BIM标准技术（精选7篇）
BIM标准技术 篇1
装配式建筑的核心是“集成”, 信息化是“集成”的主线。对装配式建筑来说, 通过BIM技术可以有效实现装配式建筑设计的管理和控制, 提高装配式建筑设计的效率, 促进装配式建筑进一步发展。
1 装配式建筑和BIM技术概述
装配式建筑就是“搭积木式”造房子, 把在工厂流水线上制造完成的主要构成部分, 如墙体、梁、柱、楼板等零部件, 现场拼装到一起组建成房屋, 实现设计多样化、功能现代化、制造工厂化、施工装配化, 是通过“三化” (标准化、产业化、信息化) 方法来建造、使用和管理建筑, 促使建筑业从传统建设方式向集约、节约、环保、绿色、科技等现代化方式转变。
BIM为建筑信息模型 (Building Information Modeling) 的简称, 该模型的创建以建筑项目中的各类数据、信息为基础, 再通过数字信息虚拟仿真建筑物的实际真实信息, 呈现的方式是数据库+三维模型, 具有协调性、优化性等特点, 它是一种依托于建筑信息使用与分析的软件工具的协作性工作方式。作为建筑工程项目设计建造管理的数字化工具, BIM技术通过参数化的模型整合项目的各类相关信息, 从项目策划开始, 直至生产、施工、运行和维护的全过程中进行数据及信息传递和共享, 提高项目建设人员对建筑信息的认识、理解及应对的实效性, 为建设方、设计方、生产方、施工方等相关方提供协同工作的基础和平台, 从而促进生产效率提高、成本节约和工期优化。
2 装配式建筑设计中BIM技术运用的优点
与传统的建筑结构设计不同, BIM技术更加的直观、立体、形象, 特别是针对装配式建筑这一特殊的结构而言更是如此。通过BIM技术的运用, 设计出来的图纸可以便于各部门了解项目的概况, 帮助技术人员更加全面的了解和认知自身的职责, 在具体的工程实践中做好必要的配合与协商, 工程的管理者可以按照其给出的模型制定出可行性较强的施工方案, 这些优势都是传统设计方法无法比拟的。通过BIM技术的模块化处理, 可以很好的实现建筑结构各部位的分散与组装, 这种方法在目前的实践中均有例寻, 且效果明显, 但是, 针对不同区域装配式建筑结构的设计也要进行相应的调整与改进。
3 BIM技术在装配式建筑设计中的应用方法
3.1 户型内设计
通常情况下, 建筑设计师会根据不同户型的功能要求来具体选择相应的户型, 首先对户型的结构进行考虑, 然后根据具体的结构再选择具体的户型。当户型确定以后, 就会根据其功能以及结构的具体设计方案来设置设备模块。在这个过程当中, 设计师需要在建筑结构当中协调, 从而防止不同结构和构件之间发生碰撞或者是剐蹭, 从而带来不必要的损失。也就是说, 设计时不仅要完成对户型内区域功能的划分, 同时还要对受力构件进行科学合理的布置和协调, 最大程度上地保证设备的移动过程当中不会发生碰撞。在户型内, 设计是剪力墙的体系设计基础, 同时也是模块化设计过程当中的重要一个环节, 其工作量可以说是最大的。一个标准化的户型库能够有效提升协同设计的工作效率, 为模块的精准实施提供有利条件。
3.2 户型间设计
上文笔者提到, 所谓户型内设计就是指完成户型内部的功能划分, 以保证其建筑、结构、设备之间的无碰撞和高度协调, 同时也保证设计的精准性。而户型间设计则与此不同, 它主要是指设计师将户型进行初步的选择之后, 通过一些结构借口来组成一个完整的建筑单元。在这个过程中要注意, 这个结构接口应当能够传递户型功能。建筑结构是诸多构件通过有机整合的方式形成的一个整体, 且其中的细分户型都具备各自独立的功能, 但是它们之间也具备一定的联系。这个共享的构件就被称为接口。接口不仅仅只是作为建筑系统的一部分存在着, 而是承担着不同户型之间串并联设计的媒介的功能。在接口的联系下, 建筑模型才能够完整。
该项设计主要要解决的问题就是接口。接口的共享部位主要分为两大类, 分别是重合接口和连接接口。其中, 重合接口是指共享部位呈现出重合状态, 而连接接口是指共享部位呈现出非重合状态, 因此需要额外的外部构件进行连接。在剪力墙住宅体系当中, 不同的建筑以及不同的户型之间的接口大多数属于重合接口, 而在设备户型之间的则主要是连接接口, 这是由于其不同的位置和性质决定的。此外, 不同重合部分的构件也有着不同的差别:在建筑户型之间, 主要有内墙和内隔墙是重合的;在结构户型之间, 则主要是暗柱和剪力墙重合。通常, 要解决户型之间的接口问题, 就需要在设计阶段将重合接口中的重叠构件进行删除, 这样才能够最大程度上保证建筑的精准性和完整性。在对构件进行删除时, 需要注意, 重合的构件会有长短上的差异, 此时应当保留较长构件, 删除较短构件。
3.3 标准层设计
标准层设计是将户型之间功能的完善。一个完整的建筑层应包含多个构件, 主要包括楼梯间、走廊、空调板等。此外, 还包含了一些其他的非标准的构件。标准层设计需要对户型的对称问题加以重视。通常, 在建筑的设计过程中, 需要认真考虑各种负荷的接触作用, 对建筑进行结构设计的根本目的就自爱与解决其受力不平衡的问题。在任何建筑的结构体系中, 一个对称的设计都能够解决承重构件的受力问题, 并且能够给人以直观上的坚固的心理暗示。所以, 在建筑的设计过程当中, 可以对对称户型按照轴线直接复制下来。但是同时也要注意, 复制镜像对称的户型很有可能会造成构件重合, 因此必须要对重合的构件进行合理的处置, 一定要删除多余构件。
住宅建筑设计一般包括首层、标准层、设备层等, 其中标准层所占比例最大。因此可以首先设计标准层, 其余层级可以按照该层进行复制。要借助BIM技术对建筑的结构和设备层进行协调设计。
3.4 建筑整体的协同设计
协同设计主要是指, 设计师把预先设计好的标准层、设备层等层级设计好之后, 将连接各个层级的构件以及其他附属的构件也添加上去, 从而组成一个完整建筑设计的这样一个综合过程。具体来讲, 就是把断层的功能通过构件之间的连接, 使之成为一个功能完整、质量合格的建筑。并且要注意的是, 在协同设计的过程中, 要保证其内部的建筑和结构之间有着高度的协调性。
协同设计主要工作就是完善标准层的相关功能。在一栋建筑当中, 通常会包含着标准层以及保证其正常连接的构件。标准层是建筑的基础, 其余层级只有在它的基础上, 才能够通过积木的方式来构成一个完整的建筑。一般情况下, 每个结构层和建筑层都具备不同的功能, 各种功能相对独立。但是设备层不同, 很难保证设备层的管线系统的完整性, 只有通过自上而下的方式进行连接才能保证。简单来说, 建筑的户型设计主要就是将各个功能的组建进行设计和连接;而标准层设计则是把呈现水平状态的功能组件相连接;整体协同设计则是将呈现竖直状态的功能组件相连接。通过这三种设计活动, 才能够完成一个完整的建筑功能。其协同设计包含了两类, 主要包括专业内协调设计和专业间协调设计。专业内协调设计的主要工作范围是专业内部, 对其进行进一步的深化设计, 从而满足建筑的功能要求;而专业间的协调设计则是主要进行碰撞测验, 同时还要对设计进行调整, 依照设计和规范来满足住户的需求。协同设计则是进行参数化设计, 在设计源头上减少错误, 提升设计质量。
4 结语
总而言之, 通过BIM技术, 实现了装配式建筑设计的科学性, 有效的提升装配式建筑整体建造水平。
参考文献
[1]王娇.探究BIM技术在住宅建筑设计中的应用[J].城市地理, 2015, 10:99.
[2]樊则森, 李新伟.装配式建筑设计的BIM方法[J].建筑技艺, 2014, 06:68-76.
BIM标准技术 篇2
随着建筑业的飞速发展,BIM技术的广泛应用已成为一个大趋势。传统专业培养方案的缺陷一直制约着工程管理学科的发展。BIM技术的应用,给工程管理的教学改革提供了一个很好的平台。但目前高校建筑信息化专业建设较少,师资力量薄弱,BIM专业应用人才培养等问题日益凸显。我们必须尽快将BIM技术充分融合到工程管理专业,培养更多专业的工程管理信息化人才,更好的服务于整个建筑行业。
2 BIM融入工程管理教学改革的必要性
BIM技术的融入是建筑业行业发展的需要,随着中国城镇化进程的加快,国内建筑业高速发展,BIM技术在建筑业的快速渗透与广泛应用已成为必然。
近几年,政府和企业都在推动BIM的发展。住房城乡建设部在建筑信息模型应用指导意见的推行中表示,到2020年末,以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率达到90%:以国有资金投资为主的大中型建筑;申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。到2020年末,以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率达到90%:以国有资金投资为主的大中型建筑;申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。可见,BIM在整个行业中的地位与日俱增。
3 BIM技术的融入是紧跟时代的信息化人才培养的需要
工程管理信息化的步伐越走越快,各类软件的应用已经非常普遍。大数据时代的到来让工程管理改革如火如荼。企业需要大量的BIM技术人才。因此工程管理专业人才的培养,必须紧跟时代,培养高素质、信息化的全面发展的高精尖的行业人才。
建筑类应用型高校自身发展的需要,而对于应用型高校来说,在专业教学上更侧重应用能力。在培养学生时,不能纯靠理论教学,必须增强学生的动手能力,所设立的专业有自己的特色,紧跟行业要求。工程管理专业是目前较为热门的本科专业,进行应用技术型的改革迫在眉睫。
在BIM的实际推行中发现,BIM的推广遇到的局限性很多,其中一个根本原因就是人才的短缺。对应的解决办法就是由高校向外大量输送掌握BIM技术的高端人才,以解决遇到的BIM推行中的瓶颈问题。因此我们需要抓住这个机遇,尽早的把BIM融入到工程管理专业的教学中来。
4 BIM应用于工程管理教学改革的具体措施
专业课的设置,BIM课程体系设置时,充分考虑现有的专业课程。工程管理专业可以融入BIM技术的课程包括:土木工程概论、工程管理概论、建筑制图、房屋建筑学、建筑材料、建筑结构、建筑CAD、工程项目管理、工程造价、建筑施工技术、课程设计、毕业设计等。
根据BIM发展现状,理论结合实践,将基于BIM的斯维尔造价软件、REVIT、PKPM、NAVISWORK等软件用于教学,我们可以开设以下BIM课程:BIM发展前沿、BIM3D设计、基于BIM的建筑设计、BIM与建筑结构、基于BIM的建筑施工技术、基于BIM的项目管理、基于BIM的建筑设计、基于BIM的质量管理、基于BIM的进度管理、基于BIM的工程造价软件学习、基于BIM的招投标文件编制、基于BIM的成本管理、基于BIM的安全管理。
4.1 课程设计、毕业设计
课程设计、毕业设计在高校教学过程中占有重要的地位,尤其是应用型本科高校。课程设计的过程会涉及到较多的专业课程内的知识,起到串联、巩固的作用。而毕业设计是本科教学过程的最后实践环节,学生通过实践学习,将理论与实践相结合,是自己四年学习的一个总结和升华。将BIM技术与课程设计以及毕业设计相融合,让BIM技术贯穿到四年本科教学的始终,使学生具备更扎实的专业基本能力,提高综合能力,为学生就业奠定坚实的BIM技术基础。
4.2 产教融合式BIM实训平台建立
(1) BIM实验室的建立。引进BIM+VR技术。VR(Virtual Reality,即虚拟现实,简称VR)综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。该技术提供的虚拟环境,加强了具象性及交互功能,提升BIM应用效果,从而推动其在建筑设计加速推广使用。(2)加强BIM校内外实训基地的建设。BIM实训是为企业培养和发现顶尖复合形人才的过程,也是高校教学体系的中心内容。可以突出办学特色、提升人才培养质量、创新人才培养模式。加强BIM校内外实训基的建设,可以强化学生对建设工程整体知识的理解,增强学生对专业知识综合运用能力,更有助于民办高校对BIM应用人才的培养和输出。(3)企业定制化BIM人才培养。在新形势、新政策下,民办高校最关键的是培养行业紧缺的应用型人才,而最为有效的途径就是校企合作。不仅可以解决学生就业问题,也可以帮助企业在最大限度节约资源的情况下解决人才紧缺的问题。
4.3 高校教师BIM技术提升
BIM技术的教学,对教师要求较高,需要教师具备相应的专业综合知识,并能熟练的掌握软件的试用技能。目前,掌握BIM技术的高校教师非常少,教师资源稀缺。各大高校也缺少适合自己专业特色的培养目标体系和BIM教材体系。因此各高校应该不断提升教师的技术水平,积极组织教师参加BIM相关培训、讲座,组织教师编写符合学校专业特色的教材。
5 结语
虽然在现有的工程管理教学体系中融入BIM技术,这一教学改革会有诸多挑战。我们将从课程体系的设置、实训平台的建立、师资储备等各个方面进行改革,培养掌握BIM技术的高精尖行业人才,为企业服务,为社会服务,为教育服务。为了建筑行业的可持续性发展,为了应用型高校的发展与前景,这一改革势在必行。
参考文献
BIM标准的现状及其发展 篇3
标准是判断和衡量客观事物好坏的客观准则。所谓标准化, 就是在一定的范围内 (行业内) 获得最佳秩序, 为解决实际存在的或是潜在的问题而制定共同的重复使用的规则的活动。标准化随着生产力的发展而发展, 任何一项新的技术或工艺的出现都会导致标准化的发展和进步, 标准化的发展处于被动状态, 只有促进科技发展和社会进步才能使标准化不断地发展、进化和完善。
我国的传统工程建设体系虽然基本完善, 但从2002年来, 国际建筑行业兴起了以BIM (Building Information Model) 为核心的建筑信息化应用。在设计行业中, 采用基于BIM的CAD软件, 不仅包含原二维CAD软件的全部功能, 而且绘制工程图纸的基本元素不再是CAD中的点、线、弧、图块等基本的几何图形, 取而代之的是墙、门窗、梁柱等建筑专业构件, 使用专业的建筑语言来描述建筑信息。BIM的出现使我国传统的工程建设标准面临严峻挑战。
BIM虽然具有许多优势, 但是目前国内外对BIM认识千差万别, 缺乏一个统一的标准, 使BIM各国及各个项目参与方无法进行信息交互, 在很大程度上制约了BIM的推广, 因此必须建立统一的标准体系 (BIM标准) , 使各方信息能够对接, 充分发挥BIM的优势, 推动建筑业进入新的阶段。
2 BIM标准研究现状
目前, 国际上一些发达国家对BIM标准的相关研究已经开始, 并已经取得初步的成绩。1997年, IAI (Industry Alliance for Interloper ability) 组织发布了IFC (Industry Foundation Classes) 信息模型的第一个完整版本。基于IFC标准制定了BIM应用标准-NBIMS (National Building Information Model Standard) 。NBIMS是一个完整的BIM指导性和规范性的标准, 它规定了基于IFC数据格式的建筑信息模型在不同行业之间信息交互的要求, 实现信息化促进商业进程的目的。
日本建设领域信息化的标准为CALS/EC (Continuous Acquisition and Lifecycle Support/Electronic Commerce) 标准, 包括:建立建设领域信息化框架、研制相应的标准、开发相应的系统、进行示范应用、进行实际应用。相应的标准研制和系统开发基本已经完成, 并投入使用, 原先制定的阶段性目标已经如期实现。
我国针对BIM在中国的应用与发展进行了一些基础性的研究工作。2007年, 中国建筑标准设计研究院提出了JG/T198-2007标准, 该标准规定了建筑对象数字化定义的一般要求, 资源层, 核心层及交互层。然而我国还没有形成一个完整的可以指导行业的数据协议标准, 软件产品没有标准数据规范则无法实现资源、成果共享, 自然也就无法融入BIM软件大家族。
现阶段我国正在编制《建筑工程信息模型应用统一标准》, 在该标准基本准则的基础上制定各层次的BIM标准。从专业BIM到阶段BIM, 再到项目全生命期BIM, 是中国BIM标准编制的技术路线。
3 我国BIM标准研究
3.1 BIM标准的应用基础分析
BIM在中国的有效应用与推广主要依赖于以下三个方面:
BIM平台软件的开发。功能强大和符合应用习惯的软件工具组成一个统一的符合建筑产业规则应用平台, 这是BIM应用成功的前提和动力。
BIM数字化资源的建立。在数字环境下建造建筑物体, 数字构件是最重要的部件和基础资源, 无论是数量还是质量应当与实体建筑完全一致, 才易于选用。
BIM应用环境的改善。BIM应用成功还取决于硬件环境的改善及应用者的认同和认可, 以及完善的培训和考评条件。
这三个方面的全面协调发展, 以及建筑业各相关方在全生命周期的相互交流和全面沟通不可能靠各企业、用户的自发行为, 而是需要在在标准化的环境下才能实现。即在中国建筑行业标准和规范的范畴内建立符合中国建筑行业特征的数字化标准。
3.2 BIM标准的基本体系
同我国传统的工程建设标准一样, BIM标准应主要包括三个方面的内容:
3.2.1 技术规范即信息交换规范, 主要包括引用现有国家和国际的标准和标准体系。基本内容包括:中国建筑业信息分类体系与专业术语标准、中国建筑领域的数据交换标准、中国建筑信息化流程规则标准等相关内容。
3.2.2 解决方案, 主要针对中国BIM数字化资源问题, 应用支持BIM的软件制作BIM数字构件资源。制作符合BIM标准的数字化建筑构件资源, 不同的BIM可以通过不同的方式来完成, 每个构件资源可以具有不同的尺寸、形状、材质设置或其他参数变量, 需要符合BIM技术规范中对数字构件的要求。
3.2.3 应用指导, 主要是协助用户理解和应用BIM, 使BIM更加普及, 可操作性变强, 并利用技术规范来制作构件, 并用我们提出的BIM标准构件来搭建和使用BIM模型。符合BIM的建筑信息模型可以进行根据流程规则导入/出符合中国现有规范的各种建筑物理性能分析的信息模型见图1。
4 BIM标准制定的建议
4.1 存储格式的确定。采用IFC文本存储的方式性能较差, 而且不容易按需读取。BIM数据将会包含各个阶段的数据, 每种软件对数据的需求都不完全一样。采用数据库的方式会比较合理一些。建议开发对存储格式读写的接口模块。
4.2 配套标准和关联标准的建设和修订。BIM标准的成功实施, 其中一个很大的难度在于牵涉到相关标准太多, 这些标准都是基于原有过时的技术制定的。要协调行业各个标准的配套, 否则BIM标准还会有很多很大的障碍。如当前各地造价、定额规范中的工程量计算规则, 是为了手工计算的方便, 进行了很多简化, 这种简化使基于BIM的工程量解决方案增加了复杂度和难度, BIM解决方案按实体、按实际计算更容易实现, 也更合理, 更容易实现数据的传输。
4.3 BIM标准是全行业使用的标准, 不应与现行的国家标准、行业标准不兼容的标准出台。近年, 地方主管部门为自己利益, 出台了众多的地方信息化标准, 严重阻碍了建筑行业信息化的发展。
4.4 加强组织落实, 目前国内的大多数项目参与者还不了解BIM, 不知道BIM给建筑业带来的巨大变革。
摘要：本文对BIM (Building Information Modeling) 优势的分析和研究, 介绍了BIM在我国的发展历程及现存的IFC标准的适用性, 总结了阻碍BIM在中国推广应用的阻力, 并提出简单的BIM标准制定体系来解决现实中存在的问题, 最终给出相关的建议促进BIM标准的完善。
关键词：BIM,BIM标准,IFC
参考文献
[1]杨瑾峰.工程建设标准实用知识问答[M].北京:中国计划出版社, 2004:3-4.
[2]中国标准化研究院.中国标准化发展研究报告[M].北京:中国标准出版社, 20011:2-3.
[3]王.BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D].西南交通大学硕士学位论文, 2011:21-29.
BIM标准技术 篇4
这些问题产生的原因很大程度上是标准的缺乏。随着住房和城乡建设部《2012年工程建设标准规范制定修订计划》中规定的4本BIM标准制定计划的发布, BIM标准正式进入国家科学的标准体系, 这对于中国BIM技术、标准、软件协调配套合理发展起到促进作用。
作为企业自身的企业级BIM实施, 在国家标准正式推出之后, 可结合自身业务特点, 加以改进、细化。在现阶段, 国家标准尚未正式推出, 企业也可结合实际项目, 开展项目级标准制定, 为企业级标准的制定铺路。选取我院标准建设中的初步成果加以介绍, 供读者参考。
1 BIM实施标准
1.1 软件平台说明
目前可以进行施工进度管理的软件有很多, 使用率最高的模型软件为Autodesk公司的系列软件。Autodesk Navisworks软件有兼容绝大多数图形格式和工程进度格式、数据结构易于二次开发、整合功能强大等优点, 故进度模拟平台选用Navisworks软件较为合适。
1.2 建模方法要求
在建模过程中总结出可以提高模型直接用于施工模拟的方法, 提高工作效率, 比如:墙体、柱结构等跨楼层的结构, 建模时必须按层断开建模;墙、梁、柱、板之间不进行几何连接相互独立。临时设施根据需要建立。
1.3 建模深度
施工进度模拟可能会在施工图设计完成后, 也可在深化设计与专项设计完成后, 不同阶段的模型深度是不同的。根据不同专业特点, 给出2种深度标准, 以供不同阶段施工模拟选用 (见表1) 。
1.4 进度编写要求:
进度表的编写主要以满足实际工程需要为主, 同时兼顾进度模拟要求。主要有以下几方面要求, 包括任务名称、任务编号 (代码) 、计划开始时间及计划结束时间。
1.5 模型、构件、任务命名要求
模型文件命名的形式为:
[项目名称]_ (区域) _[专业分类]_[楼层]。
其中, 项目名称用拼音首位字母大写表示;各专业分类取指定代号, 建筑为A、结构为S;楼层的地下部分用B表示, 地上部分用F表示。
构件命名的形式为:
[专业]-[类别]-[尺寸]。
工序及任务命名的形式为:
[项目名称]_ (区域) _[专业分类]_[楼层]_ (定位描述) _[工序]。
命名形式的制定, 实现了施工进度模拟实施前的标准。在总承包项目中, 从设计到施工均要求采用BIM技术, 用于施工进度模拟的模型必须依照上述标准建立。
2 案例应用介绍——上海闵行浦江大型居住社区配套沈杜泵站工程
2.1 方案到施工图设计与BIM模型建立
本项目从方案投标阶段开始应用BIM技术, 包括场区的总体规划、项目的工艺流程及单体建筑的造型都用BIM技术手段完整表现。在设计阶段, 各专业的设计直接在三维环境下进行, 所有图纸通过BIM模型建立后生成。为整个项目周期BIM应用链的畅通打下坚实的数据基础 (见图1) 。
2.2 施工阶段模型准备
以往BIM模型到施工图阶段就可作为成果交付业主, 为了使模型更好地服务施工, 在设计模型的基础上进行深化, 包括装饰面层、幕墙连接件、结构钢筋等精细呈现。随着设备型号的选定, 设备的外形尺寸、设备留洞等方面尽可能准确, 真正达到施工深化的要求。
考虑施工的工序, 将构件进行拆分, 调整模型实体的剪切与合并关系, 既是模型梳理的过程, 又使模型在施工模拟时具有操作性。
作为施工前最后一道关, 将处理好的模型进行碰撞检测, 在Navisworks软件中将各专业模型进行整合, 构件与构件间的冲突可以清晰地反映, 及时调整。通过处理, 最大程度避免实际施工时因构件冲突造成的返工, 体现出BIM作为工程质量控制手段的优势 (见图2) 。
2.3 施工进度编排与4D模型生成
使用Microsoft Project为项目创建施工进度表 (见图3) , 进度表中标明每项任务的持续时间, 整个项目进度可以分为130多个任务。每项任务的命名都依据上述的“工序及任务命名标准”, 例如“二层1-5轴梁”。
把整理好的施工进度表数据和各专业的BIM模型数据分别在Navisworks软件中集成。在Navisworks软件中根据进度表中各个工序的施工对象, 将模型分组归类, 形成构建选择集并和Projcet进度表关联, 最终成为真正的4D模型。
2.4 进度管理
在Autodesk Navisworks环境中, 可以对本项目的施工计划和实际进度进行4D动态模拟。在进度表中加入实际工程进度, 通过软件进度模拟可以直观反映进度的超前 (绿色) 与滞后 (红色) 。使进度管理人员更清晰地把控各工序的进度情况, 及时作出调整。
2.5 与成本关联
在4D进度模拟中的成功应用之后, 我们还尝试将应用拓展到成本联动。在每个工序中加入费用字段, 包括:材料费用、机械费用、人工费用。为工程5D成本管理提供一定的手段, 实现费用与进度同步展示的功能。
3 结语
BIM标准技术 篇5
1.1 概述
法国达索系统公司 (Dassault Systémes) 是产品生命周期管理 (Product Lifecycle Management, PLM) 解决方案的主要提供者, 与达索航天公司 (Dassault Aviation) 同属于法国达索集团。达索系统专注于3D技术和PLM解决方案已超过30年, 并一直与全球各行业中的领袖企业合作, 行业跨度从飞机、汽车、船舶直到消费品、工业装备和建筑工程。
达索系统的全生命期解决方案是由一系列的3D设计、分析、仿真和商业智能软件所组成, 服务于企业的各个流程, 既包括工程设计、优化、制造、安装, 也包括项目管理、商业运营以及供应链管理等。这其中包含数百种丰富多样的应用模块, 用户可根据具体业务需求, 选择不同的模块进行组合配置。在建筑工程行业, 最常用到的达索软件包括以下几大类:
(1) 设计建模类:以CATIA品牌为主, 是参数化3D建模设计工具;
(2) 施工仿真类:以DELMIA品牌为主, 是施工仿真和优化工具;
(3) 计算分析类:以SIMULIA品牌为主, 是通用有限元计算工具;
(4) 协同管理类:以ENOVIA品牌为主, 是项目管理和协同工具。
1.2 3D体验平台的特征
达索系统之所以能在众多行业中取得成功, 一方面借助于先进的三维设计和仿真工具, 另一方面也依赖于灵活、强健、可靠的数据管理平台, 可在同一个平台中管理从设计到制造、安装、维护全流程的数据。2014年, 达索系统发布了最新的“3D体验 (3DEXPERIENCE®) ”协同平台 (简称3D体验平台) , 以及基于该平台的一系列行业解决方案。3D体验平台具有如下特征:
(1) 基于云的系统架构。3D体验平台既提供企业云版本也提供公有云版本。在美国、欧洲等市场, 达索系统已通过公有云方式提供软件服务, 而在中国市场, 达索系统目前提供的主要是企业云版本, 即将中心系统部署在企业自身的服务器上。但无论是哪种方式, 用户的3D模型和项目信息都是统一存储于系统服务器, 而不是分散于每台工作站。因此, 只要用户能通过网络接入系统, 无论何时何地, 都能获取最新的准确信息开展工作。3D体验平台的技术架构见图1。
(2) 在数据库中管理BIM信息。传统的BIM软件往往把所有信息放在文件中存储, 这样既不便于管理也不便于共享, 因为很难从文件外部获取每个构件的准确信息。而3D体验平台将BIM信息以构件为单位存储在数据库中, 同时将所有相关信息都可以关联在构件对象之上。因此, 可以依据构件清单进行BIM信息的浏览、查询、统计和编辑, 甚至无需打开整个三维模型。在网络浏览器中查询构件清单及属性信息见图2。
(3) 内建的协同工作模式。不同的项目成员, 只要登录到网络平台上, 就能按相应的权限进行并发式的协同设计、分析和管理工作。为此, 3D体验平台内建了协同作业机制, 包括人员角色与权限管理、数据版本管理、对象锁定保护等一系列功能, 保障多专业、多工种的团队能够实时在线地协同工作。
(4) 整合一致的用户体验。在3D体验平台上, 达索系统实现了前台和后台的双重整合:后台的所有数据存储在同一套数据库内, 不同人员、不同软件模块都共享同一数据, 不再需要交换数据或者转换格式;而前台的各个应用模块都基于同一个3D图形平台, 因此可实现同样的操作方式和图形效果, 而不需要在不同的图形平台之间切换。基于“IF WE罗盘”的客户端用户界面见图3。
2 实现可定制的BIM数据标准
3D体验平台提供了强大的BIM数据标准管理功能, 支持企业或者行业根据自身需求部署定制的数据标准。在建筑工程的全生命期中, 有大量人员要根据各自的需求来输入、获取、查询和管理BIM信息。因此, 需要有统一的数据标准, 从而保证不同人员以相同的数据语言进行沟通, 保障信息交流的一致与可靠。达索系统的3D体验平台支持用户根据企业或行业的需求来自定义数据标准, 并在项目生命期中贯彻实施。
系统使用的机制和术语定义见图4。
(1) 标准定制包 (Package) :是由一套对象类型和属性扩展集组成的数据标准, 例如可以把IFC标准封装成一个标准包。一个BIM项目可以应用一个标准包, 也可同时应用多个标准包。
(2) 对象类型 (Type) :表示一个具体的产品类别, 例如门、窗、柱子等。一个标准包中通常包括多个对象类型。不同的对象类型之间还存在着两种不同的相互关系。继承关系:由父类型派生出子类型。例如从“桥”派生出“斜拉桥”和“连续梁桥”。这种关系中, 父类型的属性通常都会被子类型自动继承;聚合关系:一种类型的对象是由其他类型装配而成。例如“桥”是由“桥墩”、“桥台”和“梁”装配而成。这种关系中, 装配体和零件之间的属性未必相同。
(3) 属性扩展集 (Extension) :一组相关属性的集合, 可根据应用场景加载到对象类型上。建议把相关属性封装成扩展集, 以便于管理和应用。例如, 可以把设计阶段用到的属性封装成“设计信息”扩展集, 而材料采购阶段用到的信息封装成“采购信息”扩展集, 这样就可以在生命期的不同阶段快速在对象类型上加载不同的信息。
(4) 属性 (Attribute) :产品的一种特性或参数, 例如材质、颜色、生产厂家等。可以为每个属性指定它的数据类型, 例如长度、面积或者日期类型。
在3D体验平台上, 不仅可以灵活地定义对象类型和属性, 还可以定制其行为特征。例如:某个对象类型允许加载哪些属性扩展集;某个扩展集可以加载到哪些对象类型;在创建对象时缺省使用哪个属性扩展集;创建对象之后可以加载/去除哪些扩展集;根据不同的应用场景自动加载/去除属性扩展集;根据设计参数和公式自动计算出属性值 (可根据几何尺寸自动计算体积, 根据材料密度自动计算质量等) 。
有了这样的机制, 才能保证在建筑工程生命期各阶段的信息都能被准确捕捉, 并以结构化的方式存储于BIM系统内部, 随时被查询、统计和处理, 满足各种专业、各种流程的应用需求。
3 达索系统对IFC标准的支持
达索系统3D体验平台不仅提供了对BIM数据标准的支持机制, 更进一步, 在其土木建筑行业模块中还预置了基于国际标准IFC编制的AEC数据标准, 其中定义了各种BIM对象类型 (例如门窗、楼梯、幕墙等) 及相关属性, 并提供了IFC数据导入/导出接口。3D体验平台内置的数据标准与IFC4兼容, 而导入/导入接口遵循IFC 2×3标准 (这是考虑到行业内大多数软件导入导出的都是IFC 2×3标准) 。通过IFC标准, 既可在3D体验平台中创建含有丰富信息的BIM模型, 也可把多种业界软件创建的BIM模型导入到3D体验平台进行管理。通过IFC格式将Revit模型导入到达索平台 (见图5) 。
针对民用建筑行业, 3D体验平台中预置的标准IFC已经能够基本满足BIM数据交换的需求。而针对铁路工程行业, 可以在标准IFC的基础上进行扩展, 这方面的工作也正在进行中。在2015年上半年发布的“3D体验”R2015x版本中, 已经针对桥梁领域进行了扩展, 该扩展是基于国际IFC Bridge工作组的现有草案开发的。预计于2015年底发布的R2016x版本中, 将进一步扩展桥梁和隧道方面的标准, 更多的工作还在进行中。
在基础设施领域的IFC标准开发中, 达索系统不仅提供软件方面的技术支持, 同时也积极参与到行业标准编制中。在法国, 达索系统加入了由法国环境部支持成立、40多家公司共同参与的MINn D项目 ( http://www.minnd.fr/ ) , 其目标是研究基础设施领域的BIM数据交换, 包括IFC Bridge标准的编制。在中国, 达索系统与中国铁路BIM联盟在IFC Railway标准方面展开积极合作, 希望为中国铁路行业的BIM技术发展作出贡献。
4 案例研究
市政工程行业与铁路行业有类似之处, 都涉及大量的线路、隧道、桥梁等工程。在此领域, 达索系统与上海市政工程设计研究总院开展紧密的战略合作。上海市杨高南路地下通道项目 (见图6) 是由上海市政工程设计研究总院使用达索3D体验平台设计的一个示范项目。杨高南路 (世纪大道—浦建路) 改建工程的范围从现在的世纪大道延伸至浦建路跨线桥, 全长1.95 km。道路、隧道结构、桥梁 (张家浜桥) 、雨污水排管、交通标志标线、信号灯、通风、监控系统、供配电、建筑、绿化等相关设施及前期绿化与管线搬迁工作的建安费为14.55亿元人民币, 总投资24.7亿元人民币。
该项目全程采用达索公司的3DEXPERIENCE R2015x作为BIM实施平台, 与其他软件平台相比, 该平台具有以下几方面的优势:
(1) 达索平台采用云平台和中央服务器的架构模式, 以此统一项目的数据库, 为这一企业项目的数据安全提供可靠保护。
(2) 支持BIM模型的类型扩展, 在杨高南路项目中采用自定义类型统一部署的方法, 对隧道结构中的侧石、防撞栏、沥青等不同类型的构件进行了统一部署 (见图7) 。对于后期的工程算量及模拟施工仿真提供了很大的便利。
(3) 多专业的实时协同BIM平台, 在项目过程中结构、桥梁、管道等不同专业的设计人员可以在同一平台上进行实时设计任务。这种同步的建模功能可以即时发现设计过程中存在的缺陷, 快速检查模型之间是否存在干涉现象等。
(4) 初步形成了达索平台上的BIM建模流程。当前的软件格式支持大尺寸的100 k M数据模型, 整个BIM范围涵盖前期的方案设计, 中期的详细结构设计, 后期的施工仿真、项目报告及基于Internet Explorer的在线浏览等。
(5) 创新的知识模板库重用功能 (见图8) , 可通过CATIA提供的模板功能快速实现隧道结构中各种构件的实例化, 从而避免重复建模, 提升工作效率。
在项目方案论证阶段, 通过引入BIM技术手段实现该项目设计方案的三维可视化、多方案比选和方案优化, 在项目的系列汇报中取得良好效果;在设计阶段, 采用BIM建模和常规设计并行的方式, 检查设计成果, 保障设计出图质量;在施工招标阶段, 联合设计团队重点突破基于BIM设计模型的工程算量方法, 成功实现从BIM信息模型中直接提取该项目主体和围护结构的混凝土及钢筋算量, 其中65%的算量在与传统计算结果进行复核后, 成为正式施工招标的工程量清单内容 (见图9) 。
5 结束语
BIM标准技术 篇6
BIM软件众多, 从目前来看没有一款软件能够适应铁路行业的所有专业或者铁路生命周期的所有阶段, 为确保各软件间数据的有效交换, 实现铁路专业间及BIM不同阶段的协同应用, 有必要建立铁路BIM技术标准。铁路BIM技术标准分为数据存储标准、信息语义标准以及信息传递标准, 在此主要介绍数据存储标准中的铁路隧道数据存储标准的研究方法和结果, 研究范围主要为目前铁路常用的新奥法开挖的山岭隧道, 包括洞门、明洞、暗洞、设备洞室等隧道结构。
制定铁路BIM数据存储标准的技术方案主要为静态扩展与动态扩展相结合的方法。静态扩展指以现有的IFC4为基础, 定义适合铁路领域新的IFC类, 以此为基础, 铁路隧道BIM数据存储标准的研究内容主要包括:在现有IFC4的基础上进行隧道空间结构单元、构件、零件相关实体类的扩展, 进行隧道空间结构单元、构件、零件常用预定义类型的定义, 对实体或预定义类型枚举进行属性集的定义。动态扩展指通过将实体的Object Type属性赋值为实体类型在《铁路工程信息模型分类与编码标准》中对应的编码, 从而标识实体具体类型。以下主要介绍静态扩展方法。
2 铁路隧道概念模型提出
铁路隧道BIM数据存储标准通过定义通用的隧道结构分类来表达不同形式的隧道。常见的山岭隧道主要由洞门、明洞、棚洞、暗洞、洞室等聚合而成, 在这些隧道结构中包含不同的隧道构件, 具有相似属性的构件可归为一类, 如隧道明洞、暗洞、洞室中都包含衬砌, 可以统称为衬砌结构。
遵循以上理念, 铁路隧道B I M存储标准从空间结构单元、构件、零件3个层次进行实体类的扩展 (见图1) 。隧道整体看作最大的空间结构单元, 定义为隧道 (Ifc Tunnel) , 它由若干空间结构单元聚合而成, 定义为隧道组成 (Ifc Tunnel Part) , 如隧道洞门、明洞、暗洞、洞室等。空间结构单元内部包含隧道构件或零件, 以空间结构单元暗洞为例 (见图2) , 隧道暗洞包含初期支护、衬砌结构、仰拱填充以及沟槽, 这些都称之为隧道构件 (Ifc Tunnel Element) 。
3 铁路隧道概念模型定义
3.1 铁路隧道实体类的扩展
根据上述提出的隧道概念模型, 在现有IFC4的基础上对其进行定义 (见图3) , 其中没有标识颜色的部分为IFC4原有类, 黄色部分表示新定义的隧道空间结构单元, 绿色部分表示新定义的隧道构件, 蓝色部分表示新定义的隧道零件。
以隧道空间结构单元为例, 隧道结构 (Ifc Tunnel Structure Element ) 继承自土木工程结构 ( Ifc Civil Structure Element ) , 隧道结构 (Ifc Tunnel Structure Element) 有2个子实体:隧道 (Ifc Tunnel) 和隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 。隧道 (Ifc Tunnel) 有一个预定义类型 (Predefined Type) 属性, 它的数据类型是隧道类型 (Ifc Tunnel Type Enum) , 还有一个功能类型 (Function Type) 属性, 它的数据类型是隧道功能类型 (Ifc Tunnel Function Type Enum) ;隧道组成 ( Ifc Tunnel Part ) 有一个预定义类型 (Predefined Type) 属性, 它的数据类型是隧道组成类型 (Ifc Tunnel Part Type Enum) 。
对隧道 (Ifc Tunnel) 实体描述的EXPRESS代码如下:
ENTITY Ifc Tunnel
SUBTYPE OF (Ifc Tunnel Structure Element) ;
Pre Defined Type:Ifc Tunnel Type Enum;
Function Type:Ifc Tunnel Function Type Enum;
END_ENTITY;
对隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 实体描述的EXPRESS代码如下:
ENTITY Ifc Tunnel Part
SUBTYPE OF (Ifc Tunnel Structure Element) ;
Pre Defined Type:Ifc Tunnel Part Type Enum;
END_ENTITY;
3.2 铁路隧道实体类的空间结构关系
铁路隧道空间结构单元、 构件、 零件之间的关系见图4。一个铁路项目 (Ifc Railway) 可以有若干隧道 (Ifc Tunnel) , 隧道 (Ifc Tunnel) 可进一步分解成若干个隧道组成 (Ifc Tunnel Part) , 隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 的预定义类型有洞门 (PORTAL) 、明洞 (OPEN-CUTTUNNEL) 、暗洞 (UNDE RCUTTUNNEL) 、洞室 (TUNNELCHAMBER) 、棚洞 ( SHEDTUNNEL ) ; 隧道 ( Ifc Tunnel ) 和隧道组成 ( Ifc Tunnel Part ) 包含各种隧道构件, 不同类型隧道组成包含的隧道构件不同, 如由洞门结构 (Ifc Tunnel Portal Structure) 、仰拱填充 ( Ifc Tunnel Invert Filling ) 、 防水层 (Ifc Waterproof Layer) 组成洞门 (Ifc Tunnel Part.PORTAL) , 由衬砌结构 (Ifc Tunnel Lining Structure) 、仰拱填充 ( Ifc Tunnel Invert Filling ) 、防水层 ( Ifc Waterproof Layer ) 、 找平层 ( Ifc Leveling Blanket ) 、 结构保护层 (Ifc Protective Layer) 组成明洞 (Ifc Tunnel Part.OPENCUTTUNNEL) 等。空间结构单元间的分解关系由聚合关系对象 (Ifc Rel Aggregates) 表达, 构件与空间结构单元间的包含关系由包含在空间结构关系对象 (Ifc Rel Contained In Spatial Structure) 表达。
4 属性集定义
IFC原有属性集不能满足隧道专业需求, 为了更清楚地表达隧道建设过程中的信息, 有必要定义新的隧道专业特有的属性集。隧道属性集主要围绕隧道建设过程中的输入条件、关键参数等定义, 定义内容既要满足专业内、专业间的需要, 又要满足隧道不同建设阶段的应用需要。表1列出了隧道BIM数据存储标准中定义的部分属性集。
5 结束语
铁路隧道BIM存储标准目前已经完成山岭隧道主体结构实体类的扩展以及相关属性集的定义, 形成了比较完整的空间结构体系, 初步满足山岭隧道BIM建模需求, 1.0版预计于2015年12月份发布。
为了有效验证标准的适用性及易用性, 铁路BIM存储标准即将在达索软件中成体系地部署, 铁路BIM标准将第一次从理论走向实践, 届时对标准的认知程度将会有质的提升, 为更好地改进与完善标准创造有利条件。
此外, 通过与国际对接, Building Smart正式接受中国铁路BIM联盟加入该组织, 并承认中国铁路BIM联盟在铁路BIM标准制定方面所做的工作, 加入该组织必将促进中国铁路隧道BIM存储标准早日与国际接轨。
参考文献
[1]Building SMART International Limited.IFC4 Official Release[S].
[2]GB/T 25507—2010/ISO/PAS 16739:2005工业基础类平台规范Industry foundation classes platform[S].
[3]李华良, 杨绪坤, 王长进, 等.中国铁路BIM标准体系框架研究[J].铁路技术创新, 2014 (2) :16-21.
[4]李华良, 杨绪坤, 沈东升, 等.铁路工程信息模型分类和编码标准研究[J].铁路技术创新, 2015 (3) :17-20.
[5]GB/T 7027—2002信息分类和编码的基本原则与方法[S].
BIM标准技术 篇7
1.以联盟名义发布EBS和IFD标准1.0版。
2.发布名称:《铁路工程实体结构分解指南》 (1.0版) 、《铁路工程信息模型分类与编码标准》 (1.0版) 。
3.发布载体:联盟刊物《铁路技术创新》期刊。
4.发布范围:全路公开发行, 其他行业交流赠阅。
5.发布内容:
(1) 《铁路工程实体结构分解指南》 (1.0版) 。共包含轨道、路基、桥涵、隧道、站场、环保、通信、信号、信息、自然灾害及异物侵限监测系统、电力、牵引变电、接触网、给排水、机务、动车、车辆、综合工务维修、大临及过渡工程和迁改工程共20个专业的工点划分原则和EBS分解及编码。暂未包含建筑专业内容。
(2) 《铁路工程信息模型分类与编码标准》 (1.0版) 。由“总则、术语、信息模型分类、信息模型编码、附录”5部分组成。使用“按功能分建筑物、按形态分建筑物、按功能分建筑空间、按形态分建筑空间、元素、工作成果、行为、专业领域、工具、信息、材料、属性、按功能分铁路单项工程、按形式分铁路单项工程、铁路工程构件、铁路工程工项、铁路工程项目阶段、铁路工程人员角色、铁路工程组织角色、铁路工程产品、铁路工程特性、地理信息”共22张分类表组织铁路工程信息模型。其中“表11-按形态分建筑物、表13-按形态分建筑空间、表14-元素、表15-工作成果、表21-行为、表32-工具、表33-信息、表40-材料、表41-属性”直接引用国家标准, 不做扩充或修改;“表10-按功能分建筑物、表12-按功能分建筑空间、表22-专业领域”引用国家标准, 并在适当类目下扩充铁路工程信息;“表51-按功能分铁路单项工程、表52-按形式分铁路单项工程、表53-铁路工程构件、表54-铁路工程工项、表55-铁路工程项目阶段、表56-铁路工程人员角色、表57-铁路工程组织角色、表58-铁路工程产品、表59-铁路工程特性”按照铁路工程特点单独编制;“表60-地理信息”引用《地理信息分类与编码规则》 (GB/T 25529—2010) , 并在“铁路基础设施及营运与管理要素”类目下扩充铁路工程地理要素;在“地层单元”、“含水层”、“地质灾害分布区划地质灾害类型”类目下扩充铁路工程地质信息。
本标准暂时没有包括机务、车辆、机械、运维等专业领域的内容, 铁路工程工具和产品也还不够全面, 将在之后版本中进行补充和完善。
理事单位代表签字: