BIM全周期實施規劃

采用BIM技術，不僅可以實現設計階段的協同設計，施工階段的建造全過程一體化和運營階段對建筑物的智能化維護和設施管理，同時還能打破從業主到設計、施工運營之間的隔閡和界限，實現對建筑的全壽命周期管理。

在2010年美國賓夕法尼亞州立大學的計算機集成化施工研究組經研究寫成的《BIM項目實施計劃指南》第二版中，發表了【BIM技術的25種常見的應用圖】，如下：

這25種應用跨越了設施全生命周期的四個階段，即規劃階段(項目前期策劃階段)、設計階段、施工階段、運營階段。我國通過借鑒上述對BIM應用的分類框架，結合目前國內事實現狀，歸納得出【項目四階段中的20種BIM典型應用】，如下：

建筑業的工序在國內外實質上大同小異，BIM的應用也是如此，但有些應用二者的劃分尺度不一樣，如前者的“3D協調”與后者的“管線綜合”類似，但后者的描述過于狹窄，好像僅限于管線的碰撞分析，而結構梁柱引起的凈空高度不夠等其他構建協調優化問題就不管了，所以前者的描述較為全面。

以下就項目前期策劃階段、設計階段、施工階段和運營階段中BIM的應用進行一個概括性介紹：

(一)項目前期策劃階段

項目前期策劃階段對整個建筑工程項目的影響很大，美國HOK建筑師事務所麥克利米曾提出著名的麥克利米曲線圖：

圖表表明在項目前期的優化對于項目的成本和功能影響是最大的，而優化設計的費用是最低的;而在項目后期優化對于成本和功能影響在逐漸變小，而優化設計的費用卻逐步增高。出于上述原因，在項目的前期應當盡早應用BIM技術。

BIM技術應用在項目前期的工作有很多，包括現狀建模與模型維護、場地分析、成本估算、階段規劃、規劃編制、建筑策劃等。

1.投資估算：應用BIM系統強大的信息統計功能，在方案階段可運用數據指標等方法獲得較為準確的土建工程量及土建造價，同時可用于不同方案的對比，可以快速得出成本的變動情況，權衡出不同方案的造價優劣，為項目決策提供重要而準確的依據。BIM技術可運用計算機強大的數據處理能力進行投資估算，這大大減輕了造價工程師的計算工作量，造價工程師可節省時間從事更有價值的工作如確定施工方案、評估風險等，進一步能細致考慮施工中許多節約成本等專業問題，這些對于編制高質量的預算來說非常重要。

2.現狀模型：根據現有的資料把現狀圖紙導入到基于BIM技術的軟件中，創建出道路、建筑物、河流、綠化以及高程的變化起伏，并根據規劃條件創建出本地塊的用地紅線及道路紅線，并生成面積指標。

3.總圖規劃：在現狀模型的基礎上根據容積率、綠化率、建筑密度等建筑控制條件創建工程的建筑體塊各種方案，創建體量模型。做好總圖規劃、道路交通規劃、綠地景觀規劃、豎向規劃以及管線綜合規劃。

4.環境評估：根據項目的經緯度，借助相關的軟件采集此地的太陽及氣候數據，并基于BIM模型數據利用相關的分析軟件進行氣候分析，對方案進行環境影響評估，包括日照環境影響、風環境影響、熱環境影響、聲環境影響等評估。某些項目還需要進行交通影響模擬。

(二)設計階段

BIM在建筑設計的應用范圍非常廣泛，無論在設計方案論證，還是在設計創作、協同設計、建筑性能分析、結構分析，以及在綠色建筑評估、規范驗證、工程量統計等許多方面都有廣泛的應用。

1.設計方案論證：BIM三維模型展示的設計效果十分方便評審人員、業主對方案進行評估，甚至可以就當前設計方案討論施工可行性以及如何削減成本、縮短工期等問題，可最修改方案提供切實可行的方案。由于是用可視化方式進行，可獲得來自最終用戶和業主的積極反饋，使決策的時間大大減少，促成共識。

2.設計創作：由于在BIM軟件中組成整個設計的就是門、窗、墻體等單個3D構件元素，則設計過程就是不斷確定和修改各種構件的參數，而這些建筑構件在軟件中是數據關聯、智能互動的。而最終設計成果的交付就是BIM模型，所有平、立、剖二維圖紙都可以根據模型隨意生成，由于圖紙來源都是同一個BIM模型，所以所有圖紙和圖表數據都是互相關聯的，也是實時互動的，從根本上避免了不同視圖不同專業圖紙出現的不一致現象。

3.協同設計：BIM技術使不同專業的甚至是身處異地的設計人員都能夠通過網絡在同一個BIM 模型上展開協同設計，使設計能夠協調進行。以往各專業各視角之間不協調的事情時有發生，即使花費了大量人力物力對圖紙進行審查仍然不能把不協調的問題全部改正。有些問題到了施工過程才能發現，給材料、成本、工期造成了很大的損失。應用BIM技術以及BIM服務器，通過協同設計和可視化分析就可以及時解決上述設計中的不協調問題，保證了后期施工的順利進行。

4.綠色建筑評估：BIM模型中包含了用于建筑性能分析的各種數據，只要數據完備，將數據通過IFC、gbXML等交換格式輸入到相關的分析軟件中，即可進行當前項目的節能分析、采光分析、日照分析、通風分析以及最終的綠色建筑評估。

5.工程量統計：BIM模型信息的完備性大大簡化了設計階段對工程量的統計工作，模型的每個構件都和BIM數據庫的成本庫相關聯，當設計師在對構件進行變更時，成本估算都會實時更新。

在用二維CAD技術進行設計時，繪圖的工作量很大，設計師無法花很多時間對設計方案進行靜心推敲。應用BIM技術，只要完成了設計構想，確定了BIM模型的最后構成，馬上就可以根據模型生成各種施工圖，而且由于BIM技術的協調性，后期調整設計的工作量是很小的，這樣設計質量和圖紙質量都得到了保障。

(三)施工階段

BIM技術在施工階段可以有如下多個方面的應用：3D協調/管線綜合、支持深化設計、場地使用規劃、施工系統設計、施工進度模擬、施工組織模擬、數字化建造、施工質量與進度監控、物料跟蹤等。

1.碰撞綜合協調：在施工開始前利用BIM模型的可視化特性對各個專業(建筑、結構、給排水、機電、消防、電梯等)的設計進行空間協調，檢查各個專業管道之間的碰撞以及管道與結構的碰撞。如發現碰撞及時調整，這樣就較好地避免施工中管道發生碰撞和拆除重新安裝的問題。

2.施工方案分析：在BIM模型上對施工計劃和施工方案進行分析模擬，充分利用空間和資源整合，消除沖突，得到最優施工計劃和方案。特別是對于新形式、新結構、新工藝和復雜節點，可以充分利用BIM的參數化和可視化特性對節點進行施工流程、結構拆解、配套工器具等角度的分析模擬，可以改進施工方案實現可施工性，以達到降低成本、縮短工期、減少錯誤和浪費的目的。

3.數字化建造：數字化建造的前提是詳盡的數字化信息，而BIM模型的構件信息都以數字化形式存儲。例如像數控機床這些用數字化建造的設備需要的就是描述構件的數字化信息，這些數字化信息為數控機床提供了構件精確的定位信息，為建造提供了必要條件。

4.施工科學管理：通過BIM技術與3D激光掃描、視頻、圖片、GPS、移動通訊、RFID(二維碼等射頻識別技術)、互聯網等技術的集成，可以實現對現場的構件、設備以及施工進度和質量的實時跟蹤。另外通過BIM技術和管理信息系統的集成，可以有效支持造價、采購、庫存、財務等的動態精確管理，減少庫存開支，在竣工時可以生成項目竣工模型和相關文件，有利于后續的運營管理。并且業主、設計方、預制廠商、材料供應商等可利用BIM模型的信息集成化與施工方進行溝通，提高效率減少錯誤。

總的來說，應用BIM技術可以為建筑施工帶來新的面貌。

(四)運營階段

在運營維護階段BIM可以有如下這些方面的應用：竣工模型交付;維護計劃;建筑系統分析;資產管理;空間管理與分析;防災計劃與災害應急模擬。

竣工模型交付與維護計劃：施工方竣工后對BIM模型進行必要的測試和調整再向業主提交，這樣運營維護管理方得到的不只是設計和竣工圖紙，還能得到反映真實狀況的BIM模型，里面包含了施工過程記錄、材料使用情況、設備的調試記錄以及狀態等資料。BIM能將建筑物空間信息、設備信息和其他信息有機地整合起來，結合運營維護管理系統可以充分發揮空間定位和數據記錄的優勢，合理制定運營、管理、維護計劃，盡可能降低運營過程中的突發事件。

資產管理：通過BIM建立維護工作的歷史紀錄，可以對設施和設備的狀態進行跟蹤，對一些重要設備的適用狀態提前預判，并自動根據維護記錄和保養計劃提示到期需保養的設備和設施，對故障的設備從派工維修到完工驗收、回訪等均進行記錄，實現過程化管理。另外如果基于BIM的資產管理系統能和諸如停車場管理系統、智能監控系統、安全防護系統等物聯網結合起來，實行集中后臺控制與管理，則能很好地解決資產的實時監控、實時查詢和實時定位，并且實現各個系統之間地互聯、互通和信息共享。

防災模擬：基于BIM模型豐富的信息，可以將模型以IFC等交換格式導入災害模擬分析軟件，分析災害發生的原因，制定防災措施與應急預案。災害發生后，將BIM模型以可視化方式提供給救援人員，讓救援人員迅速找到合適救災路線，提高救災成效。

空間管理：應用BIM技術可以處理各種空間變更的請求，合理安排各種應用的需求，并記錄空間的使用、出租、退租的情況，實現空間的全過程管理。

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