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第七章 BIM簡介及目的
7.1 BIM簡介
BIM（Building Information Modeling）—建筑信息模型，是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，由建筑產業鏈各個環節共同參與來對建筑物數據進行不斷地插入、完整、豐富，并為各相關方來提取使用，達到綠色低碳化設計、綠色施工、成本管控、方便運營維護等目的。在整個系統的運行過程中，要求業主、設計方、監理方、總包方、分包方、供應方多渠道和多方位的協調，并通過網上文件管理協同平臺進行日常維護和管理。BIM系統管理貫穿建筑物的設計、施工、運營，包含設計方、施工方、建設方等多單位的工作。
BIM具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性等五大特點。
 圖：7.1.1-1 BIM應用系統圖
7.2 BIM應用的主要目的
7.2.1 預知結果，保證目標順利實現
BIM信息模型，可以預先觀察到設計的建筑物。特別是一些細節部分，是否滿足業主的要求，符合業主最初設想。
 圖：7.2.1-1 BIM設計方案拓撲圖
7.2.2 虛擬施工，提高施工技術水平
通過對本工程進行建造階段的施工模擬，即在實際建造過程在計算機上的虛擬仿真實現，以便能及早的發現工程中存在或者可能出現的問題。該技術采用參數化設計、虛擬現實、結構仿真、計算機輔助設計等技術，在高性能計算機硬件等設備及相關軟件本身發展的基礎上協同工作，對施工中的人、財、物信息流動過程進行全真環境的三維模擬，為各個參與方提供一種可控制、無破壞性、耗費小、低風險并允許多次重復的試驗方法，通過BIM技術可以有效的提高施工技術水平，消除施工隱患，防止施工事故，減少施工成本與時間，增強施工過程中決策、控制與優化的能力。
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 7.2.3 運維平臺，提供物業管理支撐
項目施工完畢后，將進入正式的后期運營維護階段。通過將BIM模型與運維管理系統集成一體化后，可向使用者提供所需的一系列重要數據，使HSE等關鍵工作的籌備效率有了大大的提高，如強弱電部署、位置、接入點等。使用者只需輕松點擊鼠標在特定的物業管理平臺上便可利用BIM的3D視圖直接讀取與特定設施設備相關的不同電氣層以及相關電線、變電箱等信息，同時自動生成工作許可工單所需的斷電點和掛牌點數據。即在正式工作執行前，系統可作為工作指導手冊來輔助技術工人的實際操作。
在物業管理中，與現場巡檢和抄表相關的工作計劃和路線制定始終是一項令人頭疼的事?；谌SBIM模型的物業管理平臺可為用戶提供最優路徑制定引擎功能。根據現有的巡檢路線，系統可根據實際情況（如工作頻率變化需對應技術工人或外包商的工作計劃的重新調整）自動優化計劃安排，并利用3D效果進行展示。裝備了手持移動終端的現場技術人員在對張貼在巡檢點上的條碼進行掃描后便可錄入其所讀取的儀表數據。
 7.3 BIM實施方案
7.3.1 BIM的組織架構
1 組織架構
本項目BIM小組組織架構如圖7.3.1-1所示，BIM工作組組長負責BIM小組管理，
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統一協調BIM各相關方，如：各專業BIM工程師、計劃協調管理部、物資設備部、商務合約部、其他設計方、各分包商等。BIM相關各部門按工作量大小，至少指定1位以上熟練掌握本專業業務、熟悉BIM建模、瀏覽軟件操作的人員，組成項目各部門BIM團隊，負責相關專業工作。
 7.3.2崗位職責
本項目BIM小組主要負責：BIM模型的創建、維護，確保設計和深化設計圖清楚地形象的展現在模型里，可以更好的發現圖紙問題并及時解決；可以表現出鋼構件組裝流程，各種施工工藝等，更好的優化施工方案和工作計劃；進行模擬施工，進而優化工程施工進度計劃。同時，定期組織對項目部管理人員的培訓工作。項目管理團隊整體有關BIM工作的職責如表7.3.2-1所示：
 
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7.3.3 BIM的軟硬件環境
1 軟件平臺
我公司BIM技術應用軟件如表7.3.3-1所示，我方負責提供并維護上述軟件的許可證并對BIM工作相關部門人員進行培訓，以充分支持建模、瀏覽、協調和模型更新任務。
總承包商提供建設單位、項目管理公司和顧問團隊一個可以監督BIM工作的在線的、安全的、可實現的BIM協作平臺。這樣的平臺應能支持3D技術，隨時檢查總承包商提交的BIM信息模型。
 2 硬件平臺
為充分保障BIM技術所需軟件的正常運行，我公司及各分包商使用的計算機硬件平
臺為戴爾T3600專業級圖形工作站或更高配置，計算機數量滿足BIM工作各相關部門的使用需要。同時也應提供BIM軟件給建設單位、項目管理公司和顧問團隊，方便檢查各專業的BIM模型元素。
7.3.4?BIM實施計劃
1 BIM前期實施計劃
根據本工程業主要求，以及綜合考慮本工程的總體施工進度計劃，為保證工程的順利進行，特制定以下BIM專項工作計劃。
 2 BIM交付期工作計劃
BIM工作完成后交付的成果，包括紙質文檔（圖紙、圖片、報告等）和電子文檔（CAD電子圖檔、BIM模型、視頻等）。
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整體交付模型的提交時間節點、內容要求、格式要求如下：
 為保證BIM工作質量，對交付模型質量要求如下：
1）所提交的模型，各專業內部及專業之間無構件碰撞問題的存在。
2）嚴格保證BIM模型與二維CAD圖紙包含的信息一致。
3）機電管線系統建模采用Revit?MEP。提交模型時必須同時提供nwc或nwd格式模型，用于Navisworks下的模型整合。
4）為限制文件大小，所有模型在提交時必須清除未使用項，刪除所有導入文件和外部參照鏈接，同時模型中的所有視圖必須經過整理，只保留默認的視圖和視點，其他都刪除。
5）與模型文件一同提交的說明文檔中必須包括：模型的原點坐標描述，模型建立所參照的CAD圖紙情況。
6）針對設計階段的BIM應用點，每個應用點分別建立一個文件夾。對于3D漫游和設計方案比選等應用，提供avi格式的視頻文件和相關說明；對于工程量統計、日照和采光分析、能耗分析、聲環境分析、通風情況分析等應用，提供成果文件和相關說明。
7）設計方各階段的BIM模型（方案階段、初步設計階段、施工圖階段）通過業主認可的第三方咨詢機構審查后，才能進行二維圖正式出圖。
8）竣工模型在施工圖模型的基礎上添加以下信息生產信息（生產廠家、生產日期等）、運輸信息（進場信息、存儲信息）、安裝信息（澆筑、安裝日期，操作單位）和產品信息（技術參數、供應商、產品合格證等），如有在設計階段還沒能確定的外形結構的設備及產品，竣工模型中必須添加與現場一致的模型。
7.3.5 BIM工作流程
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工程項目BIM模型常見應用點的工作流程，如下列附圖所示：
  7.3.6 BIM建立及維護
1 BIM建立
總承包單位對設計圖紙進行深化，在工程開始階段就建立BIM模型，對圖紙進行仔細核對和完善。
1）由設計單位提供設計圖紙、設備信息和BIM創建所需數據。
2）對設計提供的數據進行核對，組織設計和業主代表召開BIM模型及相關資料法人交接會。
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3）根據設計和業主的補充信息，完善BIM模型。
 4）所有文件和相關的文件夾結構的BIM提交給建設單位的項目文檔，總承包商將開發一種命名約定，經建設單位批準?？偝邪淘陧椖窟\行期間嚴格遵循這些BIM文件命名和組織結構。
5）結合招標文件要求，在創建BIM模型的同時，我項目將上報表7.3.6-1，并根據表格內容的適用性在施工過程中進行完善和維護相關資料。
 2 施工過程中的維護
總承包單位在施工階段對BIM模型進行維護，保證施工順利進行，時時更新，確保BIM模型中的信息正確無誤。
1）根據施工過程中的設計變更及深化設計，及時修改、完善BIM模型。
2）根據施工現場的實際進度，及時修改、更新BIM模型。
3）根據業主對工期節點的要求，上報業主與施工進度和設計變更相一致的BIM模型。
3 BIM數據安全管理
1）BIM小組采用獨立的內部局域網，阻斷與因特網的連接。
2）局域網內部采用真實身份驗證，非BIM工作組成員無法登錄該局域網，進而無法訪問網站數據。
3）BIM小組進行嚴格分工，數據存儲按照分工和不同用戶等級設定訪問和修改權限。
4）全部BIM數據進行加密，設置內部交流平臺，對平臺數據進行加密，防止信息外漏。
5）BIM工作組的電腦全部安裝密碼鎖進行保護，BIM工作組單獨安排辦公室，閑雜人未經允許不能入內。
7.4BIM應用的主要方面
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7.4.1生產管理
1 施工計劃
通過結合project或夢龍項目管理軟件編制而成的施工進度計劃，可以直觀的將BIM模型與施工進度計劃關聯起來，自動生成虛擬建造過程，簡單直觀，通過對虛擬建造過程的分析，合理的調整施工進度，更好的控制現場的施工與生產。
 7.4.2 現場管理
通過BIM技術解決現場施工場地平面布置問題，解決現場場地劃分問題，按施工圖紙規劃出《施工平面布置圖》搭建各種臨時設施；按安全文明施工方案的要求進行修整和裝飾；臨時施工用水、用電、道路按施工要求標準完成；為使現場使用合理，施工平面布置應有條理，盡量減少占用施工用地，使平面布置緊湊合理，同時做到場容整齊清潔，道路暢通，符合防火安全及文明施工的要求。施工過程中避免多個工種在同一場地，同一區域進行施工而相互牽制、相互干擾。施工現場設專人負責管理，使各項材料、機具等按已審定的現場施工平面布置圖的位置推放。
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7.4.3 物資材料管理 通過對現場施工進度的控制，依靠BIM信息模型實時準確提取各個施工階段的物資材料計劃，施工企業在施工中的精細化管理比較難于實現，根本原因在于工程本身海量的工程數據，而BIM的出現可以讓相關管理部門快速準確地獲得工程基礎數據，為施工企業制定精確的人、機、材計劃提供有效的支撐，大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費，為實現限額領料、消耗控制提供強有力地技術支持。
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7.4.4移動終端管理
采用無線移動終端、WED及RFID等技術，把預制、加工等工廠制造的部件、構件，從設計、采購、加工、運輸、存儲、安裝、使用的全過程與BIM模型集成，實現數據庫化、可視化管理，避免任何一個環節出現問題給施工和進度質量帶來影響。
 7.4.5 技術管理
1 圖紙會審
按照2D設計圖紙，利用Revit等系列軟件創建項目的建筑、結構、機電BIM模型，可對設計結果進行動態的可視化展示，使業主和施工方能直觀地理解設計方案，檢驗設計的可施工性，可以直觀的檢查到圖紙相互矛盾、無數據信息、數據錯誤等方面的圖紙問題，在施工前能預先發現存在的問題，幫助圖紙會審。
2 深化設計
1）BIM模型可以協助完成機電安裝部分的深化設計，包括綜合布管圖、綜合布線圖的深化。使用BIM模型技術改變傳統的CAD疊圖方式進行機電專業深化設計，應用軟件功能解決水、暖、電、通風與空調系統等各專業間管線、設備的碰撞，優化設計方案，為設備及管線預留合理的安裝及操作空間，減少占用使用空間。
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 2）BIM模型可以完成鋼結構加工、制作圖紙的深化設計。利用Tekla Structures真實模擬進行鋼結構深化設計，通過軟件自帶功能將所有加工詳圖（包括布置圖、構件圖、零件圖等）利用三視圖原理進行投影、剖面生成深化圖紙，圖紙上的所有尺寸，包括桿件長度、斷面尺寸、桿件相交角度均是在桿件模型上直接投影產生的，通過深化設計產生的加工數據清單，直接導入精密數控加工設備進行加工，保證了構件加工的精密性及安裝精度。
 3）幕墻BIM深化設計模型，明確幕墻與結構連接節點、幕墻分塊大小、縫隙處理，外觀效果，安裝方式，用模型指導施工及幕墻加工制作。
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 4）復雜節點施工
BIM模型可以進行土建結構部分的深化設計，包括預留洞口、預埋件位置及各復雜部位等施工圖紙深化。對關鍵復雜的勁性鋼結構與鋼筋的節點進行放樣分析，解決鋼筋綁扎、順序問題，指導現場鋼筋綁扎施工。
5）專項施工方案
通過BIM技術指導編制專項施工方案，可以直觀的對復雜工序進行分析，將復雜部位簡單化、透明化，提前模擬方案編制后的現場施工狀態，對現場可能存在的危險源、安全隱患、消防隱患等提前排查，對專項方案的施工工序進行合理排布，有利于方案的專項性、合理性。
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7.4.6 安全管理
1 危險源識別及安全防護
利用API自主研發工具進行工程量及成本計算，為資源管理提供數據依據；采用BIM模型結合有限元分析平臺，進行力學計算；通過模型發現施工過程重大危險源并實現水平洞口危險源自動識別，對危險源識別后通過輔助工具自動進行臨邊防護，對現場的安全管理工作給與了很大的幫助。
 2 安全監測
使用自動化監測儀器進行基坑沉降觀測，通過將感應元件監測的基坑位移數據自動匯總到基于BIM開發的安全監測軟件上，通過對數據的分析，結合現場實際測量的基坑坡頂水平位移和豎向位移變化數據進行對比，形成動態的監測管理，確?；釉谕练交靥钪暗陌踩€定性。
 7.4.7 質量管理
大體積混凝土測溫
使用自動化監測管理軟件進行大體積混凝土溫度的監測，將測溫數據無線傳輸匯總自動到分析平臺上，通過對各個測溫點的分析，形成動態監測管理。電子傳感器按照測溫點布置要求，自動直接將溫度變化情況輸出到計算機，形成溫度變化曲線圖，隨時可以遠程動態監測基礎大體積混凝土的溫度變化，根據溫度變化情況，隨時加強養護措施，確保大體積混凝土的施工質量，確保在本工程基礎筏板混凝土澆筑后不出現由于溫度變化劇烈引起的溫度裂縫。
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7.4.8 商務管理
1 利用BIM模型的自動構件統計功能，可以快速準確的統計出各類構件的數量，減少預算的工作量。同時可以及時評估設計變更造成材料數量變化而引起成本的變動?？梢蕴崆芭c甲方溝通或辦理簽證。
2 從BIM模型中提取相應部位的理論工程量，用以指導實際材料物資的采購，從進度模型中提取現場實際的人工、材料、機械工程量，掌握成本消耗情況。將模型工程量、實際消耗、合同工程量，三量進行對比分析，掌握成本分布情況，進行動態成本管理。
3 BIM數據庫的創建，通過建立5D（3D模型+時間+成本）關聯數據庫，可以準確快速計算工程量，提升施工預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級，可以快速提供支撐項目各條線管理所需的數據信息，有效提升施工管理效率。BIM技術能自動計算工程實物量，這個屬于較傳統的算量軟件的功能，在國內此項應用案例非常多。
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7.5 BIM應用的保障措施
7.5.1 建立BIM運行保證體系
1 按照BIM組織架構表成立BIM執行小組，由組長全權負責BIM系統管理和維護。該小組在開工前就進駐現場，迅速投入系統的創建工作。
2 成立BIM管理領導小組，由項目經理任組長，組員包括項目總工、BIM工作組組長、各部門經理，定期溝通，保證能夠及時、順暢的解決問題。
3 各職能部門要求設置專人和BIM小組對接，根據需要提供現場信息。
4 配備足夠數量的高配置電腦設備，購置足夠的BIM軟件，滿足軟件操作和模型應用的要求。
7.5.2 堅持BIM會議溝通的持續性
1 BIM領導小組成員必須參加每周的工程例會和設計協調會，及時了解設計和工程進展狀況。
2 BIM領導小組成員，每周一召開協調會，建設單位或項目管理公司參加BIM協調會，確定工作流程。由BIM工作組組長匯報工作進展情況以及遇到的困難，需要聯合解決的問題。及時對問題給予處理和解決。
3 BIM工作組內部每周召開一次碰頭會，針對本周工作情況和遇到的問題，制定下周工作計劃。
 7.5.3 全方位的BIM技術支持
1 BIM族庫管理系統：我局BIM族庫管理系統包含了6000多種各個專業常用族，并形成一套完整的新族管理方法。為現場BIM小組建立、維護BIM工作提供了有力的支持，保證了現場BIM小組的工作質量和速度。
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 2 BIM的二次開發小組：我局擁有一支Revit API二次開發小組，能夠完成BIM應用中的特殊要求的二次開發。該小組先后開發了建模工具集、工程量管理、路橋參數建模等模塊。
3 外部合作伙伴：我局是Autodesk公司在施工企業重點支持BIM應用的單位，在新產品功能、二次開發、新領域拓展、中美交流等方面全方位支持。
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7.6 BIM應用的主要案例
