整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展是迅速和具有科技性的，從傳統(tǒng)的手工繪圖、手工計(jì)算及手工設(shè)計(jì)整個(gè)人工過程過度到了CAD技術(shù)的普及及推廣，也讓眾多建筑設(shè)計(jì)師、預(yù)算師從“手工”行列解放了出來，而現(xiàn)在，建筑信息模型(BIM)的出現(xiàn)將引發(fā)工程建設(shè)領(lǐng)域的第二次數(shù)字革命。BIM軟件不僅帶來現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代，也會(huì)影響生產(chǎn)組織模式和管理方式的變革，并將推動(dòng)人們思維模式的轉(zhuǎn)變。BIM技術(shù)可以運(yùn)用到哪些領(lǐng)域呢?
在國內(nèi)建筑市場，BIM目前多應(yīng)用在以下領(lǐng)域：
01
BIM模型維護(hù)
BIM模型維護(hù)是指根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度建立和維護(hù)BIM模型，使用BIM平臺(tái)匯總各項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所有的建筑工程信息，消除項(xiàng)目中的信息孤島，并將得到的信息結(jié)合三維模型進(jìn)行整理和儲(chǔ)存，以備項(xiàng)目全過程中項(xiàng)目各相關(guān)利益方隨時(shí)共享。
BIM的用途決定了BIM模型細(xì)節(jié)的精度，但僅靠一個(gè)BIM工具并不能完成所有的工作。所以，目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程項(xiàng)目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。這些模型根據(jù)需要大致可分為：設(shè)計(jì)模型、施工模型、進(jìn)度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
02
場地分析
場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素，是確定建筑物的空間方位和外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系的過程。在規(guī)劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計(jì)決策的重要因素，往往需要通過場地分析來對(duì)景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析。
傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端。通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)對(duì)場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，可迅速得出較準(zhǔn)確的分析結(jié)果，幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評(píng)估場地的使用條件和特點(diǎn)，從而作出新建項(xiàng)目最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。
03
建筑策劃
建筑策劃是在總體規(guī)劃目標(biāo)確定后，根據(jù)定量分析得出設(shè)計(jì)依據(jù)的過程。建筑策劃利用對(duì)建設(shè)目標(biāo)所處社會(huì)環(huán)境及相關(guān)因素的邏輯數(shù)理分析，研究項(xiàng)目任務(wù)書對(duì)設(shè)計(jì)的合理導(dǎo)向，制定和論證建筑設(shè)計(jì)依據(jù)，科學(xué)地確定設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并尋找達(dá)到這一目標(biāo)的科學(xué)方法。在這一過程中，除了運(yùn)用建筑學(xué)的原理，借鑒過去的經(jīng)驗(yàn)和遵守規(guī)范，更重要的是要以實(shí)態(tài)調(diào)查為基礎(chǔ)，用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化手段對(duì)目標(biāo)進(jìn)行研究。BIM能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在建筑規(guī)劃階段，通過對(duì)空間進(jìn)行分析來理解復(fù)雜空間的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，從而節(jié)省時(shí)間，并提供對(duì)團(tuán)隊(duì)更多增值活動(dòng)的可能。特別是在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時(shí)，能借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù)，作出關(guān)鍵性的決定。
BIM在建筑策劃階段的應(yīng)用成果還可以幫助建筑師在建筑設(shè)計(jì)階段隨時(shí)查看初步設(shè)計(jì)是否符合業(yè)主的要求，是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計(jì)依據(jù)，通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，大大減少之后詳圖設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問題需要修改設(shè)計(jì)的巨大浪費(fèi)。
04
方案論證
在方案論證階段，項(xiàng)目投資方可以使用BIM來評(píng)估設(shè)計(jì)方案的布局、視野、照明、安全、人體工程學(xué)、聲學(xué)、紋理、色彩及規(guī)范的遵守情況。BIM甚至可以做到建筑局部的細(xì)節(jié)推敲，迅速分析設(shè)計(jì)和施工中可能需要應(yīng)對(duì)的問題。
方案論證階段還可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解決方案供項(xiàng)目投資方進(jìn)行選擇，通過數(shù)據(jù)對(duì)比和模擬分析，找出不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，幫助項(xiàng)目投資方迅速評(píng)估建筑投資方案的成本和時(shí)間。
對(duì)設(shè)計(jì)師來說，通過BIM來評(píng)估所設(shè)計(jì)的空間，可以獲得較高的互動(dòng)效應(yīng)，以便從使用者和業(yè)主方獲得積極的反饋。設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)修改往往基于最終用戶的反饋，在BIM平臺(tái)下，項(xiàng)目各方關(guān)注的焦點(diǎn)問題比較容易得到直觀的展現(xiàn)并迅速達(dá)成共識(shí)，相應(yīng)地，需要決策的時(shí)間也會(huì)減少。
05
可視化設(shè)計(jì)
3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)有力地彌補(bǔ)了業(yè)主及最終用戶因缺乏對(duì)傳統(tǒng)建筑圖紙的理解能力而造成的和設(shè)計(jì)師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設(shè)計(jì)理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲還是用于階段性的效果圖展現(xiàn)，與真正的設(shè)計(jì)方案之間都存在相當(dāng)大的差距。
對(duì)于設(shè)計(jì)師而言，除了用于前期推敲和階段展現(xiàn)，大量的設(shè)計(jì)工作還是要基于傳統(tǒng)CAD平臺(tái)，使用平、立、剖等三視圖的方式表達(dá)和展現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)成果。這種由于工具原因造成的信息割裂，在遇到項(xiàng)目復(fù)雜、工期緊的情況下，非常容易出錯(cuò)。
BIM的出現(xiàn)使得設(shè)計(jì)師不僅擁有了三維可視化的設(shè)計(jì)工具，所見即所得，更重要的是通過工具的提升，使設(shè)計(jì)師能使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)，也使業(yè)主及最終用戶真正擺脫技術(shù)壁壘的限制，隨時(shí)知道自己的投資能獲得什么。
06
協(xié)同設(shè)計(jì)
協(xié)同設(shè)計(jì)是一種新興的建筑設(shè)計(jì)方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同展開設(shè)計(jì)工作。現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計(jì)主要是基于CAD平臺(tái)，并不能充分實(shí)現(xiàn)專業(yè)間的信息交流，這是因?yàn)镃AD的通用文件格式僅僅是對(duì)圖形的描述，無法加載附加信息，導(dǎo)致專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性。
BIM使得協(xié)同不再是簡單的文件參照，BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。借助BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到建筑全生命周期，需要規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，帶來綜合效益的大幅提升。
07
性能化分析
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建筑物理性能化分析始于20世紀(jì)60年代甚至更早在CAD時(shí)代，無論什么樣的分析軟件都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計(jì)算，而操作和使用這些軟件不僅需要專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓(xùn)才能完成，同時(shí)由于設(shè)計(jì)方案的調(diào)整，造成原本就耗時(shí)耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核，導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計(jì)的最終階段，成為一種象征性的工作，使建筑設(shè)計(jì)與性能化分析計(jì)算之間嚴(yán)重脫節(jié)。
利用BIM技術(shù)，建筑師在設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計(jì)信息(幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等)，只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件，就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果，原本需要專業(yè)人士花費(fèi)大量時(shí)間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，通過BIM技術(shù)可以自動(dòng)完成，大大降低了性能化分析的周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)，也使設(shè)計(jì)公司能夠?yàn)闃I(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。
08
工程量統(tǒng)計(jì)
BIM是一個(gè)富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實(shí)地提供造價(jià)管理需要的工程量信息，借助這些信息，計(jì)算機(jī)可以快速對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯(cuò)誤，非常容易實(shí)現(xiàn)工程量信息與設(shè)計(jì)方案的完全一致。
通過BIM獲得的準(zhǔn)確的工程量統(tǒng)計(jì)可以用于前期設(shè)計(jì)過程中的成本估算、在業(yè)主預(yù)算范圍內(nèi)不同設(shè)計(jì)方案的探索或者不同設(shè)計(jì)方案建造成本的比較以及施工開始前的工程量預(yù)算和施工完成后的工程量決算。
09
管線綜合
隨著建筑物規(guī)模和使用功能復(fù)雜程度的增加，無論設(shè)計(jì)企業(yè)還是施工企業(yè)甚至是業(yè)主對(duì)機(jī)電管線綜合的要求愈加強(qiáng)烈。利用BIM技術(shù)，通過搭建各專業(yè)的BIM模型，設(shè)計(jì)師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設(shè)計(jì)能力和工作效率。這不僅能及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中可能遇到的碰撞沖突，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。
10
施工進(jìn)度模擬
建筑施工是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜程度不斷提高，使得施工項(xiàng)目管理變得極為復(fù)雜。
通過將BIM與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接，將空間信息與時(shí)間信息整合在一個(gè)可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過程。4D施工模擬技術(shù)可以在項(xiàng)目建造過程中合理制定施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進(jìn)行場地布置，對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度、資源和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。
此外，借助4D模型，施工企業(yè)在工程項(xiàng)目投標(biāo)中將獲得競標(biāo)優(yōu)勢(shì)，BIM可以協(xié)助評(píng)標(biāo)專家從4D模型中很快了解投標(biāo)單位對(duì)投標(biāo)項(xiàng)目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計(jì)劃是否基本合理等，從而對(duì)投標(biāo)單位的施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力作出有效評(píng)估。
11
施工組織模擬
施工組織是對(duì)施工活動(dòng)實(shí)行科學(xué)管理的重要手段，它決定了各階段的施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項(xiàng)資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計(jì)是用來指導(dǎo)施工項(xiàng)目全過程各項(xiàng)活動(dòng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織的綜合性解決方案，是施工技術(shù)與施工項(xiàng)目管理有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。
通過BIM可以對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可建性模擬，按月、日、時(shí)進(jìn)行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對(duì)于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析，以提高計(jì)劃的可行性;也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演以提高復(fù)雜建筑體系的可造性
借助BIM對(duì)施工組織的模擬，項(xiàng)目管理方能夠非常直觀地了解整個(gè)施工安裝環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和安裝工序，并清晰把握在安裝過程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，施工方也可以進(jìn)一步對(duì)原有安裝方案進(jìn)行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。
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數(shù)字化建造
制造行業(yè)目前的生產(chǎn)效率極高，其中部分原因是利用數(shù)字化數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)了制造方法的自動(dòng)化。同樣，BIM結(jié)合數(shù)字化制造也能夠提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率。通過BIM模型與數(shù)字化建造系統(tǒng)的結(jié)合，建筑行業(yè)也可以采用類似的方法來實(shí)現(xiàn)建筑施工流程的自動(dòng)化。
建筑中的許多構(gòu)件可以異地加工，然后運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中(例如門窗、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件)。通過數(shù)字化建造，可以自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制，這些通過工廠精密機(jī)械技術(shù)制造出來的構(gòu)件不僅降低了建造誤差，并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率，使得整個(gè)建筑建造的工期縮短并且容易掌控。
BIM模型直接應(yīng)用于制造環(huán)節(jié)，可以在制造商與設(shè)計(jì)人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，即在建筑設(shè)計(jì)流程中提前考慮盡可能多地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建造。同樣，與參與競標(biāo)的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標(biāo)周期，便于制造商根據(jù)設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標(biāo)文件。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。
隨著建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、數(shù)字化水平的提升，以及建筑使用設(shè)備復(fù)雜性的提高，越來越多的建筑及設(shè)備構(gòu)件通過工廠加工并運(yùn)送到施工現(xiàn)場進(jìn)行高效的組裝。而這些建筑構(gòu)件及設(shè)備是否能夠及時(shí)運(yùn)到現(xiàn)場、是否滿足設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量是否合格將成為整個(gè)建筑施工建造過程中影響施工計(jì)劃關(guān)鍵路徑的重要環(huán)節(jié)。
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竣工模型交付
建筑作為一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)完成建造過程準(zhǔn)備投入使用時(shí)，首先需要對(duì)建筑進(jìn)行必要的測試和調(diào)整，以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)來運(yùn)營。在項(xiàng)目完成后的移交環(huán)節(jié)，物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設(shè)計(jì)圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實(shí)的設(shè)備狀態(tài)、材料安裝使用情況等與運(yùn)營維護(hù)相關(guān)的文檔和資料。
BIM能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機(jī)地整合起來，從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。通過BIM與施工過程記錄信息的關(guān)聯(lián)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，并且可以在未來進(jìn)行的翻新、改造、擴(kuò)建過程中為業(yè)主及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供有效的歷史信息。
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維護(hù)計(jì)劃
在建筑物使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施(如墻、樓板、屋頂?shù)?和設(shè)備設(shè)施(如設(shè)備、管道等)都需要不斷得到維護(hù)。一個(gè)成功的維護(hù)方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費(fèi)用，進(jìn)而降低總體維護(hù)成本。
BIM模型結(jié)合運(yùn)營維護(hù)管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢(shì)，合理制定維護(hù)計(jì)劃，分配專人專項(xiàng)維護(hù)工作，以降低建筑物在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。對(duì)一些重要設(shè)備還可以跟蹤其維護(hù)工作的歷史記錄，以便對(duì)設(shè)備的適用狀態(tài)提前作出判斷。
15
資產(chǎn)管理
一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平，但由于建筑施工和運(yùn)營的信息割裂，使得這些資產(chǎn)信息需要在運(yùn)營初期依賴大量的人工操作來錄入，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。
BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入。此外，由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準(zhǔn)確定位資產(chǎn)位置，通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然。
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空間管理
空間管理是為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好的工作生活環(huán)境而對(duì)建筑空間所進(jìn)行的管理。BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源，也可以幫助管理團(tuán)隊(duì)記錄空間使用情況，處理最終用戶要求空間變更的請(qǐng)求，分析現(xiàn)有空間的使用情況，合理分配建筑物空間，確保對(duì)空間資源的最大利用。
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建筑系統(tǒng)分析
建筑系統(tǒng)分析是對(duì)照業(yè)主使用需求及設(shè)計(jì)規(guī)定來衡量建筑物性能的過程，包括機(jī)械系統(tǒng)如何操作和對(duì)建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評(píng)估。
BIM結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件，避免了重復(fù)建立模型和采集系統(tǒng)參數(shù)。通過BIM可以驗(yàn)證建筑物是否按照特定的設(shè)計(jì)規(guī)定和可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建造，通過這些分析模擬，最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計(jì)劃，以提高整個(gè)建筑的性能。
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災(zāi)難應(yīng)急模擬
利用BIM及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件，可以在災(zāi)害發(fā)生前模擬災(zāi)害發(fā)生的過程，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定避免災(zāi)害發(fā)生的措施以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案。
當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點(diǎn)的完整信息，與通過與樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)獲取建筑物及設(shè)備的狀態(tài)信息相結(jié)合，BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置，甚至找到到達(dá)緊急狀況點(diǎn)最合適的路線，提高應(yīng)急行動(dòng)的成效
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