常工作。對(duì)于大型復(fù)雜的工程項(xiàng)目，采用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)有著明顯的優(yōu)勢。BIM模型是對(duì)整個(gè)建筑的全尺寸、全信息的三維模型，建模的過程可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計(jì)中的問題，同時(shí)也是一次全面的“三維校審”過程。所以與傳統(tǒng)2D深化設(shè)計(jì)對(duì)比，BIM技術(shù)在深化設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、三維可視化、精確定位

采用三維可視化的BIM技術(shù)卻可以使工程完工后的狀貌在施工前就呈現(xiàn)出來，表達(dá)上直觀清楚。模型均按真實(shí)尺度建模，而傳統(tǒng)表達(dá)予以省略的部分（如管道保溫層等）均得以展現(xiàn)，從而將一些看上去沒問題，而實(shí)際上卻存在的深層次問題暴露出來。傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)成果為一張張的平面圖，并不直觀，平面圖紙與三維模型實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)三維模型與實(shí)物對(duì)照。

2、碰撞檢測、合理布局

傳統(tǒng)的二維圖紙往往不能全面反映個(gè)體、各專業(yè)個(gè)系統(tǒng)之間的碰撞可能，同時(shí)由于二維設(shè)計(jì)的離散型為不可預(yù)見性，也將使設(shè)計(jì)人員疏漏掉一些管線碰撞的問題。而利用BIM技術(shù)可以在管線綜合平衡設(shè)計(jì)時(shí)，利用其碰撞檢測的功能，將碰撞點(diǎn)盡早的反饋給設(shè)計(jì)人員，與業(yè)主、顧問進(jìn)行及時(shí)的協(xié)調(diào)溝通，在深化設(shè)計(jì)階段盡量減少現(xiàn)場的管線碰撞和返工現(xiàn)象。這不僅能及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中可以遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請(qǐng)單，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。

3、設(shè)備參數(shù)復(fù)核計(jì)算 

在機(jī)電系統(tǒng)安裝過程中，由于管線綜合平衡設(shè)計(jì)，以及精裝修調(diào)整會(huì)將部分管線的行進(jìn)路線進(jìn)行調(diào)整，由此增加或減少了部分管線的長度和彎頭數(shù)量，這就會(huì)對(duì)原有的系統(tǒng)參數(shù)產(chǎn)生影響。現(xiàn)在運(yùn)用BIM技術(shù)后，當(dāng)您繪制好機(jī)電系統(tǒng)的模型，接下來只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)就可以讓BIM軟件自動(dòng)完成復(fù)雜的計(jì)算工作。模型如有變化，計(jì)算結(jié)果也會(huì)關(guān)聯(lián)更新，從而為設(shè)備參數(shù)的選型提供正確的依據(jù)。 

施工組織

借住BIM數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量的特點(diǎn)，大量相關(guān)的工程信息可為工程提供數(shù)據(jù)后臺(tái)，將成為施工管理巨大支撐。具體的講，運(yùn)用BIM技術(shù)，能使工程結(jié)構(gòu)信息、成本數(shù)據(jù)、進(jìn)度數(shù)據(jù)、合同信息、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、報(bào)告信息等緊密地聯(lián)系起來。施工各個(gè)步驟變得具體、清晰，施工步驟間的關(guān)系變得直觀、明了。進(jìn)而人力、資金、材料、機(jī)械和施工方法這五要素能夠被安排得科學(xué)、合理，使工程活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)有組織、有計(jì)劃、有秩序的施工，使得工程項(xiàng)目質(zhì)量好、進(jìn)度快、成本低。具體的，BIM施工組織中的運(yùn)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、現(xiàn)場布置優(yōu)化

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，對(duì)項(xiàng)目的組織協(xié)調(diào)要求越來越高。這體現(xiàn)在施工現(xiàn)場作業(yè)面大，各個(gè)分區(qū)施工存在高低差；現(xiàn)場復(fù)雜多變，容易造成現(xiàn)場平面布置不斷變化；項(xiàng)目周邊環(huán)境的復(fù)雜往往會(huì)帶來場地狹小、基坑深度大、周邊建筑物距離近、綠色施工和安全文明施工要求高等問題。BIM技術(shù)為平面布置工作提供一個(gè)很好的平臺(tái)，在創(chuàng)建好工程場地模型與建筑模型后，通過創(chuàng)建相應(yīng)的設(shè)備、資源模型進(jìn)行現(xiàn)場布置模擬。同時(shí)還可以將工程周邊及現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境以數(shù)據(jù)信息的方式掛接到模型中，建立三維的現(xiàn)場場地平面布置，并通過參照工程進(jìn)度計(jì)劃，可以形象直觀地模擬各個(gè)階段的現(xiàn)場情況，靈活地進(jìn)行現(xiàn)場平面布置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場平面布置合理、高效。

二、進(jìn)度優(yōu)化

建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理在項(xiàng)目管理的重要組成部分，而進(jìn)度優(yōu)化是進(jìn)度控制的關(guān)鍵……BIM對(duì)工程的模型的建立達(dá)到構(gòu)建級(jí)別，所以BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃與工程構(gòu)件的動(dòng)態(tài)鏈接。這樣可通過甘特圖、施工模擬等多種形式直觀表達(dá)進(jìn)度計(jì)劃和施工過程，形象直觀、動(dòng)態(tài)模擬施工階段過程和重要環(huán)節(jié)施工工藝，將多種施工及工藝方案的可實(shí)施性進(jìn)行比較，為最終方案優(yōu)選決策提供支持。為工程項(xiàng)目的施工方、監(jiān)理方與業(yè)主等不同參與方直觀了解工程項(xiàng)目情況提供便捷的工具。

基于BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度可實(shí)現(xiàn)精確計(jì)劃、跟蹤和控制，動(dòng)態(tài)地分配各種施工資源和場地，實(shí)時(shí)跟蹤工程項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度，并通過計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行比較，及時(shí)分析偏差對(duì)工期的影響程度以及產(chǎn)生的原因，采取有效措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的控制，保證項(xiàng)目能按時(shí)竣工。

三、工作面管理

在施工現(xiàn)場，不同專業(yè)在同一區(qū)域、同一樓層交叉施工的情況是正?，F(xiàn)象，對(duì)于一些大型工程和超高層建筑項(xiàng)目，由于分包單位眾多、專業(yè)間頻繁交叉施工，不同專業(yè)之間的協(xié)同、資源合理分配、工作過程的銜接顯得尤為重要。

碰撞檢測

根據(jù)美國建筑行業(yè)研究院2007頒布的美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)，建筑業(yè)的無效工作（浪費(fèi)）高達(dá)57%。BIM就是解決建筑業(yè)資源浪費(fèi)，建立建筑業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的有效方法。美國斯坦福大學(xué)在總結(jié)BIM技術(shù)價(jià)值時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用BIM技術(shù)可以消除40%的預(yù)算外變更，通過及早發(fā)現(xiàn)和解決沖突可降低10%合同價(jià)格。碰撞檢查則是利用BIM技術(shù)消除變更與返工的一項(xiàng)主要工作。 

工程中實(shí)體相交定義為碰撞，實(shí)體間的距離小于設(shè)定公差，影響施工或不能滿足特定要求也定義為碰撞，為區(qū)別二者分別命名為硬碰撞和間隙碰撞。

硬碰撞：實(shí)體在空間上存在交集。這種碰撞類型在設(shè)計(jì)階段極為常見，發(fā)生在結(jié)構(gòu)梁、空調(diào)管道和給排水管道三者之間。

間隙碰撞：實(shí)體與實(shí)體在空間上并不存在交集，但兩者之間的距離d比設(shè)定的公差T小時(shí)即被認(rèn)定為碰撞。該類型碰撞檢測主要出于安全、施工便利等方面的考慮，相同專業(yè)間有最小間距要求，不同專業(yè)之間也需設(shè)定的最小間距要求，同時(shí)還需檢查管道設(shè)備是否遮擋墻上安裝的插座、開關(guān)等。

碰撞檢查流程主要工作分為以下五個(gè)階段：

第一階段：土建、安裝各個(gè)專業(yè)模型提交；

第二階段：模型審核并修改；模型審核并修改；

第三階段：系統(tǒng)后臺(tái)自動(dòng)碰撞檢查并輸出結(jié)果，撰寫并提供碰撞檢查報(bào)告；

第四階段：根據(jù)碰撞報(bào)告修改優(yōu)化模型；

第五階段：重復(fù)以上工作，直到無碰撞為止。

對(duì)于大型復(fù)雜的工程項(xiàng)目，采用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查有著明顯的優(yōu)勢及意義。在此過程中可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計(jì)中的問題，這些都是在傳統(tǒng)的單專業(yè)校審過程中很難被發(fā)現(xiàn)。所以與傳統(tǒng)2D管線綜合對(duì)比，三維管線綜合設(shè)計(jì)的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在： 

1、三維渲染的動(dòng)畫視頻，給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊。在投標(biāo)階段能給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹，大大提升中標(biāo)幾率。 

2、BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化，在將所有專業(yè)管線放在同一模型中時(shí)，可全面檢測管線之間、管線與土建之間的所有碰撞問題，進(jìn)而反饋給各專業(yè)工程師進(jìn)行調(diào)整，既能優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工整改的可能性，也能優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案，進(jìn)行施工交底，提高施工質(zhì)量。 

3、三維的BIM模型可瀏覽、可漫游，管線關(guān)系一目了然。全方位的三維模型可在任意位置剖切大樣及軸測大樣圖，觀察并調(diào)整該處管線的標(biāo)高，以多種角度進(jìn)行直觀展現(xiàn)。 

4、BIM模型對(duì)管線標(biāo)高進(jìn)行全面精確的定位，通過旋轉(zhuǎn)視圖直觀反映樓層凈高的分布狀態(tài)，輕松發(fā)現(xiàn)影響凈高的瓶頸位置，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化管路走向。 

5、由于BIM模型已集成了各類管線的信息數(shù)據(jù)，因此可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，并對(duì)設(shè)備管線進(jìn)行精確的列表統(tǒng)計(jì)，從而提升施工預(yù)算的精度與效率，大大降低由于人工統(tǒng)計(jì)工程量而出現(xiàn)的潛在錯(cuò)誤。

由此可見，BIM技術(shù)進(jìn)行三維的管線綜合設(shè)計(jì)的優(yōu)勢是非常巨大的，有了BIM這樣一個(gè)信息交流平臺(tái)，可以使業(yè)主、管理公司、施工單位、施工班組等眾多單位在同一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使溝通更為便捷、協(xié)作更為緊密、管理更為有效。

本文分別從城市規(guī)劃、工程造價(jià)、施工管理、設(shè)備運(yùn)維等四大方面的BIM應(yīng)用分析，解讀BIM在城市建設(shè)中的作用與影響。

一、城市規(guī)劃

BIM在城市規(guī)劃的三維平臺(tái)中，可以完全實(shí)現(xiàn)目前三維仿真系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的多維應(yīng)用。特別是城市規(guī)劃方案的性能分析，可以解決傳統(tǒng)城市規(guī)劃編制和管理方法無法量化的問題，諸如舒適度、空氣流動(dòng)性、噪聲云圖等指標(biāo)。BIM的性能分析通過與傳統(tǒng)規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)、評(píng)審結(jié)合起來，將會(huì)對(duì)城市規(guī)劃多指標(biāo)量化、編制科學(xué)化和城市規(guī)劃可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

城市規(guī)劃微環(huán)境模擬是建立在城市規(guī)劃是三維信息模型的基礎(chǔ)上，通過微環(huán)境模擬平臺(tái)，對(duì)城市規(guī)劃控制性詳細(xì)規(guī)劃和修建性詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)行微環(huán)境指標(biāo)模擬評(píng)估，并以此評(píng)估結(jié)果來對(duì)控制性規(guī)劃用地指標(biāo)進(jìn)行修正和對(duì)修建性詳細(xì)規(guī)劃的建筑空間布局進(jìn)行調(diào)控，輔助城市規(guī)劃管理和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)。

（一）日照采光分析

建筑物日照間距是城市規(guī)劃管理部門審核建設(shè)工程的重要指標(biāo)，也是規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)。它直接關(guān)系到城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境質(zhì)量，也是控制建筑密度的有效途徑之一。

利用BIM相應(yīng)建模和分析軟件，可以對(duì)模擬區(qū)域建立3D模型，然后通過輸入模擬區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)等信息資料，對(duì)該模擬區(qū)域內(nèi)建筑的日照進(jìn)行模擬和分析，從而為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

（二）建筑微環(huán)境的空氣流動(dòng)分析

通過BIM技術(shù)與CFD技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，可以方便、快捷地對(duì)建筑內(nèi)、外環(huán)境的氣流流場進(jìn)行仿真模擬，可以形象直觀地對(duì)建筑內(nèi)外環(huán)境的氣流流動(dòng)形成的流體環(huán)境做出分析和評(píng)價(jià)，并及時(shí)地調(diào)整方案。這樣，有利于規(guī)劃師、建筑師在方案設(shè)計(jì)時(shí)全面、直觀地對(duì)環(huán)境影響的因素進(jìn)行把握。同時(shí)，利用不同技術(shù)的綜合運(yùn)用來使規(guī)劃設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理。

（三）城市規(guī)劃可視度分析

通過BIM技術(shù)，可以對(duì)取樣內(nèi)地標(biāo)建筑進(jìn)行可視度分析模擬，從分析結(jié)果可以清晰地看到城市道路上對(duì)該地標(biāo)建筑的可視度分布。軟件會(huì)統(tǒng)計(jì)不同可視程度類型的面積，而道路上網(wǎng)格的顏色區(qū)域變化則顯示了能看到的景觀建筑的區(qū)域變化。

（四）城市建筑群熱工分析

主要是分析規(guī)劃建筑空間形成后，在自然狀態(tài)下得到太陽熱量的自然分布，通過這種熱量分布計(jì)算，可以很清楚地看到建筑群內(nèi)部熱量集中的地方。得到該結(jié)果后，在深化規(guī)劃方案設(shè)計(jì)過程中，可通過各種措施調(diào)整，如增加綠地、水系或者引入自然通風(fēng)廊道等方法減少高溫區(qū)域。

二、工程造價(jià)管理

BIM在工程造價(jià)管理信息化方面具有不可比擬的優(yōu)勢，對(duì)于提升工程造價(jià)管理信息化水平、改進(jìn)工程造價(jià)管理流程、提高工程造價(jià)管理效率，都具有積極意義。

（一）提高工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性

BIM的自動(dòng)化算量方法比傳統(tǒng)的計(jì)算方法更加準(zhǔn)確。工程量計(jì)算是編制工程預(yù)算的基礎(chǔ)，但計(jì)算過程非常繁瑣和枯燥，容易因人為原因造成計(jì)算錯(cuò)誤，影響后續(xù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。此外，由于各地定額計(jì)算規(guī)則不同，也是阻礙手工計(jì)算準(zhǔn)確性的重要因素。每計(jì)算一個(gè)構(gòu)件要考慮哪些相關(guān)部分要扣減，需要具有極大的耐心和細(xì)心。

BIM的自動(dòng)化算量功能可使工程量計(jì)算工作擺脫人為因素的影響，得到更加客觀的數(shù)據(jù)。無論是規(guī)則或者不規(guī)則構(gòu)件，均可利用所建立的三維模型進(jìn)行實(shí)體扣減計(jì)算。

（二）合理安排資源計(jì)劃

工程建設(shè)周期長，涉及人員多，管理復(fù)雜，沒有充分合理的計(jì)劃，容易導(dǎo)致工期延誤，甚至發(fā)生工程質(zhì)量和安全事故。

利用BIM模型提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以合理安排資金計(jì)劃、人工計(jì)劃、材料計(jì)劃和機(jī)械計(jì)劃。在BIM模型所獲得的工程量上賦予時(shí)間信息，可以知道任意時(shí)間段的工作量，進(jìn)而可以知道任意時(shí)間段的工程造價(jià)，據(jù)此來制定資金使用計(jì)劃。此外，還可根據(jù)任意時(shí)間段的工程量，分析出所需要的人、材、機(jī)數(shù)量，合理安排工作。

（三）控制工程設(shè)計(jì)變更

對(duì)于工程設(shè)計(jì)變更，傳統(tǒng)的方法是靠手工先在圖紙上確認(rèn)位置，然后計(jì)算工程設(shè)計(jì)變更引起的量的增減。同時(shí)，還要調(diào)整與之相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件。這樣的過程不僅緩慢，耗費(fèi)時(shí)間長，而且難以保證可靠性。加之工程設(shè)計(jì)變更的內(nèi)容沒有位置信息和歷史數(shù)據(jù)，查詢也非常麻煩。

利用BIM模型，可以將工程設(shè)計(jì)變更內(nèi)容關(guān)聯(lián)到模型中，只需將模型稍加調(diào)整，就會(huì)自動(dòng)反映出相關(guān)的工程量變化。甚至可以將工程設(shè)計(jì)變更引起的造價(jià)變化直接反饋給設(shè)計(jì)人員，使其能清楚地了解工程設(shè)計(jì)方案的變化對(duì)工程造價(jià)的影響。

（四）對(duì)工程項(xiàng)目多算對(duì)比進(jìn)行有效支持

利用BIM模型數(shù)據(jù)庫的特性，可以賦予模型內(nèi)的構(gòu)件各種參數(shù)信息。例如，試件信息、材質(zhì)信息、施工班組信息、位置信息、工序信息等。利用這些信息，可以將模型中的構(gòu)件進(jìn)行任意的組合和匯總，從而可以快速地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)未施工項(xiàng)目進(jìn)行多算對(duì)比提供有效支撐。

（五）歷史數(shù)據(jù)積累和共享

以往工程的造價(jià)指標(biāo)、含量指標(biāo)等數(shù)據(jù)，對(duì)今后類似工程的投資估算和審核具有非常重要的價(jià)值，工程造價(jià)咨詢單位視這些數(shù)據(jù)為企業(yè)核心競爭力。利用BIM模型可以對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的分析和抽取，并且形成電子資料，方便存儲(chǔ)和共享。

三、施工進(jìn)度管理

好的施工進(jìn)度計(jì)劃可以使工程項(xiàng)目各參建方達(dá)到“協(xié)調(diào)一致”。因此，不管是業(yè)主方還是施工方，做好施工進(jìn)度計(jì)劃的編制與管理工作非常重要。

BIM從3D模型發(fā)展到4D建造模擬功能，使工程項(xiàng)目相關(guān)人員都能夠更加輕松地預(yù)見到施工進(jìn)度。由此方式產(chǎn)生的相關(guān)任務(wù)可以自動(dòng)地關(guān)聯(lián)到BIM軟件上，調(diào)整施工進(jìn)度圖后，進(jìn)度安排也會(huì)自動(dòng)變化，并在4D施工模擬時(shí)體現(xiàn)。BIM可以在工程建設(shè)前期形成可視化的進(jìn)度信息、可視化的施工組織方案以及可視化的施工過程模擬，在建設(shè)過程中可對(duì)工程變更結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)事件結(jié)果進(jìn)行模擬。

在工程施工中，利用4D模型可以使全體參建人員很快理解進(jìn)度計(jì)劃的重要節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，進(jìn)度計(jì)劃通過實(shí)體模型的對(duì)應(yīng)表示，有利于發(fā)展施工過程中的問題，及時(shí)采取措施，進(jìn)行糾偏調(diào)整；遇到設(shè)計(jì)變更、施工圖更改時(shí)，也可以快速地聯(lián)動(dòng)修改進(jìn)度計(jì)劃。

需要指出的是，4D模型所承擔(dān)的分析推理工作離不開使用者的介入，這就要求使用者具有一定程度的操作經(jīng)驗(yàn)和足夠的專業(yè)知識(shí)。

4D模型在施工過程中可以應(yīng)用到進(jìn)度管理和施工現(xiàn)場管理等多個(gè)方面，主要表現(xiàn)為進(jìn)度管理的可視化、監(jiān)控、記錄、進(jìn)度狀態(tài)報(bào)告和計(jì)劃的調(diào)整預(yù)測等功能，以及事故現(xiàn)場管理策劃可視化、輔助施工總平面管理、輔助環(huán)境保護(hù)、輔助防火保安等功能。同時(shí)，還可應(yīng)用到物資采購管理方面，表現(xiàn)為輔助編制物資采購計(jì)劃、物質(zhì)現(xiàn)場管理及物資倉庫可視化管理等功能。通過4D模型的應(yīng)用，可以在整個(gè)工程建設(shè)過程中實(shí)現(xiàn)工程信息的高度共享，提高信息的利用價(jià)值，提高施工技術(shù)水平。

四、設(shè)施運(yùn)行維護(hù)

維護(hù)保養(yǎng)是一種針對(duì)設(shè)施全壽命期的操作，確保建筑設(shè)施在全壽命期內(nèi)性能良好。維護(hù)保養(yǎng)做得不好，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短，直接后果就是增加成本。BIM技術(shù)對(duì)設(shè)施管理企業(yè)提高運(yùn)作和維護(hù)水平、設(shè)法利用設(shè)施提供舒適安全的工作場所、改善員工的工作強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率等方面發(fā)揮積極作用。

設(shè)備設(shè)施出現(xiàn)故障而進(jìn)行的恢復(fù)性能的維護(hù)活動(dòng)需要的是快速查找故障根源，此時(shí)，可用到BIM的分析和可視化功能。比如，搶修時(shí)的快速定位和信息查詢；還有，一臺(tái)設(shè)備經(jīng)常出故障，其原因可能是與附近的另外一臺(tái)設(shè)備有關(guān)，這在三維空間視圖上，很容易看到這種關(guān)聯(lián)性。

預(yù)測性維護(hù)與BIM的結(jié)合是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。在我國已經(jīng)有一些橋梁和大型工程項(xiàng)目中使用了結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)，其目的是為了對(duì)部件進(jìn)行連續(xù)或定期的檢測和診斷，從而對(duì)故障做出預(yù)測。

所有這些模擬都可以在工程設(shè)計(jì)的早起、設(shè)計(jì)進(jìn)行過程中以及運(yùn)營期間進(jìn)行，其輸入的參數(shù)和輸出的結(jié)果可能不同，但都有其利用價(jià)值。整合到CAFM，就能夠進(jìn)行建筑績效分析，尤其是將運(yùn)行維護(hù)成本和一系列性能指標(biāo)引入。無論是能源消耗，還是維修費(fèi)用、人員開支，都錄入到一個(gè)集成的BIM系統(tǒng)中，通過分配計(jì)算，能夠得到很多關(guān)于建筑設(shè)施的績效指標(biāo)，用于衡量運(yùn)營管理工作成果。這種衡量，是在運(yùn)營過程中控制成本的基本工作。

建筑設(shè)備工程設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在完整的建筑信息模型（BIM）中，建筑設(shè)備也是必不可少的。

一、信息時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)—BIM

BIM的概念最早被提出是在20世紀(jì)80年代，是信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合的必然產(chǎn)物。BIM技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)建筑（組成與功能）全部信息的數(shù)字化表達(dá)，組建一個(gè)豐富的建筑信息數(shù)據(jù)庫，在整個(gè)建筑生命周期內(nèi)為所有參與者提供決策支持。BIM技術(shù)，是一種專門面向建筑設(shè)計(jì)的基于對(duì)象的CAD技術(shù)，用于對(duì)建筑進(jìn)行數(shù)字描述。利用BIM技術(shù)可以在一個(gè)電子模型中存儲(chǔ)完整的建筑信息，這種方法被稱贊為一種最新的變革于對(duì)象的CAD不是一個(gè)新的概念，對(duì)建筑進(jìn)行數(shù)字描述始終是一個(gè)理想的途徑，但是一直沒有在商業(yè)上實(shí)現(xiàn)，直到近年來個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及，才出現(xiàn)了越來越多的BIM應(yīng)用系統(tǒng)。

BIM軟件不再是低水平的幾何繪圖工具，操作的對(duì)象不再是點(diǎn)、線、圓這些簡單的幾何對(duì)象，而是墻體、門、窗等建筑構(gòu)件；在計(jì)算機(jī)上建立和修改的也不再是一堆沒有關(guān)聯(lián)的點(diǎn)和線，而是由一個(gè)個(gè)建筑構(gòu)件組成的建筑物整體。

在BIM應(yīng)用系統(tǒng)中，建筑構(gòu)件被對(duì)象化，數(shù)字化的對(duì)象通過編碼去描述和代表真實(shí)的建筑構(gòu)件。一個(gè)對(duì)象需要有一系列參數(shù)來描述其屬性。這個(gè)對(duì)象的代碼必須包含這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先定義好的，或者遵守某些制定好的規(guī)則。這些參數(shù)信息就構(gòu)成了建筑的屬性。例如，一個(gè)墻對(duì)象是一個(gè)具有墻的所有屬性的對(duì)象，不僅包括幾何尺寸信息如長、寬、高，還包含了墻體材料、保溫隔熱性能、表面處理、墻體規(guī)格、造價(jià)等等。而在一般的CAD繪圖軟件中，墻體是通過兩條平行線的二維方式來表達(dá)，線條之間沒有任何關(guān)聯(lián)。

二、實(shí)施BIM的不同設(shè)計(jì)階段

在建筑設(shè)計(jì)階段實(shí)施BIM的最終結(jié)果一定是所有設(shè)計(jì)師將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)全程。但在目前尚不具備全程應(yīng)用條件的情況下，局部項(xiàng)目、局部專業(yè)、局部過程的應(yīng)用將成為未來過渡期內(nèi)的一種常態(tài)。因此，根據(jù)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求、BIM團(tuán)隊(duì)情況、設(shè)計(jì)周期等條件，可以選擇

在以下不同的設(shè)計(jì)階段中實(shí)施BIM：

（1）概念設(shè)計(jì)階段：在前期概念設(shè)計(jì)中使用BIM，在完美表現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)意的同時(shí)，還可以進(jìn)行各種面積分析、體形系數(shù)分析、商業(yè)地產(chǎn)收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。

（2）方案設(shè)計(jì)階段：此階段使用BIM，特別是對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)項(xiàng)目將起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化、方案對(duì)比（例如曲面有理化設(shè)計(jì)）和方案可行性分析作用。同時(shí)建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對(duì)建筑設(shè)計(jì)起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化作用。

（3）施工圖設(shè)計(jì)階段：對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)等用二維設(shè)計(jì)手段施工圖無法表達(dá)的項(xiàng)目，BIM則是最佳的解決方案。當(dāng)然在目前BIM人才緊缺、施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設(shè)計(jì)，以盡可能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（4）專業(yè)管線綜合：對(duì)大型工廠設(shè)計(jì)、機(jī)場與地鐵等交通樞紐、醫(yī)療體育劇院等公共項(xiàng)目的復(fù)雜專業(yè)管線設(shè)計(jì)，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。

（5）可視化設(shè)計(jì)：效果圖、動(dòng)畫、實(shí)時(shí)漫游、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等項(xiàng)目展示手段也是BIM應(yīng)用的一部分。

三、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）建筑給水排水工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1、材料豐富，計(jì)算復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道材料也有所不同，多而不同材質(zhì)的管道，其安裝要求也不同。

2、管道種類多、數(shù)量多，而且復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道常常多達(dá)七、八種之多。不同種類的管道其安裝要求不同，因此合理地布置給水排水管道顯得格外重要。

3、占建筑工程的投資少，但作用大

給水排水工程一般占整個(gè)項(xiàng)目投資的10%不到，但是給水排水的設(shè)計(jì)決定了建筑是否安全和舒適，因此給水排水工程是建筑必不可缺的組成部分。

（二）建筑給水排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM的意義

傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)通過向業(yè)主提供平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖，以及設(shè)計(jì)說明、材料表等設(shè)計(jì)圖紙方式傳遞和提交設(shè)計(jì)成果。傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計(jì)方式最常見的錯(cuò)誤就是信息在各種復(fù)雜的平面、立面、剖面圖之間傳遞差錯(cuò)，至于給排水管線之間的碰撞、錯(cuò)位可以說是層出不窮。而隨著地標(biāo)性建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑造型和空間關(guān)系復(fù)雜，體量巨大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目來說，傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)方式在設(shè)計(jì)表達(dá)和協(xié)同上的問題顯得尤為突出。

這種設(shè)計(jì)方式使得每項(xiàng)工程都有大大小小、成百上千張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)而言，每張圖紙都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、單獨(dú)的組成部分。這些獨(dú)立、單獨(dú)的組成部分由于沒有一個(gè)能有效整合所有信息以保證數(shù)據(jù)完整性的中央儲(chǔ)存庫，導(dǎo)致分散的資料必須依靠專業(yè)技術(shù)工程師的解讀才能相互聯(lián)系成為一個(gè)可理解的整體。因此，如何保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和各專業(yè)間的協(xié)同配合，如何使設(shè)計(jì)意圖上下溝通順暢，始終是艱巨的挑戰(zhàn)。在對(duì)項(xiàng)目整合度和協(xié)作度要求越來越高的今天，這無疑成了提高項(xiàng)目整合度和協(xié)作度的最大障礙。

而將設(shè)計(jì)歸總為數(shù)字化數(shù)據(jù)庫而不是單獨(dú)的文件，會(huì)極大促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。就BIM而言，項(xiàng)目的中央數(shù)據(jù)庫就是建筑項(xiàng)目所有實(shí)體和功能特征的中央存儲(chǔ)庫。建筑的所有實(shí)體和功能都存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫中，這為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員與其技術(shù)工具間進(jìn)行順暢的信息交換開啟了大門，使提高項(xiàng)目整合度和協(xié)作度成為可能。

BIM提供的三維動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)，將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前。如建筑設(shè)備（給排水）專業(yè)間的設(shè)備走線、管道等可以用直觀的立體三維效果圖表示，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)，更好地利用建筑空間，有效避免各專業(yè)之間管、線“打架”的現(xiàn)象，提高各專業(yè)之間的配合和協(xié)調(diào)。能夠一目了然地發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決，減少了各工種圖紙間的“錯(cuò)、漏、缺”的發(fā)生。

（三）BIM技術(shù)在建筑設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

某廣場綜合發(fā)展項(xiàng)目地下二層為公共車庫，需將管線合理美觀布局，提升整體管線高度，創(chuàng)造較好的空間感。但是通過模型顯示有一車道交叉處管線極其復(fù)雜，梁底高度為3.02m，梁下需安裝給排水管線分別為：縱向DN500的冷凍水管兩根，DN250冷凍水管兩根，DN150冷凍水管兩根，1600×300補(bǔ)風(fēng)管一根，DN150消防水管三根，DN150無壓污水管一根；橫向DN250冷凍水管六根，DN125冷凍水管四根，50×25、75×75、100×50、100×100、200×100、300×100橋架各一根，生活給水管DN150一根，DN100兩根，DN150消防水管兩根，經(jīng)過與業(yè)主、總包、各專業(yè)顧問多次協(xié)調(diào)溝通，決定兩根DN500的冷凍水管從車道位置移到車位位置以提高車道上方的凈高，橋架繞開冷凍水管集中的區(qū)域，風(fēng)管利用梁空上翻讓冷凍水管從其下方通過，一根DN150的消防水管穿梁以避開與冷凍水管的碰撞，這樣在空間滿足的情況下，盡量滿足了布局的美觀合理。通過這一問題的解決，業(yè)主、總包和各專業(yè)顧問由衷的說，BIM技術(shù)確實(shí)是一個(gè)好東西，同時(shí)此技術(shù)也得到了各方的一致好評(píng)。