基于BIM施工组织设计PPT.ppt

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1、,第一章 概述,目 录,1.2 BIM概述,1.3 BIM技术在项目全寿命周期中的应用,1.1 建筑施工组织概述,1.1 建筑施工组织概述,1.1.1 施工组织设计的分类,施工组织设计是以施工项目为对象编制的，用以指导其建设全过程各项施工活动的技术、经济、组织、协调和控制的综合性文件，是根据国家对建设项目的要求，确定经济合理的规划方案，对拟建工程在人力和物力、时间和空间、技术和经济、计划和组织等各方面作出全面合理的安排，以保证安装预定目标，优质、快速、节约、安全、环保地完成施工任务。,施工组织总设计 单项（单位）工程施工组织设计 分部（分项）工程施工设计,1）按施工项目的规模划分,（1）施工组

2、织总设计,施工组织总设计是以一个建设项目或群体工程为对象编制的，用以指导其建设全过程各项全局性施工活动的综合性文件。它是整个施工项目的战略部署，其编制范围广，内容比较概况。在项目初步设计或扩大初步设计批准、明确承包范围后，由施工项目总承包单位的总工程师主持下，会同建设单位、设计单位和分包单位的负责工程师共同编制。它是编制单项（单位）工程施工组织设计或年度施工规划的依据。,（2）单项（单位）工程施工组织设计,单项（单位）工程施工组织设计是以一个建筑物、构筑物或其一个单位工程为对象进行编制，用以指导其施工全过程各项施工活动的综合性文件。它是建设项目施工组织总设计或年度施工规划的具体化，其编制内容更

3、详细。它是在项目施工图纸完成后，在项目经理组织下，由项目工程师负责编制，并作为编制分部（分项）工程施工计划的依据。,（3）分部（分项）工程施工设计,分部（分项）工程施工设计是以一个分部（分项）工程或冬雨期施工项目为对象进行编制，用以指导其各项作业的综合性文件。他是单项（单位）工程施工组织设计和承包单位季（月）度施工计划的具体化，其编制内容更具体。它是在编制单项（单位）工程施工组织设计的同时，由项目主管技术人员负责编制，作为指导该项目具体专业工程施工的依据。,投标阶段的施工组织设计，即施工组织纲要（或称标前设计） 中标并签订工程承包合同后的施工组织设计，又称为实施性施工组织设计（或称标后设计）,

4、2）按编制的目的与阶段划分,（1）施工组织纲要,施工组织纲要是在工程招投标阶段，投标单位根据招标文件、设计文件及工程特点编制的有关施工组织的纲要性文件，即投标文件中的技术标，适用于工程的施工招投标阶段。施工组织纲要一般由项目经营管理层编制，其规划性强，操作性弱，其目的是为了中标。技术标和商务标（或经济标）组成了工程投标文件，并且在企业中标后将作为合同文件的一部分。,（2）实施性施工组织设计,实施性施工组织设计是在建筑企业中标并签订合同后，在项目开工前应由项目部技术人员在技术标的基础上修改和完善而成，须经监理工程师审核后形成最终实施性的施工组织设计。实施性施工组织设计的作用是指导施工准备工作和施

5、工全过程的各项工作。,施工组织纲要和实施性施工组织设计的区别,1.1.2 施工组织设计的内容,施工组织设计的内容主要包括：工程概况；施工部署；施工方案；施工进度计划；施工平面布置；主要施工管理计划和措施。,（1）工程概况是概括性的说明工程的情况，主要说明：工程性质和作用，建筑和结构的特征，建造地点的特征，工程施工特征。 （2）施工部署是对整个施工项目进行总体的布置和安排，主要确定：项目组织机构，全面部署施工任务，确定施工管理的目标，合理安排施工顺序，确定主要工程的施工方法。 （3）施工方案的确定是整个施工组织设计的核心，主要是确定施工方法和施工机械。施工方案应应结合工程实际情况，选择技术可行，

6、经济合理，安全可靠的方案。 （4）施工进度计划是施工项目在时间上的计划和安排，施工进度计划在实施过程中经常会根据工程的实际进度进行调整和优化。 （5）施工平面图是施工项目在空间上的计划和安排，主要明确以下布置：拟建和已建建（构）筑物的位置，垂直运输机械，道路、生产临时设施，生活临时设施、水电网路等。 （6）主要施工管理计划和措施包括质量、进度、安全、环境保护和成本管理计划和保证措施。,1.1.3 施工组织设计的编制、审批,1）施工组织设计的编制,（1）施工组织设计编制的原则,贯彻国家工程建设的法律、法规、方针和政策，严格执行基本建设程序和施工程序，认真履行承包合同，科学地安排施工顺序，保证按期

7、或提前交付业主使用； 根据实际情况，拟定技术先进、经济合理的施工方案和施工工艺，认真编制各项实施计划和技术组织措施，严格控制工程质量、进度、成本，确保安全生产和文明施工，做好职业安全健康、环境保护工作； 采用流水施工方法和网络计划技术，采用有效的劳动组织和施工机械，组织连续、均衡、有节奏的施工；,（1）施工组织设计编制的原则,科学安排冬雨期及夏季高温、台风等特殊环境条件下的施工项目，落实季节性施工措施，保证全年施工的均衡性、连续性； 贯彻多层技术结构的技术政策，因时、因地制宜促进技术进步和建筑工业化的发展，不断提高施工机械化、预制装配化，改善劳动条件，提供劳动生产率； 尽量利用现有设施和永久性

8、设施，努力减少临时工程；合理确定物资采购及存储方式，减少现场库存量和物资损耗；科学地规划施工总平面。,（2）施工组织设计的编制方法,拟建工程中标后，施工单位必须编制实施性施工组织设计。工程实行总包和分包的，由总包单位负责编制施工组织设计，分包单位在总包单位的总体安排下负责编制分包工程的施工组织设计。 对构造复杂、施工难度大以及采用新工艺和新技术的工程项目，要进行专业性的研究，组织有经验的技术人员或专家召开会议进行讨论。 在施工组织设计编制过程中，要充分发挥各职能部门的作用，让不同部门的技术和管理人员参与到编制过程中来，合理地进行交叉配合设计。 当形成较完整的施工组织设计方案之后，应组织参编人员

9、及相关单位讨论研究，修改完善后形成正式的施工组织设计文件，送交主管部门审批。,1.1.3 施工组织设计的编制、审批,2）施工组织设计的审批,施工组织设计编制后，应履行审核和审批程序： 施工组织总设计应由总承包单位的技术负责人审批，经总监理工程师审查后实施； 单位工程施工组织设计应由承包单位技术负责人审批，经总监理工程师审查后实施； 分部、分项或专项工程施工方案应由项目技术负责人审批，经监理工程师审查后实施。,2）施工组织设计的审批,对于危险性较大的分部分项工程在施工前应编制专项方案：建筑工程实行施工总承包的，专项方案应当由施工总承包单位组织编制；其中，起重机械安装拆卸工程、深基坑工程、附着式升

10、降脚手架等专业工程实行分包的，其专项方案可由专业承包单位组织编制。 危险性较大的专项方案应当由施工单位的专业技术人员进行审核，由施工单位技术负责人和总监理工程师签字后实施。 对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行审查论证。,1.2 BIM概述,1.2.1 BIM的概念,BIM是以三维数字技术为基础，集成了各种相关信息的工程数据模型，可以为设计、施工和运营提供相协调且内部保持一致的项目全寿命周期信息化过程管理。 麦格劳-希尔建筑信息公司对建筑信息模型的定义为：创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程，即利用计算机三维软件工具，创建建筑工程项目

11、的完整数字模型，并在该模型中包含详细工程信息，能够将这些模型和信息应用于建筑工程的设计过程、施工管理、物业和运营管理等全建筑生命周期管理（Building Lifecycle Management, BLM）过程中。,1.2.2 BIM的发展历史,1975年，佐治亚理工大学教授Chuck Eastman在AIA（美国建筑师协会）发表的论文提出了一种名为Building Description System（BDS，建筑描述系统）的工作模式，该模式包含了参数化设计，由三维模型生成二维图纸，可视化交互式数据分析，施工组织计划与材料计划等功能 。 各国学者围绕BDS概念进行研究，后来在美国将该系统称

12、为Building Product Models（BPM，建筑产品模型），并在欧洲被称为Product Information Models（PIM，产品信息模型）。 经过多年的研究与发展，学术界整合BPM与PIM的研究成果，提出Building Information Model（建筑信息模型）的概念。1986年由现属于Autodesk（欧特克）研究院的Robert Aish最终将其定义为Building Modeling（建筑模型），并沿用至今。 2002年，时任Autodesk公司副总裁的菲利普伯恩斯坦（Philip G. Bernstein）首次将BIM概念商业化，随Autodesk

13、Revit产品一并推广。,1.2.3 BIM软件的发展,1962年，道格拉斯恩格尔巴特（Douglas C. Englebart，鼠标发明人）在扩张人类智慧一书中写道，“建筑师在电脑上输入一系列规范和数据，如6英寸的平面楼板，12英寸的混凝土墙等，这些场景就出现在电脑屏幕上了，并且经过对数据的检查、调整，形成了更详细的、内部关联的结构”。 1975年，BIM之父佐治亚理工大学的查理斯伊斯顿（Charles Eastman）教授在其研究的课题数据库技术建立建筑描述系统“Building Description System(BDS)”中提出“a computer based descriptio

14、n of a building”（基于建筑描述的计算机程序）。 1982年，物理学家Gbor Bojr在匈牙利布达佩斯创立了GraphiSoft公司，专注于3D建筑设计软件的研发。随后基于苹果Lisa操作系统发布了第一款ArchiCAD软件，使得ArchiCAD成为第一个运行在PC上BIM软件。 随着计算机图形学的进一步发展，1985年美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation, PTC）成立，并于1988年发布了第一版Pro/E三维参数化软件，成为市场上第一个参数化、基于关联特征的实体建模软件。,1.2.3 BIM软件的发展,1997年，参与研发Pr

15、o/E的Irwin Jungreis和Leonid Raiz从PTC辞职，前往剑桥创立了自己的软件公司Charles River Software，希望基于三维参数化技术开发一款功能超过ArchiCAD的建筑软件，去处理更为复杂的项目。直到2000年，新一代建筑设计软件Revit诞生了。 2002年，美国欧特克公司收购了Charles River Software，将Revit软件作为Autodesk产品线的一部分进行推广。 2007年美国工程软件公司Bentley（奔特力，Microstation软件的开发商，一直在与Autodesk竞争）研发了一款名为GC（Generative Compo

16、nents，生长构件）的软件。它利用编程的方式，在Microstation平台上自由生成任意规律变化的三维几何图形。这种利用数学参数化编程驱动生成几何图形的方式灵活性更高，很容易根据建筑师的要求生成更加灵活且极为复杂美观的图形。今天我们所看到的Rhino（犀牛）平台上的Grasshoper以及Revit平台上的Dynamo，均是采用这种理念的高级参数化软件。,1.2.4 BIM在中国的发展,Autodesk收购Revit后，于2004年在中国发布Autodesk Revit 5.1版，BIM概念随之被引入中国。 最初，引入中国的BIM的全称为“Building Information Mode

17、l”，即利用三维建筑设计工具，创建包含完整建筑工程信息的三维数字模型，并利用该数字模型由软件自动生成设计所需要的工程视图，并添加尺寸标注等，使得设计师可以在设计过程中，在直观的三维空间中观察设计的各个细节。 后来，随着对BIM理解的加深，Autodesk将国内的BIM概念开始演变为“Building Information Modeling”，即将“BIM”作为一种工程方法在工程领域中应用。除强调三维参数化的功能外，人们越来越多地发现BIM可以应用在工程的设计、施工、运维等各个阶段，成为名副其实的革命性工程管理办法。,（1）引入推广阶段,2004年，Autodesk公司推出“长城计划”合作项目

18、，与在国内建筑业有重要地位的清华大学、华南理工大学和哈尔滨工业大学合作组建了“BLM-BIM联合实验室”，共同合作在大学课程中推广BIM软件技术。同时，Autodesk开始在各大设计院中开始推广以Revit为代表的BIM软件，助力设计院解决从CAD二维设计到三维协同设计的难题。 在2010年上海世博会期间，大量的特、异形建筑设计的出现，直接推动了BIM技术在工程设计领域的深入应用。 2010年，中建五局机电设备安装公司承接了香港恒隆地产在无锡投资的恒隆广场项目，恒隆集团要求在施工过程中应用BIM技术。经过研究与消化，成功地将以Autodesk Revit为代表的BIM技术应用于施工过程中，开拓

19、了包括机电深化、机电出图、预留预埋检查等多项以施工应用为代表的BIM应用手段。,1.2.4 BIM在中国的发展,（2）政策引导阶段,1.3 BIM技术在项目全寿命周期中的应用,中心的成立,1.3.1 BIM在前期策划中的应用,BIM在前期策划阶段的应用内容主要包括：现状建模、场地分析、成本核算、方案决策数据支撑、总体规划等。 在概念构思前期，项目场地、气候条件、规划条件等多方面信息会影响方案的决策，利用技术平台结合及相关的分析软件可以对设计条件进行判断分析，找出对项目影响最大的因素，使项目在策划阶段就朝着最有效的方向努力并做出适当的决策。 BIM的价值是通过可视化的互动漫游，对项目与周边环境的

20、关系、朝向可视度、形体、色彩等进行比较，同时对经济指标等进行分析对比，解决功能与投资矛盾的决策，使策划方案更加合理，对下一步的方案与设计提供直观、带有数据支撑的依据。,1.3.2 BIM在设计阶段中的应用,在方案和施工图设计过程中，BIM所形成的成果是多维的、动态的，可以较好地、充分地就设计方案与参建各方进行沟通。包括建筑效果、结构设计、机电设备系统设计以及各类经济指标的对比等。 方案阶段的模型可作为设计条件转到施工图设计阶段，同时施工图设计阶段的模型和基于模型的图纸，可以直观地指导现场施工。 BIM做设计的过程，是建筑、结构、设备各专业工程师协同的过程，基于一个模型进行设计，设计过程中各专业

21、协同设计，实时进行专业之间的条件检查，更好地进行专业设计，避免了常规设计过程中大量错漏碰撞问题的出现，提高了设计质量和设计效率。,1.3.2 BIM在设计阶段中的应用,基于BIM技术进行设计，有很多中技术方法，譬如从体量入手、从平面入手等，这样就能解决复杂形体设计，复杂部位深化优化、出图难的问题。 基于BIM完成的设计成果，含有大量的信息，这些信息是在同一个模型中，可供不同的分析软件进行分析模拟，同时信息模型的唯一性，也保证各类分析结果是一致的。同时BIM的可出图性，可以导出各类预制构建的加工、安装定位图等，为实现工业化住宅提供了技术保障。,1.3.3 BIM在施工阶段中的应用,施工组织设计可

22、以在二维图纸基础上，建立三维模型，将二维的进度计划导入模型，根据场地模型，展示动态的四维施工组织与施工进度模拟，同时可以分阶段、分专业统计主要材料的工程量，提出釆购计划和资金使用计划，做到五维投资、进度控制。在建设项目开工之前，在BIM模型上进行“彩排”，精确、直观地进行施工组织模拟，提前进行各种方案的模拟，分析问题、解决问题，避免现场施工过程中出现的交叉作业施工“打架”带来的工期延误、投资浪费、质量安全风险隐患等。 BIM模型涵盖了项目的重要信息，既能做到详细地出施工图，又能解决局部构件的加工图、安装定位图，在设备专业，可以做出详细的施工管线综合排布、预留孔洞精确地定位，较好地解决了现场精细

23、化施工问题。 针对装配式建筑、绿色建筑要求，可以通过BIM模型进行分析、优化。,1.3.4 BIM在竣工验收阶段的应用,验收人员根据设计、施工阶段的模型，直观、可视化地掌握整个工程的情况，包括建筑、结构、水、暖、电等各专业旳设计情况，既有利于对使用功能、整体质量进行把关，同时又可以对局部进行细致地检查验收。 验收过程可以借助BIM模型对现场实际施工情况进行校核，譬如管线位置是否满足要求、是否有利于后期检修等。 通过竣工模型的搭建，可以很好地将建设项目的设计、经济、管理等信息融合到一个模型中，便于后期的运维管理单位使用，更好、更快地检索到建设项目的各类信息，为运维管理提供有力保障。,1.3.5

24、BIM在运营维护阶段的应用,基于可视化数据模型，对资产管理对象设施信息进行有效管理。BIM模型中含有大量的数据信息，可以将建设项目的二维、三维信息及材料设备、价格、厂家等信息全部包含在模型中，全面与现实相匹配，避免了信息分离及丢失，全面为维护管理提供基础信息。 基于BIM模型的设备信息资料统计，可以安排设备维护保养计划，及时对有些设备进行更新、维护，BIM技术科通过专门的接口与设备连接，将设备信息实时反映到模型上，根据设备的运行参数指标来了解设备的运行情况，科学、合理地制定维护计划。 企业或组织可以将所有资产建立起三维信息模型，通过对模型中所有资产信息的统计，及时更新，汇总出资产盘点情况表。便

25、于对资产的统一经营与管理形成战略规划，提高资产利用率，使资产增值，创造更大效益。,2 BIM模型策划,目 录,2.1 概述 2.2 BIM模型标准 2.3 BIM模型精细度 2.4 BIM建模规范 2.5 模型划分和基本建模要求 2.6 BIM建模软件,熟悉BIM模型标准、BIM模型精细度和BIM建模规范 了解模型划分和基本建模要求 了解各种BIM建模软件的功能和特点,学习要求,BIM模型标准、BIM模型精细度和BIM建模规范,重点难点,2.1 概述,2.1 概述,BIM模型是建设过程之初，由设计单位进行构建，并完成在此模型基础之上的规划设计、建筑设计、结构设计； 在随后的施工阶段，该模型移交

26、给施工承包单位，施工单位在此基础上，完成深化设计的内容在模型上的反映，完成施工过程中信息的添加，完成运维阶段所需信息的添加，最终作为竣工资料的一部分，将该模型提交给业主； 到了运维阶段，业主或运维单位在该模型基础上，制定项目运营维护计划和空间管理方案，进行应急预案制定和人流疏散分析，查阅检索机电设备信息等。,2.1 概述,BIM模型的来源 设计单位 咨询单位 施工单位 BIM建模规则和操作标准上事先达成统一的约定，以执行手册的形式确定下来，在建模过程中贯彻执行，建模完成后严格审核。,2.2 BIM模型标准,2.2 BIM模型标准,BIM模型的国家标准 建筑工程信息模型应用统一标准 建筑工程信息

27、模型存储标准 建筑工程设计信息模型分类和编码标准 建筑工程设计信息模型交付标准 建筑工程施工信息模型应用标准,2.2 BIM模型标准,BIM模型的行业标准 专业P-BIM软件功能与信息交换标准 BIM模型的地方标准 北京地方BIM标准民用建筑信息模型设计标准 天津市民用建筑信息模型设计技术导则,2.3 BIM模型精细度,2.3 BIM模型精细度,BIM模型精细度是表示模型包含的信息的全面性、细致程度及准确性的指标。 反映对象真实几何外形、内部构造及空间定位的精确程度； 采用简化或符号化方式表达其设计含义的准确性。 在满足项目需求的前提下，宜采用较低的建模精细度，同时要符合建筑工程量计算要求及满

28、足现行有关工程文件编制深度规定。 建筑工程设计信息模型交付标准对建筑工程设计信息模型各组成系统的各类信息粒度及建模精度作了具体要求。,2.3 BIM模型精细度,建筑工程设计信息模型精细度分为五个等级,2.3 BIM模型精细度,常规的建筑工程阶段和使用需求，其对应的模型精细度见下表,2.4 BIM建模规范,2.4 BIM建模规范,建模规范明确了模型的几何位置、不同专业的建模精度及深度、属性的要求等，通用规范包括以下内容： 建模软件标准，以确定各专业采用的建模软件及版本。 模型整合及数据交换，确定软件提交模型原始格式、BIM链接模型要求、浏览模型要求及BIM模型导出数据标准规范等。 建模公共信息，

29、包括统一模型原点、统一单位、度量制、统一模型坐标系、统一楼层标高等。 模型文件命名规定，模型依照设计系统的拆分原则，将模型文件分为工作模型和整合模型两大类，工作模型是指设计人员输入包含建筑内容的模型文件，整合模型是指根据一定的规则将工作模型整合成为建筑系统模型。 模型构件颜色规定。,2.4 BIM建模规范,在通用规范的框架下，各专业分包制定专业内部的专业建模标准，主要包括： 各专业模型构件级别的建模精度（LOD）。 机电系统划分规范，确定划分原则以及系统构件划分表，本层次的划分表中可以是专业级别，具体专业内的划分可以由各专业建模团队确定。 模型各类构件的分类及细化命名标准。 模型各类构件的关键

30、属性录入要求。 模型数据导出标准。,2.5 模型划分和基本建模要求,2.5 模型划分和基本建模要求,以超高层建筑建模为例，可按单体建筑物所处区域划分模型，对于结构模型可针对不同内容，再分别建立子模型。,2.5 模型划分和基本建模要求,构建模型的三个基本原则 一致性 合理性 准确性 建立模型需要考虑BIM应用的目的、建模工作量、准确性和建模成本的平衡，做到既要满足BIM应用，又不过度建模，避免造成工作量的浪费。,2.6 BIM建模软件,2.6 BIM建模软件,2.6.1 Autodesk,（1）Revit 1）易于上手，用户界面友好、直观； 2）作为一个设计软件，功能强大，出图方便，能满足用户在

31、方案设计阶段对模型创建的各种要求； 3）有海量的软件自带的以及第三方开发的对象库； 4）支持大量的BIM软件，可以链接到多个其他的BIM工具； 5）支待项目中的各个参与方协同工作等。,2.6.1 Autodesk,（2）AutoCAD Civil 3D Civil 3D是根据相关专业需要进行了专门定制的土木工程道路与土石方解决的BIM建模软件。,2.6.2 Bentley,Bentley软件公司BIM建模相关软件包括： （1）Bentley Architecture （2）Bentley Structural （3）Bentley Building Mechanical Systems （4）

32、Bentley Building Electrical Systems （5）MicroStation,2.6.2 Bentley,Bentley的优点 （1）Bentley的B样条曲线可以用于创建复杂曲面； （2）建模工具几乎涵盖了工程建设的各个行业； （3）Bentley有多种模块，支持自定义参数化对象，也可以创建复杂的参数组件； （4）Bentley支持多平台功能，有良好的扩展性。,2.6.3 Dassault Systemes,（1）Digital Project 1）可创建复杂的大型项目，支持全局参数化定制； 2）多个工具模块集成了丰富的工具集； 3）拥有强大的三维参数化建模能力，可

33、以进行深化设计。,2.6.3 Dassault Systemes,（2）CATIA 强大的曲面设计模块被广泛地用于异形建筑的BIM模型创建。,2.6.4 Nemetschek,（1）Graphisoft Archicad 1）易于学习使用，用户界面良好； 2）支持服务器功能，可以有效地促进参与方直接协同工作； 3）有丰富的对象库，可应用于项目的各个阶段。,2.6.4 Nemetschek,（2）Vectorworks Vectorworks提供了许多精简但强大的建筑及产品工业设计所需的工具模组，在建筑设计、景观设计、舞台及灯光设计、机械设计及渲染等方面拥有专业化性能。,BIM模型是实现BIM应

34、用的基础，BIM模型质量的优劣会直接影响BIM应用的效果。 为了保证BIM模型的质量，在建模之前，需要根据模型的特点和应用需求，进行详细周密的策划，约定BIM模型的标准、模型的精细度、建模规范、模型划分和基本建模要求等。 合理选用BIM建模软件，以便于模型的建立与应用。,本章小结,1查阅BIM模型相关的国家标准、行业标准、地方标准。 2解释BIM模型精细度（LOD）的定义，建筑工程各阶段对模型精细度有何要求？ 3BIM建模规范包括哪些内容？ 4BIM建模的基本原则有哪些？ 5简述BIM建模软件Autodesk Revit的功能和特点。,思考题,3 基于BIM的深化设计与数字化加工,目 录,3.

35、1 概述 3.2 BIM在机电设备工程深化设计及数字化加工中的应用 3.3 BIM在钢结构工程深化设计及数字化加工中的应用 3.4 BIM在玻璃幕墙工程深化设计及数字化加工中的应用 3.5 BIM在混凝土预制构件加工和生产中的应用,了解BIM技术在深化设计与数字化加工中的应用概况 熟悉BIM在机电设备工程深化设计及数字化加工中的应用 熟悉BIM在钢结构工程深化设计及数字化加工中的应用 熟悉BIM在玻璃幕墙工程深化设计及数字化加工中的应用 熟悉BIM在混凝土预制构件加工和生产中的应用,学习要求,BIM技术在深化设计与数字化加工中的具体应用方式,重点难点,3.1 概述,3.1 概述,基于BIM的深

36、化设计和数字化加工在日益大型化、复杂化的建筑项目中显露出相对于传统深化设计、加工技术无可比拟的优越性。 有别于传统的平面二维深化设计和加工技术，基于BIM的深化设计更能提高施工图的深度、效率及准确性。 基于BIM的数字化加工更是一个颠覆性的突破，基于BIM的预制加工技术、现场测绘放样技术、数字物流技术等的综合应用为数字化加工打下了坚实基础。,3.1 概述,图3.1 2012年伦敦奥运会某会馆BIM模型图,3.1 概述,图3.2 某国际邮轮码头BIM模型图,3.1 概述,通过BIM技术平台使深化设计与数字化加工有效结合，可实现从深化设计到数字化加工的信息传递，打通深化设计、数字化加工建造等环节。

37、 通过BIM新型的应用技术，实现以创新的理念驱动行业间的交流与协作，充分发挥各自领域内的技术优势，创造建筑行业设计、安装新型产业链，开启全新施工模式。,3.1.1 基于BIM的深化设计,深化设计的类型 专业性深化设计：基于专业的BIM模型，主要涵盖土建结构、钢结构、幕墙、机电各专业、精装修的深化设计等。 综合性深化设计：基于综合的BIM模型，主要对各个专业深化设计初步成果进行校核、集成、协调、修正及优化，并形成综合平面图、综合剖面图。,3.1.1 基于BIM的深化设计,通过BIM技术的引入，每个专业角色可以很容易通过模型来沟通，从虚拟现实中浏览空间设计，在立体空间所见即所得，快速明确地锁定症结

38、点，通过软件更有效地检查出视觉上的盲点。 BIM模型在建筑项目中已经变成业务沟通的关键媒介，即使是不具备工程专业背景的人员，都能参与其中。工程团队各方均能给予较多正面的需求意见，减少设计变更次数。 除了实时可视化的沟通，BIM模型的深化设计加之即时数据集成，可获得一个最具时效性的、最为合理的虚拟建筑，因此导出的施工图可以帮助各专业施工有序合理地进行，提高施工安装成功率，进而减少人力、材料以及时间上的浪费，一定程度上降低施工成本。,3.1.1 基于BIM的深化设计,图3.3 某高层地下室BIM模型,3.1.1 基于BIM的深化设计,图3.4 某钢结构节点BIM模型,3.1.1 基于BIM的深化设

39、计,通过BIM的精确设计后，可大大降 低专业间交错碰撞。 各专业分包利用模型开展施工方案、施工顺序讨论，可以直观、清晰地发现施工中可能产生的问题，并给予提前解决，从而大量减少施工过程中的误会与纠纷。 为后续阶段的数字化加工、数字建造打下坚实基础。,3.1.2 基于BIM的数字化加工,基于BIM的数字化加工将包含在BIM模型里的构件信息准确地、不遗漏地传递给构件加工单位进行构件加工，这个信息传递方式可以是直接以BIM模型传递，也可以是BIM模型加上二维加工详图的方式，由于数据的准确性和不遗漏性，BIM模型的应用解决了信息创建、管理与传递的问题。 BIM模型、三维图纸装配模拟、加工制造、运输存放、

40、测绘、安装的全程跟踪等手段为数字化建造奠定了坚实的基础。 基于BIM的数字化加工建造技术是一项能够帮助施工单位实现高质量、高精度、高效率安装完美结合的技术。,3.2 BIM在机电设备工程深化设计及数字化加工中的应用,一、管线综合,技术核心 利用计算机技术构建三维虚拟模型 检测各专业管线碰撞冲突，消除二维设计的弊端，形成施工图 实现“零变更”施工 深化设计 施工图设计单位一般不提供BIM服务 市场现状 BIM咨询公司良莠不齐，施工经验欠缺，出图质量不高 少数成熟的机电安装总包公司BIM深化设计能力较强,BIM,一、管线综合,管线综合主要是应用于机电安装工程的施工管理技术，涉及到机电工程中给排水、

41、暖通、电气等专业的管线安装，往往是工程施工中的重点及难点。,1、管线综合价值,（1）进行方案合理优化，避免材料浪费 （2）建立模型后可以出任意平面或剖面图有利于指导现场施工 （3）为选择综合支架提供方案依据 （4）合理排布，避免返工，保证工期,大口径管道靠墙安装，小口径管道排列在下面。 管道少的管道靠墙壁安装，支管多的管道排列在外面。 不经常检修的管道靠墙壁安装，经常检修的管道排列在外面。,分支管道让主干管道 小管道让大管道 有压力管道让无压力管道 冷水管避让热水管道 附件少的管道避让附件多的管道 临时管道避让永久管道，新建管道避让所有管道低压避让高压,整个管线的布置过程中考虑到以后送回风口、

42、灯具、烟感探头、喷洒头等的安装 合理地布置吊顶区域机电各末端在吊顶上的分布,以及电气桥架安装后放线的操作空间及以后的维修空间 电缆布置的弯曲半径不小于电缆直径的15 倍,1,2,3,4,5,6,一、管线综合,2、管线综合原则,一、管线综合,3、管线综合深化设计流程,二、碰撞检测,碰撞检测是BIM技术在机电安装最常用的功能，通过Revit Mep进行管线综合和优化后，将通风、喷淋、消火栓、给排水、电缆桥架、建筑结构、空调水、消防等专业模型导入Navisworks软件进行碰撞测试，找出不同专业之间的碰撞点，然后进行模型优化，在确保模型“零”碰撞的情况下，利用模型直接导出二维深化设计图纸。在管线较为

43、复杂的区域通过BIM模型的综合、修改、调整、形成更多方位剖面图，使得设计图纸更具可视化。,二、碰撞检测,碰撞检测分为两类:硬碰撞和软碰撞。 硬碰撞是指实体与实体之间的交叉碰撞。 软碰撞是指实体间实际并没有碰撞，但间距和空间无法满足相关施工要求。例如空间中的两根导管并排架设时，因为要考虑到安装、保温等要求，两者之间必须一定的间距，如果这个间距不够，即使两者之间未直接碰撞，但其设计是不合理。,1、碰撞类型,二、碰撞检测,2、案例分析,B1层机电管综模型,进行碰撞检测时，要事先制定碰撞检测的优先级，并遵循检测优先级顺序进行检测:即首先进行土建碰撞检测，然后进行设备内部各专业碰撞检测，最后进行对结构与

44、给排水、暖、电等专业碰撞检测。碰撞检测完成后，即时调整或重新布局有碰撞的地方，并修改设计模型。通过碰撞检测不仅能够保证工程的进度、质量和成本，而且能够为后期运营使用带来效益。项目中常见碰撞检测包括以下内容： （1）建筑与结构专业的碰撞 （2）设备内部各专业碰撞检测 （3）建筑、结构专业与设备专业碰撞,二、碰撞检测,梁与门碰撞,排风管与给排水管碰撞,多处管线碰撞,空调排水管与结构梁相撞,二、碰撞检测,二、碰撞检测,二、碰撞检测,二、碰撞检测,剖面1参考,三、净高优化,管线净高优化是用来解决管线综合设计过程中因设计人员过失导致在某个区域内的净空不满足设计规范或使用的要求。 应用BIM技术进行净高控

45、制，通过建立一个标高检查过滤器，依据要求设置好相应的最低管线标高，设置过滤器所显示的颜色，应用过滤器后低于设置标高的管线即会通过相应的颜色显示出来；建立一个天花板平面，按要求设置好天花板标高，通过碰撞检测功能检测天花板跟管线之间的碰撞问题，即可查询不满足净高的区域位置。,三、净高优化,如图所示，为某地下室优化前MEP布置方案，系统最低处到该层楼面的高度3m，不能满足日常货车行驶需求，利用BIM技术进行分析，发现风管、水管、桥架布置混乱，未充分利用空间，优化后将水管和风管进行分层布置，充分考虑水平和垂直空间，最终系统最低点到楼板净空提高了0.14m。,1、案例分析,调整前,调整后,三、净高优化,

46、为保证整体净空能够完全满足使用需求，可利用设置好参数的货车模拟漫游，检测货车通过碰撞点，及时发现净高不足或碰撞位置。 空间布局是在对所有机电管线碰撞检查且进行调整完之后所考虑的方案，这是运用了BIM技术的可视化功能。深化设计技术人员能够通过创建的3D模型查看任意构件，并且得到该构件的具体位置和属性。通过BIM技术的这类功能，解放了人类大脑，不再用绞尽脑汁的空间想象，并且弥补了技术人员专业知识的不足，保证深化设计后机电图纸的准确性，这是传统方法所不具备的功能。,1、案例分析,四、综合支吊架设计,传统施工方法是各专业依据深化设计图各自为政，加工和安装自己专业的吊架，其缺点是吊架整齐不一、五花八门，

47、有丝杆吊杆、角钢、槽钢等，设置单独的支吊架就会出现由于支吊架的吊杆过多，导致吊顶上方支吊架无法生根或管线及支架间过分拥挤导致无法设置检修通道等现象，同时各专业管线安装使用单独支吊架时钢材用量大。在安装中通风管道的宽度已经占据了走廊的宽度空间，其他管线的吊架根本无法生根安装，有时不得不借助设备房的墙体作为吊架固定点，造成支吊架管线布局散乱，不能合理利用空间，既浪费材料和人力，且工作效率低，工程进度慢，协调问题多。 借助BIM技术对综合排布完成的管线进行不同专业之间的综合支吊架设计，按照“风上、电中、水下”的布置原则，分层排布在综合吊架的各层横担上，保证管线排部有序，美观大方，避免各机电安装专业施

48、工阶段管路交叉打架、衔接不当造成返工。,五、确定管道洞口,管线在建筑结构中密集排布，肯定需要预留洞口，能否准确的的定位洞口，这是施工阶段重要解决的问题。传统的解决方式是在施工遇到问题之后，由深化设计技术人员通过自己丰富的专业知识以及良好的空间想象能力绘制出大概预留洞口的位置，但是这种方法很容易出现偏差。当运用BIM技术之后，创建的BIM模型能够直观表达机电管线的走向，由此可确定预留洞口的位置，不会出现遗漏、偏差等问题，深化设计技术人员的工作效率得到提升，并且解决了反复检查施工图纸和返工的问题。利用Navisworks软件把建筑、结构及机电模型整合在一起，通过全方位的查看整合后的模型，大概记住需

49、要预留洞口的位置，再利用该软件的碰撞检查功能检查机电管线与建筑结构模型的碰撞点，利用碰撞点准确的对预留洞口定位。,生成预留洞，指导施工 在完成碰撞检测后，通过对穿墙管线的预埋进行优化，为结构施工预留洞提供指导。,地下室预留洞开动套管,3.3 BIM在钢结构工程深化设计及数字化加工中的应用,3.3.1 概述,钢结构工程的实施过程如果要向“流水线化”转变仍然需要在很多方面进行调整。首当其冲的就是：确保数据资料贯穿实施过程的始终。 BIM正好能够在这个过程中承担数据的载体，成为深化设计到工厂加工过程中的重要部分。 在整个加工过程中，为配合BIM数据的识别和调用，所有的设备都优先采用数字化驱动的加工方式，例如数控机械、机器人或机器手等。,3.3.2 BIM和钢结构深化设计的融合,南京火车站工程 钢结构总面积22万m2，构件数量4万件，主站房用钢重量8万t，合计总用钢量（包括站区雨篷、附属钢结构工程）11万t；钢材多是非国标截面，制作复杂。 使用三维设计软件，准确绘制了三维空间模型，并转化成精确的加工图纸和安装图纸，提供了所需的一切精确数据。,3.3.2 BIM和钢结构深化设计的融合,南京火车站工程,图3.5 梁柱节点,3.3.2 BIM和钢结构深化设计的融