BIM技术应用全解析以及BIM如何与绿色建筑合体

一. BIM的优势（BIM让谁吃亏让谁受益）


要不要学BIM，是学Revit还是ArchiCAD？简述一下BIM。BIM这个概念出来好多年了，Revit的不同在哪里？它是一款模型信息准确、全面而且更新高效的软件，这种不同是BIM应用的前提。那BIM是什么？BIM就是利用模型信息的准确、全面以及更新高效性，来帮助设计方，施工方，业主方，监理方强化对工程的把控力。


为什么要用BIM？设计院是要分工的，有建筑，结构，机电（水暖电）。每个专业都要做自己分内的工作，然后大家合力完成一个建筑。举个例子来阐释用BIM的一个原因：


假设这是200年前，我约了ABCD四个朋友来我家聚餐，但是有个条件：每个人必须带一种做饭的工具过来，我们才能做饭。他们无法在到我家之前交流。A想了想，带了个锅，B想了想，带了个锅，C想了想，带了个锅，D想了想，也带了个锅。


每个人都是对的，但这顿饭根本没办法做。没办法，我只好请大家出门下馆子了，花了很多钱。为什么会这样呢？因为大家在过程中对彼此情况不了解，所以对这顿饭没有控制力。


200年后的今天，人类拥有了手机，ABCD四个人出门前就已经分配好了每个人要带的工具，很显然，在这顿饭开始做之前，已经排除了很多意外情况。


Revit等建模软件的意义就类似手机，而BIM则是这种提前沟通并改善的办事方式。因为有了手机，各方都了解其他参与方的情况，从而通过协商，在事情发生之前，提前预知结果并改变结果。实际上就加强了各方对工程的控制力。


有了BIM工具，沟通会更有效率


BIM在多方协同时的优点，它解决了空间冲突和时间冲突。所谓空间冲突，就是你设计的水管穿过了我设计的柱子。那什么是时间冲突呢？有很多种，比如，我的管线还没有放上去，你就把吊顶装好了。


BIM是一种思维方式


现在，我们再来回答开始的那两个问题：


1）要不要学BIM? 只要大家都使用了BIM建模软件，BIM的思维方式就是水到渠成的，不存在学不学习BIM的问题。


2）是学习Revit还是ArchiCAD或是AECOSim呢？选择哪一款建模软件，取决于协作的各方，而不是个人。


BIM让谁不爽了呢？一个工程施工的时候，不停的出现返工和设计变更，导致业主一再增加预算，有一些人是靠设计变更与返工来挣钱的。


为什么现在设计院推BIM也比较慢？所以，国家现在政策上大力推BIM。国家鼓励的，一定是有不乐意的。


二. BIM的应用（在设计和施工中，BIM分别有什么作用）


一个建筑工程里，BIM在每个阶段的应用。我为什么不用“建筑项目”而用“建筑工程”呢？因为，设计院里，画了个图纸，就叫完成了一个“项目”，效果图公司里，P完两个鸟瞰，也叫完成了一个“项目”。但在一个完整的建筑工程里，虽说建筑师是起头的，但只是整个工程成本的零头。何况这点零头还要分给效果图公司的，还有模型公司。


好啦，一个建筑工程的三个时期：设计、施工、运维。


这次只讲设计和施工两个部分，再次细分如下：


1.方案设计


2.扩初


3.施工图


4.细化施工图


5.施工过程


6.竣工验收


前三步由设计方完成，后四步基本由施工方完成。目前，BIM对于施工阶段的作用要明显重要于设计阶段。


第一步（方案设计）


在方案阶段，使用BIM工具，可以更准确的估算各项性能和造价情况。我们常常用ecotect，vasari，fluent，VE，EnergyPlus等软件进行能耗分析、结构分析、采光分析、绿色建筑分析、建筑设计规范检查等。如果这个建筑方案在设计的时候，考虑了光照，就不会在办公的地方有这么刺眼的夕阳。


第二、三步（扩初和施工图）


在扩初和施工图阶段，进行管综检查，提前检查出不同专业之间的碰撞问题。并根据明细表进行造价计算。


根据不同的业主、项目情况和相关政策，设计院会选择需不需要BIM团队参与。比如面积超过多少多少的，一定要用BIM。比如某种类型的建筑，一定要用BIM。但是，业主的决定性也很大。业主如果需要设计方在提交施工图时，一并提交Revit模型。那设计院就会按照合同履行。当然，设计院会额外收取一定的费用。


如果业主要求设计方提供Revit模型和资料。就会将这部分资料连同施工图一并转交给施工方。如果没要求设计方提供Revit模型，那施工方得到的将是施工图，并根据施工图重新建立Revit模型。


目前的情况是，无论设计院是否提交Revit模型，大部分施工方都会重新建模。为什么呢？因为施工过程对Revit模型的准确性和全面性非常依赖，如果设计院的模型不符合要求，那造成的损失就会很严重。你会问，为什么设计院建的Revit模型不符合施工方要求呢？我觉得有三个原因，1）设计方加入的模型信息和施工方需要的信息是不匹配的 2）目前没有什么可靠的检查模型合规性的工具，待会儿我会提一下Solibri这个平台 3）权责不清晰。就算设计院随意建了一个Revit模型，也不用负责任。


第四步（细化施工图）


首先，施工方根据设计方做好的施工图和BIM模型进行Revit建模。这个时候，一般会开交底的会议，也就是设计院会跟施工方说明设计的意图，并且解答施工方对图纸的疑问。这一步要解决碰撞问题，优化管线走向，降低施工难度。


其次，需要进行施工模拟，决定施工方案，我讲自己的看法：


1）施工进度模拟，也就是根据施工方案，做一个模仿施工时的视频，今天到多少层了，需要多少人，多少混凝土啥的。模拟还要细分很多种，比如框架结构砌体结构的施工模拟，竖向运输的方案模拟等，BIM的意义就在于这些新的应用。


2）施工场地的布置模拟，施工时，参与方有很多的，这个设备放在工地的哪个地方，什么时候进入工地，都是要提前决定好的。不然里面全是卡车，都不知道怎么玩了。


3）对于比较复杂的施工点，要出专门的施工方案，阿木在地铁集团做一些BIM的流程设计工作，他们也是单独提出了复杂工序的施工模拟问题。当然，这些都要结合当地的设计规范和施工规范，能够直接指导施工才有意义，所以，BIM工程师必须要有施工经验才能发挥价值。


第五步（施工过程）


在这个过程中，模型和数据库资料会及时更新，不同专业会有所不同。从机电讲，主要有三种：进场，安装，验收。也就是说，施工的时候，场地是被封起来的。我们经常看到一个工地外面封着临时的金属板，写着：施工给您带来的不便，敬请谅解。那些设备审批进入场内是有时间先后的，需要记录在模型上，当然这里可能不仅仅是Revit，还有广联达，鲁班，NW等软件参与。这样，我们就可以随时统计进场设备的数量和具体编码。同理，哪些设备安装了？哪些设备验收了？水管漏不漏水，这肯定是要检验一下的对吧。所以，施工过程中，Revit模型应该及时更新。另外更新的是，施工情况跟上一步模拟的情况有偏差。那么，需要及时记录实际施工的情况，这里多了个铆，那里加了个钉。


有了上面的及时更新的数据，业主方，施工方，监理方可以随时了解进度，成本，现场情况，安全和质量管理等问题。这是非常有意义的。


第六步（竣工验收）


首先，我们要知道竣工模型的用途。咱一个工程做完了，业主和监理要验收合格与否。确定合格之后，业主着急将贷来的钱还给银行，这个建筑就要马上运营起来，好，运营需要维护吧？随便举个例子，某一个设备规定7年之后要更换，这个信息由谁记着？当然是竣工模型来记啦。所以，竣工模型需要的信息要很全面。另外一点，因为施工过程很多地方跟当初施工模拟不同，所以，竣工模型一定要更新到最新的情况。一定要准确。比如一个商场的水管破了，运营单位能第一时间搜索到可以控制它的阀门、水管的生产厂家、出厂日期、安装日期、验收的人是谁、保修期、价格、卖家的联系方式等等。


因此，竣工模型应该是最新最全的模型。


三. BIM的团队


1.目前BIM团队的形式有哪些？


1）全员模式


在很多外企，从设计师开始，全员使用Revit等BIM建模软件。


2）团队模式


目前国内的大多数情况是，设计院都成立了自己的BIM小组，BIM所，BIM研究中心等。也就是说院里其他部门的项目如果需要做BIM模型，都到这个所里来做。设计师不需要会Revit。


3）分散模式


另外一种情况是，在设计部门里，有一两个会Revit的设计师，跟随者设计进度建模。


2.目前涉及的专业有哪些呢？


1）土建专业


土建模型是其他专业的基础，前期要根据图纸建模，后期要根据管线碰撞、施工工艺问题进行协调修改模型。


2）机电专业


机电是一个需要细分的专业，主要包括给水排水暖通电气。在BIM的应用中，管线综合碰撞检查是非常重要的应用，这里主要参与方就是机电专业，他们建好模型，如果发现有管线跟某专业发生了碰撞，就会联系设计师进行调整和优化。


3）幕墙专业


如果需要，幕墙专业是必须的。阿木做过一些幕墙优化的工作，这是一个很专业的领域。国内的幕墙公司比设计院公司可是大多了，远大，江河，三鑫等很多大型公司。阿木上次说的梦清哥就是里面的大神。我要感谢公众号，让我能认识他。另外，幕墙除了负责优化和建模外，也要考虑与其他专业碰撞的问题。


4）钢结构专业


如果有需要，钢结构是单独的专业。常用的BIM建模软件是Tekla，当然还有AutoCAD。


你会说，不是还有绿色建筑，LEED什么的吗？这其实应该是上述专业做的。比如土建做完了，就可以进行结构性能分析，进行LEED评估等。


3.BIM团队的注意事项：


1）Revit是属于团队的。


2）Revit需要统一软件版本。


3）使用工作集或者链接进行合作。


4）BIM模型文件命名非常重要。


5）BIM族的基本参数和参数列表需要确定。


6）族检入数据库时，检查标准需要明确。


7）族的编码工作非常重要，加密也重要，但不是必须的。


8）构件的颜色必须统一规定。


9）团队网络架构很重要。


10）模型的拆分规则要提前设定，不同专业各有不同。这个需要团队的负责人来分配，我做哪个楼层，你做哪个楼层。


11）坐标原点和单位需要统一。


12）不同BIM软件的信息交换需要制定标准。比如用sat，IFC，dxf等。


四. BIM的意义


1. 建筑设计不会学到的BIM


建筑更多时候会关注图纸的绘制，然而，真正的出钱者在乎得更多的是盈利。


业主选择了一个复杂的造型，却一定要在十月一号开始营业。如果错过了这个时间，对他们的损失远远不是我们这点设计费。最后，幕墙的龙骨总是无法准确定位，导致拖了半年多才完工。甲方的项目经理换了好几个。一个工程里，业主担的风险远远大于设计院，你不能苛责人家满足你的设计理想。建筑并不是形式功能的问题，而是资本的产物。


对于一个工程来说，很难把控的部分在于造价，进度，质量，安全。而且非常重要。


造价管理：传统的办法一般是工程开始做预算，结束了做结算。但是因为BIM的出现，然实时统计成为可能，而且还可以根据构件类型、空间拆分进行统计。


进度管理：传统的办法也是有进度管理的，Microsoft Project 绘制的横道图是起很大作用的。但是，这种类文本格式很难准确把控到具体的构件上，通过BIM工具，可以对进度了解的更加细致，也就能出现更及时有效的施工决策。


质量管理：对施工的质量进行管理。不知道大家是否听说BIM浏览器，移动端可以浏览模型。很方便的了解施工情况是否有问题。


安全管理：施工过程中，危险源不停的改变，因为 BIM的存在，我们可以随时辨识出来。传统的方式是指进行一次危险源辨识工作。


2. BIM与大数据


BIM本质是对数据的挖掘应用，这跟大数据并没什么关系。应该怎么解释呢？原来我们会用CAD统计门窗表，BIM可以统计的表可不仅仅是门窗，几乎你想要的什么信息都有，这样就对了解项目，把控工程起了很大作用。但是这些数据信息是关系型的，也有面向对象型和半结构型的。我们要使用的，其实还是那些有关系的数据。这和大数据，非结构型数据是不同的。还没有到那个应用层面。单体建筑涉及的人不够多，相应的数据量就不够。现在常常被提起的CIM（City IntelligentModel），智慧城市，那里面的数据量非常庞大，也更有意义。


3.BIM的未来


最近总被提及的IPD模式是很理想的BIM未来，它的意思是在施工之前，组织设计方、施工方、监理方等诸多参与单位在一起，做出竣工模型。竣工模型就是一个建筑建成后最终的样子，里面包含了非常多的信息。在施工之前，我们已经有了竣工模型，那么，就不会存在设计变更、管线碰撞等问题，接下来的任务就是各方按照计划完成自己分内的事情就好。


这种模式，叫做IPD。推动起来也是很难的。但是，这个世界，什么不难？


五.BIM与绿色建筑


业内人士曾如此说，绿色建筑归结下来是8个字:建筑内外,风、光、热、声。


而在BIM的世界里，绿色建筑意味着：节能达到国家标准,节能计算、能效计算、通风模拟、噪声分析、太阳能利用率等。BIM技术在实现绿色设计方面的优势不容小觑。


据介绍，BIM可用于分析包括影响绿色条件的采光、能源效率和可持续性材料等建筑性能的方方面面，由此可实现最低能耗；“绿色探索”注入高科技力量。也因此，BIM被誉为“工程建设行业实现可持续设计的标杆”。


如今，国内应用BIM的成功建筑案例不胜枚举。NBBJ全球合伙人乔纳森·沃德使用BIM，所设计的中国杭州奥体中心与北京鸟巢体育场体量相当，但用钢量仅为鸟巢1/3；又如，NBBJ计划使位于深圳的腾讯新总部能耗比中国绿色建筑最高标准三星级，再提升30%的节能效率，整座大楼设计耗电量总计节省约12%。


另外，BIM技术在中国成功应用还包括：2008北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁项目等。最新成果包括天津国际邮轮码头、汶川地震纪念馆、上海时代金融中心等。


如今，BIM作为一种全新的理念，已经是一个受到广泛关注和认可的系统性方案，势必对绿色建筑的发展起到重要的推动作用。英国政府日前颁布《BIM执行计划12条》，使得英国在全球BIM应用、标准和服务中占据主导地位;而在国内，绿色建筑与BIM更是如影随形。随着建筑产品资源库的完善、建筑行业设计与技术服务集成平台的搭建，BIM可持续设计技术与BIM集成化应用软件必将在绿色建筑的大数据时代大展身手。


据业内人士透露，为适应我国建筑设计行业BIM技术的快速发展及实施应用，我国建材行业目前正参与国家相关BIM应用技术中建筑材料相关信息的集成开发重大项目，相关信息体系的建立和项目成果的应用实施必将带动建材行业分类细化大数据的现代化，同时，使新型建筑材料技术和产品能更好地通过逐步广泛应用BIM技术快速进入建筑工程领域。BIM的研究和应用对于实现建筑生命期管理，推进建筑业“两化融合”进程，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。绿色建筑正走进BIM的春天里，蹄疾步稳，一个肇始于大数据的故事，正在绿色建筑大业中雄浑落笔。