全是干貨！BIM在工程中的20種典型功能

隨著BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的擴大應(yīng)用，我們廣大BIM從業(yè)者應(yīng)當(dāng)及時更新相應(yīng)的概念信息，繼而有可能把其中的BIM方向應(yīng)用到自己所在的項目中。我們整理了目前最具代表性的20種BIM應(yīng)用方向。

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1.BIM模型維護

根據(jù)項目建設(shè)進度建立和維護BIM模型，實質(zhì)是使用BIM平臺匯總各項目團隊所有的建筑工程信息，消除項目中的信息孤島，并且將得到的信息結(jié)合三維模型進行整理和儲存，以備項目全過程中項目各相關(guān)利益方隨時共享。

由于BIM的用途決定了BIM模型細節(jié)的精度，同時僅靠一個BIM工具并不能完成所有的工作，所以目前業(yè)內(nèi)主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程項目現(xiàn)有條件和使用用途的BIM模型。

這些模型根據(jù)需要可能包括：設(shè)計模型、施工模型、進度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。

2.場地分析

場地分析是研究影響建筑物定位的主要因素，是確定建筑物的空間方位和外觀、建立建筑物與周圍景觀的聯(lián)系的過程。

在規(guī)劃階段，場地的地貌、植被、氣候條件都是影響設(shè)計決策的重要因素，往往需要通過場地分析來對景觀規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套及建成后交通流量等各種影響因素進行評價及分析。

傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、無法處理大量數(shù)據(jù)信息等弊端，通過BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)，對場地及擬建的建筑物空間數(shù)據(jù)進行建模，通過BIM及GIS軟件的強大功能，迅速得出令人信服的分析結(jié)果，幫助項目在規(guī)劃階段評估場地的使用條件和特點，從而做出新建項目最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。

3.建筑策劃

相對于根據(jù)經(jīng)驗確定設(shè)計內(nèi)容及依據(jù)(設(shè)計任務(wù)書)的傳統(tǒng)方法，建筑策劃利用對建設(shè)目標所處社會環(huán)境及相關(guān)因素的邏輯數(shù)理分析，研究項目任務(wù)書對設(shè)計的合理導(dǎo)向，制定和論證建筑設(shè)計依據(jù)，科學(xué)地確定設(shè)計的內(nèi)容，并尋找達到這一目標的科學(xué)方法。

BIM能夠幫助項目團隊在建筑規(guī)劃階段，通過對空間進行分析來理解復(fù)雜空間的標準和法規(guī)，從而節(jié)省時間，提供對團隊更多增值活動的可能。特別是在客戶討論需求、選擇以及分析最佳方案時，能借助BIM及相關(guān)分析數(shù)據(jù)，做出關(guān)鍵性的決定。

BIM在建筑策劃階段的應(yīng)用成果還會幫助建筑師在建筑設(shè)計階段隨時查看初步設(shè)計是否符合業(yè)主的要求，是否滿足建筑策劃階段得到的設(shè)計依據(jù)，通過BIM連貫的信息傳遞或追溯，大大減少以后詳圖設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)不合格需要修改設(shè)計的巨大浪費。

4.方案論證

在方案論證階段，項目投資方可以使用BIM來評估設(shè)計方案的布局、視野、照明、安全、人體工程學(xué)、聲學(xué)、紋理、色彩及規(guī)范的遵守情況。

BIM甚至可以做到建筑局部的細節(jié)推敲，迅速分析設(shè)計和施工中可能需要應(yīng)對的問題。

方案論證階段還可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解決方案供項目投資方進行選擇，通過數(shù)據(jù)對比和模擬分析，找出不同解決方案的優(yōu)缺點，幫助項目投資方迅速評估建筑投資方案的成本和時間。

對設(shè)計師來說，通過BIM來評估所設(shè)計的空間，可以獲得較高的互動效應(yīng)，以便從使用者和業(yè)主處獲得積極的反饋。設(shè)計的實時修改往往基于最終用戶的反饋，在BIM平臺下，項目各方關(guān)注的焦點問題比較容易得到直觀的展現(xiàn)并迅速達成共識，相應(yīng)的需要決策的時間也會比以往減少。

5.可視化設(shè)計

3Dmax、Sketchup這些三維可視化設(shè)計軟件的出現(xiàn)有力地彌補了業(yè)主及最終用戶因缺乏對傳統(tǒng)建筑圖紙的理解能力而造成的和設(shè)計師之間的交流鴻溝，但由于這些軟件設(shè)計理念和功能上的局限，使得這樣的三維可視化展現(xiàn)不論用于前期方案推敲還是用于階段性的效果圖展現(xiàn)，與真正的設(shè)計方案之間都存在相當(dāng)大的差距。

BIM的出現(xiàn)使得設(shè)計師不僅擁有了三維可視化的設(shè)計工具，所見即所得，更重要的是通過工具的提升，使設(shè)計師能使用三維的思考方式來完成建筑設(shè)計，同時也使業(yè)主及最終用戶真正擺脫了技術(shù)壁壘的限制，隨時知道自己的投資能獲得什么。

6.協(xié)同設(shè)計

協(xié)同設(shè)計是一種新興的建筑設(shè)計方式，它可以使分布在不同地理位置的不同專業(yè)的設(shè)計人員通過網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同展開設(shè)計工作。

協(xié)同設(shè)計是在建筑業(yè)環(huán)境發(fā)生深刻變化、建筑的傳統(tǒng)設(shè)計方式必須得到改變的背景下出現(xiàn)的，也是數(shù)字化建筑設(shè)計技術(shù)與快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

現(xiàn)有的協(xié)同設(shè)計主要是基于CAD平臺，并不能充分實現(xiàn)專業(yè)間的信息交流，這是因為CAD的通用文件格式僅僅是對圖形的描述，無法加載附加信息，導(dǎo)致專業(yè)間的數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性。

BIM的出現(xiàn)使協(xié)同已經(jīng)不再是簡單的文件參照，BIM技術(shù)為協(xié)同設(shè)計提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計的技術(shù)含量。借助BIM的技術(shù)優(yōu)勢，協(xié)同的范疇也從單純的設(shè)計階段擴展到建筑全生命周期，需要規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效益的大幅提升。

7.性能化分析

在CAD時代，無論什么樣的分析軟件都必須通過手工的方式輸入相關(guān)數(shù)據(jù)才能開展分析計算，而操作和使用這些軟件不僅需要專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過培訓(xùn)才能完成，同時由于設(shè)計方案的調(diào)整，造成原本就耗時耗力的數(shù)據(jù)錄入工作需要經(jīng)常性的重復(fù)錄入或者校核，導(dǎo)致包括建筑能量分析在內(nèi)的建筑物理性能化分析通常被安排在設(shè)計的最終階段，成為一種象征性的工作，使建筑設(shè)計與性能化分析計算之間嚴重脫節(jié)。

利用BIM技術(shù)，建筑師在設(shè)計過程中創(chuàng)建的虛擬建筑模型已經(jīng)包含了大量的設(shè)計信息(幾何信息、材料性能、構(gòu)件屬性等)，只要將模型導(dǎo)入相關(guān)的性能化分析軟件，就可以得到相應(yīng)的分析結(jié)果，原本需要專業(yè)人士花費大量時間輸入大量專業(yè)數(shù)據(jù)的過程，如今可以自動完成，這大大降低了性能化分析的周期，提高了設(shè)計質(zhì)量，同時也使設(shè)計公司能夠為業(yè)主提供更專業(yè)的技能和服務(wù)。

8.工程量統(tǒng)計

在CAD時代，由于CAD無法存儲可以讓計算機自動計算工程項目構(gòu)件的必要信息，所以需要依靠人工根據(jù)圖紙或者CAD文件進行測量和統(tǒng)計，或者使用專門的造價計算軟件根據(jù)圖紙或者CAD文件重新進行建模后由計算機自動進行統(tǒng)計。前者不僅需要消耗大量的人工，而且比較容易出現(xiàn)手工計算帶來的差錯，而后者同樣需要不斷地根據(jù)調(diào)整后的設(shè)計方案及時更新模型，如果滯后，得到的工程量統(tǒng)計數(shù)據(jù)也往往失效了。

而BIM是一個富含工程信息的數(shù)據(jù)庫，可以真實地提供造價管理需要的工程量信息，借助這些信息，計算機可以快速對各種構(gòu)件進行統(tǒng)計分析，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，非常容易實現(xiàn)工程量信息與設(shè)計方案的完全一致。通過BIM獲得的準確的工程量統(tǒng)計可以用于前期設(shè)計過程中的成本估算、在業(yè)主預(yù)算范圍內(nèi)不同設(shè)計方案的探索或者不同設(shè)計方案建造成本的比較，以及施工開始前的工程量預(yù)算和施工完成后的工程量決算。

9.管線綜合

隨著建筑物規(guī)模和使用功能復(fù)雜程度的增加，無論設(shè)計企業(yè)還是施工企業(yè)甚至是業(yè)主對機電管線綜合的要求愈加強烈。

在CAD時代，設(shè)計企業(yè)主要由建筑或者機電專業(yè)牽頭，將所有圖紙打印成硫酸圖，然后各專業(yè)：降圖紙疊在一起進行管線綜合，由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺，導(dǎo)致管線綜合成為建筑施工前讓業(yè)主最不放心的技術(shù)環(huán)節(jié)。

利用BIM技術(shù)，通過搭建各專業(yè)的BIM模型，設(shè)計師能夠在虛擬的三維環(huán)境下方便地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設(shè)計能力和工作效率。這不僅能及時排除項目施工環(huán)節(jié)中可以遇到的碰撞;中突，顯著減少由此產(chǎn)生的變更申請單，更大大提高了施工現(xiàn)場的生產(chǎn)效率，降低了由于施工協(xié)調(diào)造成的成本增長和工期延誤。

10.施工進度模擬

建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴大，復(fù)雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復(fù)雜。通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D(3D+Time)模型中，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。

施工模擬技術(shù)可以在項目建造過程中合理制定施工計劃、4D精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學(xué)地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制，以縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量。此外借助4D模型，施工企業(yè)在工程項目投標中將獲得競標優(yōu)勢，BIM可以協(xié)助評標專家從4D模型中很快了解投標單位對投標項目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、總體計劃是否基本合理等，從而對投標單位的施工經(jīng)驗和實力作出有效評估。

11.施工組織模擬

施工組織是對施工活動實行科學(xué)管理的重要手段，它決定了各階段的施工準備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計是用來指導(dǎo)施工項目全過程各項活動的技術(shù)、經(jīng)濟和組織的綜合性解決方案，是施工技術(shù)與施工項目管理有機結(jié)合的產(chǎn)物。

通過BIM可以對項目的重點或難點部分進行可建性模擬，按月、日、時進行施工安裝方案的分析優(yōu)化。對于一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場平面布置等施工指導(dǎo)措施進行模擬和分析，以提高計劃的可行性;也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃進行預(yù)演以提高復(fù)雜建筑體系的可造性。

借助BIM對施工組織的模擬，項目管理方能夠非常直觀地了解整個施工安裝環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和安裝工序，并清晰把握在安裝過程中的難點和要點，施工方也可以進一步對原有安裝方案進行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。

12.數(shù)字化建造

制造行業(yè)目前的生產(chǎn)效率極高，其中部分原因是利用數(shù)字化數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)了制造方法的自動化。

同樣，BIM結(jié)合數(shù)字化制造也能夠提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率。通過BIM模型與數(shù)字化建造系統(tǒng)的結(jié)合，建筑行業(yè)也可以采用類似的方法來實現(xiàn)建筑施工流程的自動化。

建筑中的許多構(gòu)件可以異地加工，然后運到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中(例 如門窗、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)件)。

通過數(shù)字化建造，可以自動完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制，這些通過工廠精密機械技術(shù)制造出來的構(gòu)件不僅降低了建造誤差，并且大幅度提高構(gòu)件制造的生產(chǎn)率，使得整個建筑建造的工期縮短并且容易掌控。

BIM模型直接用于制造環(huán)節(jié)還可以在制造商與設(shè)計人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，即在建筑設(shè)計流程中提前考慮盡可能多地實現(xiàn)數(shù)字化建造。

同樣與參與競標的制造商共享構(gòu)件模型也有助于縮短招標周期，便于制造商根據(jù)設(shè)計要求的構(gòu)件用量編制更為統(tǒng)一的投標文件。同時標準化構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)也有助于減少現(xiàn)場發(fā)生的問題，降低不斷上升的建造、安裝成本。

13.物料跟蹤

隨著建筑行業(yè)標準化、工廠化、數(shù)字化水平的提升，以及建筑使用設(shè)備復(fù)雜性的提高，越來越多的建筑及設(shè)備構(gòu)件通過工廠加工并運送到施工現(xiàn)場進行高效的組裝。而這些建筑構(gòu)件及設(shè)備是否能夠及時運到現(xiàn)場，是否滿足設(shè)計要求，質(zhì)量是否合格將成為整個建筑施工建造過程中影響施工計劃關(guān)鍵路徑的重要環(huán)節(jié)。

在BIM出現(xiàn)以前，建筑行業(yè)往往借助較為成熟的物流行業(yè)的管理經(jīng)驗及技術(shù)方案(例如RFID無線射頻識別電子標 簽)。通過RFID可以把建筑物內(nèi)各個設(shè)備構(gòu)件貼上標簽，以實現(xiàn)對這些物體的跟蹤管理，但RFID本身無法進一步獲取物體更詳細的信息(如生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等)，而BIM模型恰好詳細記錄了建筑物及構(gòu)件和設(shè)備的所有信息。

此外BIM模型作為一個建筑物的多維度數(shù)據(jù)庫，并不擅長記錄各種構(gòu)件的狀態(tài)信息，而基于RFID技術(shù)的物流管理信息系統(tǒng)對物體的過程信息都有非常好的數(shù)據(jù)庫記錄和管理功能，這樣BIM與RFID正好互補，從而可以解決建筑行業(yè)對日益增長的物料跟蹤帶來的管理壓力。

14.施工現(xiàn)場配合

BIM不僅集成了建筑物的完整信息，同時還提供了一個三維的交流環(huán)境。與傳統(tǒng)模式下項目各方人員在現(xiàn)場從圖紙堆中找到有效信息后再進行交流相比，效率大大提高。

BIM逐漸成為一個便于施工現(xiàn)場各方交流的溝通平臺，可以讓項目各方人員方便地協(xié)調(diào)項目方案，論證項目的可造性，及時排除風(fēng)險隱患，減少由此產(chǎn)生的變更，從而縮短施工時間，降低由于設(shè)計協(xié)調(diào)造成的成本增加，提高施工現(xiàn)場生產(chǎn)效率。

15.竣工模型交付

建筑作為一個系統(tǒng)，當(dāng)完成建造過程準備投入使用時，首先需要對建筑進行必要的測試和調(diào)整，以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計來運營。

在項目完成后的移交環(huán)節(jié)，物業(yè)管理部門需要得到的不只是常規(guī)的設(shè)計圖紙、竣工圖紙，還需要能正確反映真實的設(shè)備狀態(tài)、材料安裝使用情況等與運營維護相關(guān)的文檔和資料。BIM能將建筑物空間信息和設(shè)備參數(shù)信息有機地整合起來，從而為業(yè)主獲取完整的建筑物全局信息提供途徑。

通過BIM與施工過程記錄信息的關(guān)聯(lián)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息集成，不僅為后續(xù)的物業(yè)管理帶來便利，并且可以在未來進行的翻新、改造、擴建過程中為業(yè)主及項目團隊提供有效的歷史信息。

16.維護計劃

在建筑物使用壽命期間，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)施(如墻、樓板、屋頂?shù)?和設(shè)備設(shè)施(如設(shè)備、管道等)都需要不斷得到維護。

一個成功的維護方案將提高建筑物性能，降低能耗和修理費用，進而降低總體維護成本。BIM模型結(jié)合運營維護管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定維護計劃，分配專人專項維護工作，以降低建筑物在使用過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況的概率。

對一些重要設(shè)備還可以跟蹤維護工作的歷史記錄，以便對設(shè)備的適用狀態(tài)提前作出判斷。

17.資產(chǎn)管理

一套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升建筑資產(chǎn)或設(shè)施的管理水平，但由于建筑施工和運營的信息割裂，使得這些資產(chǎn)信息需要在運營初期依賴大量的人工操作來錄入，而且很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入錯誤。

BIM中包含的大量建筑信息能夠順利導(dǎo)入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準備方面的時間及人力投入。

此外由于傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)本身無法準確定位資產(chǎn)位置，通過BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標簽芯片還可以使資產(chǎn)在建筑物中的定位及相關(guān)參數(shù)信息一目了然，快速查詢。

18.空間管理

空間管理是業(yè)主為節(jié)省空間成本、有效利用空間、為最終用戶提供良好工作生活環(huán)境而對建筑空間所做的管理。

BIM不僅可以用于有效管理建筑設(shè)施及資產(chǎn)等資源，也可以幫助管理團隊記錄空間的使用情況，處理最終用戶要求空間變更的請求，分析現(xiàn)有空間的使用情況，合理分配建筑物空間，確保空間資源的最大利用率。

19.建筑系統(tǒng)分析

建筑系統(tǒng)分析是對照業(yè)主使用需求及設(shè)計規(guī)定來衡量建筑物性能的過程，包括機械系統(tǒng)如何操作和建筑物能耗分析、內(nèi)外部氣流模擬、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的評估。

BIM結(jié)合專業(yè)的建筑物系統(tǒng)分析軟件避免了重復(fù)建立模型和采集系統(tǒng)參數(shù)。通過BIM可以驗證建筑物是否按照特定的設(shè)計規(guī)定和可持續(xù)標準建造，通過這些分析模擬，最終確定、修改系統(tǒng)參數(shù)甚至系統(tǒng)改造計劃，以提高整個建筑的性能。

20.災(zāi)害應(yīng)急模擬

利用BIM及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件，可以在災(zāi)害發(fā)生前，模擬災(zāi)害發(fā)生的過程，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定避免災(zāi)害發(fā)生的措施，以及發(fā)生災(zāi)害后人員疏散、救援支持的應(yīng)急預(yù)案。

當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，BIM模型可以提供救援人員緊急狀況點的完整信息，這將有效提高突發(fā)狀況應(yīng)對措施。

此外樓字自動化系統(tǒng)能及時獲取建筑物及設(shè)備的;狀態(tài)信息，通過BIM和樓宇自動化系統(tǒng)的結(jié)合，使得BIM模型能清晰地呈現(xiàn)出建筑物內(nèi)部緊急狀況的位置，甚至到緊急狀況點最合適的路線，救援人員可以由此做出正確的現(xiàn)場處置，提高應(yīng)急行動的成效。

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