建筑信息模型(BIM)概论第三章BIM软件体系

第 三 章 BIM软 件 体 系 第 三 章 内 容 提 要 本 章 主 要 对 BIM技 术 的 发 展 与 形 成 及 BIM应 用 软 件 做 出 了 全 面 系统 地 介 绍 。 首 先 对 BIM应 用 软 件 进 行 定 义 及 分 类 ； 然 后 对 BIM应用 软 件 中 的 基 础 建 模 软 件 和 工 具 软 件 进 行 详 细 的 介 绍 ； 最 后 具 体介 绍 了 工 程 建 设 过 程 的 招 投 标 阶 段 、 深 化 设 计 阶 段 及 施 工 阶 段 中BIM工 具 软 件 的 应 用 情 况 。 5 当 前 常 用 BIM软 件1 BIM应 用 软 件 框 架 2 BIM基 础 建 模 软3 常 见 的 BIM工 具 软 件 4 工 程 建 设 过 程 中 的 BIM软 件 应 用CONTENTS目 录 BIM应 用 软 件 框 架 时 至 今 日 ， 计 算 机 技 术 与 建 筑 设 计 的 结 合 已 从 “ 辅 助 设 计 ” （ Computer-Aided Architectural Design,CAAD） 转 向 “ 智 能 设 计 ” （ Computer-Intelligent Architectural Design,CIAD） 。 时 下 流 行 的 BIM技 术 ， 是 在 CAAD的 基 础 上 为 建 筑 项 目 从 策 划 设 计 到 运 行 维护 的 整 个 生 命 周 期 提 供 有 力 的 支 持 。 因 此 ， BIM软 件 的 发 展 离 不 开 CAAD软件 的 发 展 。3.1.1 BIM应 用 软 件 的 发 展 与 形 成 萌 芽 阶 段 20世 纪 50年 代 20世 纪 40年 代 电 子 管 数 字 机 的 问 世50年 代 末 ， 晶 体 管 计 算 机1956年 ， 进 入 盛 夏 之 门 （ The Door into Summer） 中 预 言 了 计 算 机 辅 助 设 计 系 统 ， 提 出“ 绘 图 机 器 人 ” （ Drafting Dan） 的 设 想 . 萌 芽 阶 段 20世 纪 50年 代 1963年 ， 伊 凡 萨 瑟 兰 （ Ivan Sutherland） Sketchpad： 一 个 人 机 通 信 的 图 形 系 统 中 预言 了 计 算 机 辅 助 设 计 系 统 。在 60年 代 初 ， 第 三 代 计 算 机 硬 件 方 面 采 用 了中 、 小 规 模 集 成 电 路 （ MSI、 SSI） ， 软 件 方 面 出现 了 分 时 操 作 系 统 以 及 结 构 化 、 规 模 化 程 序 设 计方 法 ， 应 用 领 域 开 始 进 入 文 字 处 理 和 图 形 图 像 处理 领 域 。 开 发 了 第 一 代 CAD软 件 。 如 SKETCHPAD、IGL等 一 系 列 交 互 式 绘 图 软 件 。形 成 时 期 20世 纪 60年 代 萌 芽 阶 段 20世 纪 50年 代 16位 计 算 机 的 逐 渐 普 及CAAD系 统 发 展 ： 从 建 筑 专 业 特 点 出 发 ， 以二 维 图 形 为 基 础 ， 将 过 去 CAD中 通 用 绘 图 功 能 结合 建 筑 技 术 加 以 改 进 ， 还 具 备 了 初 步 分 析 、 评 价功 能 。 SOM建 筑 事 务 所 1975年 沙 特 阿 拉 伯 的“ 吉 达 航 空 港 ”发 展 时 期 20世 纪 70年 代形 成 时 期 20世 纪 60年 代 萌 芽 阶 段 20世 纪 50年 代 1980年 代 ,超 大 规 模 集 成 电 路 的 微 型 计 算 机此 阶 段 的 CAAD系 统 为 了 满 足 绘 图 、 图 形 布局 、 三 维 建 模 和 渲 染 等 不 同 专 业 领 域 的 使 用 需 求 推 出 了 相 应 的 多 级 产 品 。发 展 时 期 20世 纪 70年 代形 成 时 期 20世 纪 60年 代普 遍 与 成 熟 时 期 20世 纪 8090年 代 萌 芽 阶 段 20世 纪 50年 代发 展 时 期 20世 纪 70年 代形 成 时 期 20世 纪 60年 代普 遍 与 成 熟 时 期 20世 纪 8090年 代BIM系 统 基 于 三 维 建 筑 实 体 建 模 ， 在 整 个 项目 生 命 周 期 都 可 与 项 目 进 行 实 时 互 动 ， 并 可 随 时 使 用 和 修 改 模 型 信 息 ， 修 改 的 信 息 会 同 步 体 现 在与 之 相 关 的 各 文 件 中 。 。BIM时 期 21世 纪 初 至 今 在 BIM的 应 用 中 ， 由 于 涉 及 到 不 同 的 专 业 、 不 同 的 进 度 、 不 同 的 使 用 方 ， 人们 也 意 识 到 要 完 成 一 个 项 目 的 全 生 命 周 期 应 用 一 个 软 件 是 很 难 做 到 的 ， 它 需要 多 个 软 件 的 协 同 合 作 。 BIM应 用 软 件 ， 是 指 基 于 BIM技 术 的 应 用 软 件 ， 亦 指 支 持 BIM技 术 应 用 的 软件 。 也 就 是 说 ， 既 包 括 在 buildingSMART International(bSI)获 得 IFC认 证 的BIM软 件 ， 也 包 括 用 于 某 一 专 业 、 某 一 周 期 的 BIM相 关 应 用 软 件 。3.1.2 BIM应 用 软 件 的 分 类 3.1.2 BIM应 用 软 件 的 分 类BIM 基 础 软 件 01 BIM 工 具 软 件02平 台 软 件 03 BIM基 础 软 件 是 指 可 用 于 建 立 能 为 多 个 BIM应 用软 件 所 使 用 的 BIM数 据 的 软 件 。BIM工 具 软 件 是 指 利 用 BIM基 础 软 件 提 供 的 BIM信 息 数 据 ， 开 展 各 种 工 作 的 应 用 软 件 。 BIM平 台 软 件 是 指 能 对 各 类 BIM基 础 软 件 及 BIM 工 具 软 件 产 生 的 BIM数 据 进 行 有 效 的 管 理 ， 以 便支 持 建 筑 全 生 命 期 BIM数 据 的 共 享 应 用 的 应 用 软件 。 3.1.3 现 行 BIM应 用 软 件 分 类 框 架 BIM基 础 建 模 软 件 3.2.1 BIM基 础 建 模 软 件 介 绍BIM基 础 软 件 主 要 是 建 筑 设 计建 模 软 件 ， 其 主 要 的 任 务 是 进行 三 维 设 计 。 建 立 的 可 视 模 型基 于 BIM技 术 ， 是 后 续 BIM相 关应 用 软 件 操 作 的 基 础 。 三 维 模 型 的 可 视 性 与 可 编 辑 性 。支 持 常 见 的 建 筑 构 件 库 。 支 持 三 维 数 据 交 换 标 准 。3.2.1 BIM基 础 建 模 软 件 介 绍基 于 BIM技 术 的 特 点 ， BIM基 础 建 模 软 件 具 有 以 下 几 点 特 征 ： BIM初 步 概 念 建 模 软 件 01Bim核 心 建 模 软 件023.2.2 BIM模 型 创 建 软 件 BIM初 步 概 念 建 模 软 件 设 计 阶 段 初 期 ， 设 计 者 需 要 通过 与 业 主 的 多 次 沟 通 来 确 定 设计 方 案 ， 模 型 形 体 的 变 更 、 体块 的 推 敲 和 方 案 论 证 是 这 一 阶段 的 工 作 重 点 。 因 此 在 建 模 的过 程 中 ， 建 模 方 式 的 便 捷 性 和灵 活 性 就 显 得 极 为 重 要 。 SketchUp Pro:操 作 简 单 ， 上 手 快 速 ， 简 单 的 推 拉 功 能 就 可 以 快 速 的 生 产 3D几 何 形 体 ， 并 自 带 大 量 门 、 窗 、 柱 等 组件 库 ， 大 大 简 化 了 三 维 建 模 的 过 程 ， 能 够 让 设 计 者 将 更 多 的 精 力 专 注 于 设 计 上 。 BIM初 步 概 念 建 模 软 件 Bim核 心 建 模 软 件 （ BIM Authoring Software）是 BIM技 术 应 用 中 的 基 础 。 它 不 再 仅 仅 是 建 筑 层 面 上 的 建 模 ， 而 是 涉 及 到 结 构 、 设 备 、 施工 等 专 业 多 学 科 的 综 合 协 同 建 模 。AutodeskRevit Architecture Structure MEP BentleyMicroStationBentley Architecture Structural Building Mechanical Systems Bentley Building Electrical Systems GraphisoftArchi CAD NemetschekAllPLANVectorWorks Gehry TechnologiesDigital Project 软 件 名 称 优 点 缺 点Revit 界 面 友 好 ， 直 观 易 学 各 专业 模 块 相 对 齐 全 可 自 行 建 立或 第 三 方 获 得 海 量 对 象 库（ Object Libraries） 支 持信 息 实 时 全 局 更 新 ， 避 免 重 复修 改 市 场 份 额 大 ， BIM工 具二 次 开 发 的 首 选 平 台 参 数 规 则 有 局 限 性 不 支 持复 杂 的 曲 面 建 模 当 模 型 稍 大 ，运 行 速 度 会 减 慢Bentley 模 型 工 具 功 能 强 大 ， 涉 及 范围 广 泛 支 持 多 种 复 杂 建 模 方式 多 层 次 的 支 持 开 发 自 定 义参 数 对 象 和 组 件 界 面 繁 琐 ， 不 易 上 手 ， 不 易掌 握 对 象 库 较 少Archi CAD 界 面 直 观 、 易 学 有 海 量 对象 库 具 有 丰 富 的 支 持 施 工 与 设 备 管 理 的 应 用 对 全 局 更 新 参 数 规 则 有 局 限性 对 大 型 项 目 的 处 理 会 遇 到缩 放 问 题 ， 需 进 行 分 割 建 筑功 能 较 强 ， 其 他 专 业 模 块 较 弱Digital Project 提 供 强 大 和 完 整 的 参 数 化 建模 能 力 支 持 大 型 复 杂 3D建 模 用 户 界 面 复 杂 不 易 掌 握 初期 投 资 高 对 象 库 数 量 有限 建 筑 绘 图 功 能 有 缺 陷主 要 BIM基 础 建 模软 件 比 较 企 业 角 度 01项 目 角 度023.2.3 BIM建 模 软 件 的 选 择 （企业角度） 企 业 需 先 进 行 （ 1） 了 解 企 业 自 身 的 优 势 项 目 类 型 。（ 2） 了 解 企 业 内 部 的 专 业 人 才 结 构 。（ 3） 了 解 企 业 软 硬 件 水 平 和 投 资 估 算 。在 专 业 领 域 进 行 （ 1） 软 件 的 专 业 性（ 2） 软 件 的 互 操 作 性（ 3） 软 件 的 本 地 化 与 拓 展 性（ 4） 软 件 的 售 后 服 务（ 5） 价 格（ 1） 软 件 的 功 能 性（ 2） 软 件 的 易 用 性（ 3） 软 件 的 维 护 性（ 4） 服 务 能 力专 业 人 员 进 行参 考 同 一 水 平 竞 争 对 手 的 选 择 （ 企 业 角 度 ）从 项 目 的 角 度 来 选 择 BIM建 模 软 件 ， 与 企 业 角 度 关 注 的 层 面 大 同 小 异 ， 都 需 要 在 了 解 自 身 专 业 人员 配 置 和 硬 件 条 件 的 基 础 上 ， 选 择 能 够 满 足 项 目 专 业 功 能 和 深 度 的 、 具 有 协 同 设 计 功 能 的 、 易 用 的 、性 价 比 高 的 软 件 。此 外 还 需 要 着 重 考 虑 的 是 跨 企 业 、 跨 专 业 的 问 题 。 应 用 BIM技 术 的 项 目 在 于 其 他 专 业 、 其 他 企 业 ，甚 至 日 后 在 其 他 阶 段 的 交 流 中 ， 大 多 是 采 用 局 域 网 和 互 联 网 混 合 使 用 的 模 式 。 因 此 需 要 配 置 强 大 且系 统 安 全 的 中 心 服 务 器 以 满 足 日 常 运 行 要 求 。 常 见 的 BIM工 具 软 件 常 见 的 BIM工 具 软 件 BIM工 具 软 件 是 利 用 BIM三维 模 型 进 行 其 他 诸 如 分 析 、 检测 、 管 理 等 后 续 工 作 的 BIM应用 软 件 ， 它 是 BIM软 件 的 重 要组 成 部 分 。 根 据 使 用 功 能 简 单分 类 ， 分 别 选 取 常 用 软 件 介 绍如 下 ： 在 设 计 方 案 前 期 ， 对 于 概 念 方 案 的 可 行 性 研 究 因 为 其 未 雨 绸 缪 、 能 够 提 高 综合 项 目 投 资 效 率 ， 越 来 越 受 到 业 主 和 设 计 方 的 重 视 。 在 项 目 的 可 行 性 研 究 阶 段 ， 业 主 投 资 方 可 以 使 用 BIM工 具 软 件 来 评 估 设 计 方案 的 场 地 分 析 、 环 境 状 况 、 交 通 流 线 、 规 范 标 准 、 投 资 估 算 等 方 面 。 BIM甚至 可 以 实 现 建 筑 局 部 的 细 节 推 敲 ， 迅 速 分 析 在 设 计 和 施 工 过 程 中 可 能 需 要 处理 的 问 题 。 还 可 以 借 助 BIM技 术 得 出 不 同 解 决 方 案 ， 并 通 过 数 据 对 比 和 模 拟分 析 得 到 不 同 方 法 各 自 的 优 缺 点 ， 以 便 于 投 资 方 做 出 经 济 合 理 的 投 资 方 案 。 通 过 BIM技 术 在 概 念 设 计 阶 段 进 行 方 案 的 可 行 性 研 究 应 用 ， 设 计 者 快 速 的 得到 方 案 反 馈 ， 及 时 修 正 了 设 计 错 误 ， 有 效 的 避 免 了 后 期 阶 段 更 为 繁 琐 的 错 误修 改 ， 节 省 了 时 间 ， 提 高 了 方 案 质 量 。1 概 念 设 计 可 行 性 研 究 Beck Technology（ 美 国 ） Profiler在 方 案 可 行 性 研 究 中 主 要作 用 是 投 资 估 算 和 场 地 分 析 。 主 要 的功 能 就 是 3D建 模 的 同 时 通 过 视 觉 验 证和 数 据 捕 获 ， 不 断 地 提 供 成 本 开 销 、能 源 消 耗 、 生 命 周 期 、 土 方 充 填 开 挖以 及 进 度 的 实 时 反 馈 。 用 户 可 以 在 早期 分 析 设 计 方 案 ， 定 制 报 告 内 容 ， 在多 个 专 业 内 评 估 和 权 衡 得 失 以 得 到 最优 的 解 决 方 案 。此 外 ， 软 件 还 带 有 能 源 分 析 模 块 ，能 够 根 据 项 目 所 在 地 的 气 象 信 息 、 建筑 造 型 、 楼 层 数 、 建 筑 外 围 护 结 构 的热 工 性 能 、 遮 阳 系 数 、 窗 墙 比 、 电 气和 照 明 负 荷 等 参 数 ， 就 可 以 综 合 估 算 建 筑 耗 能 峰 值 ， 从 而 使 投 资 者 选 择 适当 功 率 的 设 备 ， 避 免 浪 费 。 ONUMA（ 美 国 ）Onuma Planning System是 一 款 基 于 网 页 的 BIM分 析 工 具 。 该 系 统 的 主 要 功 能 是 ： 在 项 目 初 步 规划 阶 段 进 行 预 测 性 的 论 证 ， 编 制 项 目 需 求 ， 迅 速 的 早 期 规 划 项 目 管 理 。 Onuma不 是 传 统 的 软 件 ， 而是 云 软 件 ， 虽 然 有 一 点 简 单 的 建 模 、 BIM功 能 ， 但 它 并 不 替 代 专 业 软 件 在 传 统 领 域 的 优 势 ， 而 是 兼 容了 很 多 规 划 、 设 计 以 及 BIM信 息 传 递 和 管 理 的 功 能 。 BIM分 析 软 件 是 BIM工 具 软 件 中 非 常 重 要 的 组 成 部 分 ， 它 主 要 包 括 结 构 分 析 、能 源 分 析 、 机 电 分 析 。 (1) 结 构 分 析 结 构 分 析 软 件 在 BIM平 台 下 ， 已 可 以 与 核 心 建 模 软 件 整 合 在 一 起 ， 实 现 信 息双 向 互 换 ， 实 时 更 新 分 析 后 的 调 整 模 型 ， 帮 助 建 筑 师 更 快 捷 、 更 准 确 的 分 析结 构 的 安 全 性 和 合 理 性 。2 BIM分 析 软 件 Autodesk（ 美 国 ）是 一 款 强 大 、 易 用 、 高 效 的通 用 线 性 静 态 分 析 工 具 ， 提 供 面向 建 筑 、 桥 梁 、 土 木 和 其 它 专 业结 构 的 高 级 结 构 分 析 功 能 。 它 协作 性 强 ， 可 与 Revit Structure建 立三 维 的 双 向 连 接 ， 在 两 款 软 件 之间 无 缝 的 导 入 和 导 出 结 构 模 型 。双 向 连 接 使 结 构 分 析 和 设 计 结 果更 加 精 确 ， 这 些 结 果 随 后 在 整 个建 筑 信 息 模 型 中 更 新 ， 以 制 作 协调 一 致 的 施 工 文 档 。软 件 还 能 够 实 现 对 多 种 类 型的 非 线 性 进 行 简 化 且 高 效 的 分 析 ，包 括 重 力 二 阶 效 应 （ P-delta） 分 析 ； 受 拉 /受 压 单 元 分 析 ； 支 撑 、缆 索 和 塑 性 铰 分 析 。 软 件 提 供 了市 场 领 先 的 结 构 动 态 分 析 工 具 和高 级 快 速 动 态 解 算 器 ， 该 解 算 器确 保 用 户 能 够 轻 松 地 对 任 何 规 模的 结 构 进 行 动 态 分 析 。 CSI（ 美 国 ） ETABS是 一 款 房 屋 建 筑 结 构 分 析 与 设 计 软 件 ， 用 于 高 层 结 构 计 算 。 ETABS已 经 发 展 成 为 一 个 建 筑 结 构 分 析 与 设 计 的 集 成 化环 境 ： 系 统 利 用 图 形 化 的 用 户 界 面 来 建 立 一 个 建 筑 结 构 的 实 体 模 型 对 象 ， 通 过 先 进 的 有 限 元 模 型 和 自 定 义 标 准 规 范 接 口 技 术 来 进行 结 构 分 析 与 设 计 ， 实 现 了 精 确 的 计 算 分 析 过 程 和 用 户 可 自 定 义 的 （ 选 择 不 同 国 家 和 地 区 ） 设 计 规 范 来 进 行 结 构 设 计 工 作 。除 一 般 高 层 结 构 计 算 功 能 外 ， ETABS还 可 计 算 钢 结 构 、 钩 、 顶 、 弹 簧 、 结 构 阻 尼 运 动 、 斜 板 、 变 截 面 梁 或 腋 梁 等 特 殊 构 件和 结 构 非 线 性 计 算 （ Pushover、 Buckling、 施 工 顺 序 加 载 等 ） ， 甚 至 可 以 计 算 结 构 基 础 隔 震 问 题 ， 功 能 非 常 强 大 。 CSI（ 美 国 ）SAP2000是 集 成 化 的 通 用 结 构 分析 与 设 计 软 件 。 可 以 完 成 模 型 的 创 建和 修 改 、 计 算 结 果 的 分 析 和 执 行 、 结构 设 计 的 检 查 和 优 化 以 及 计 算 结 果 的图 表 显 示 (包 括 时 程 反 应 的 位 移 曲 线 、反 应 谱 曲 线 、 加 速 度 曲 线 )和 文 本 显 示等 等 。 SAP2000程 序 有 别 于 其 它 一 般 结构 有 限 元 程 序 的 最 大 特 点 就 在 于 它 的强 大 的 分 析 功 能 。 SAP2000中 使 用 许多 不 同 类 型 的 分 析 ， 它 基 本 上 集 成 了现 有 结 构 分 析 中 经 常 遇 到 方 法 ， 如 时程 分 析 、 地 震 动 输 入 、 动 力 分 析 以 及Push-over分 析 等 等 。 另 外 还 包 括 :静 力 分 析 、 用 特 征 向 量 或 Ritz向 量 进 行振 动 模 式 的 模 态 分 析 、 对 地 震 反 应 的反 应 谱 分 析 等 等 。 这 些 不 同 类 型 的 分析 可 在 程 序 的 同 一 次 运 行 中 进 行 ， 并把 结 果 综 合 起 来 输 出 。 (2) 能 源 分 析 在 不 同 的 设 计 阶 段 ， 由 于 BIM模 型 中 能 够 提 供 的 数 据 信 息 的 深 度 不 同 ， 通 过能 源 分 析 得 出 的 评 价 结 果 也 各 不 相 同 。 前 期 方 案 阶 段 提 供 的 模 型 信 息 主 要 是体 块 关 系 、 高 度 、 面 积 等 ， 得 出 的 结 果 也 相 对 宏 观 ， 如 气 象 信 息 、 朝 向 、 被动 式 策 略 和 建 筑 体 量 ； 在 方 案 深 化 设 计 阶 段 模 型 逐 渐 丰 满 ， 分 析 就 相 对 集 中与 日 照 、 遮 阳 、 热 工 性 能 、 通 风 以 及 基 本 的 能 源 消 耗 等 ； 到 了 施 工 图 阶 段 ，BIM模 型 信 息 相 对 精 细 明 确 ， 分 析 就 能 够 得 到 细 致 的 采 光 、 通 风 、 热 工 计 算以 及 能 源 消 耗 报 告 。2 BIM分 析 软 件 Autodesk（ 美 国 ）Ecotect Analysis软 件 是 一 款 功 能全 面 的 、 适 用 于 从 概 念 设 计 到 详 细 设计 环 节 的 可 持 续 设 计 及 分 析 工 具 。 它包 含 了 应 用 广 泛 的 仿 真 和 分 析 功 能 ，能 够 提 高 现 有 建 筑 和 新 建 筑 设 计 的 性能 Ecotect Analysis将 在 线 能 效 、 水耗 及 碳 排 放 分 析 功 能 与 桌 面 工 具 相 集成 ， 能 够 可 视 化 及 仿 真 真 实 环 境 中 的建 筑 性 能 。 用 户 可 以 利 用 强 大 的 三 维表 现 功 能 进 行 交 互 式 分 析 ， 模 拟 日 照 、阴 影 、 发 射 和 采 光 等 因 素 对 环 境 的 影响 。 此 外 ， Ecotect Analysis还 有 自 然 通 风 、 风 能 、 光 电 收 集 、 可 视 化 效 果 、声 学 分 析 等 功 能 。 深 圳 斯 维 尔 （ 中 国 ）斯 维 尔 绿 色 节 能 设 计 软 件 THS-BECS是 一 套 为 建 筑 节 能 提 供 分 析 计 算 功 能 的 软 件 系 统 ， 构 建 于 AutoCAD平台 之 上 ， 采 用 建 筑 3D建 模 和 2D条 件 图 转 换 两 种 途 径 ， 并 可 以 直 接 利 用 主 流 建 筑 设 计 软 件 的 图 形 文 件 ， 避 免 重 复录 入 ， 减 少 了 工 作 量 ， 体 现 了 建 筑 与 节 能 设 计 一 体 化 的 思 想 。 软 件 遵 循 国 家 和 地 方 节 能 标 准 或 实 施 细 则 ， 适 于 全国 各 地 的 居 住 建 筑 和 公 共 建 筑 的 节 能 设 计 、 节 能 审 查 和 能 耗 评 估 。 完 成 节 能 设 计 后 ， 将 节 能 设 计 结 果 和 结 论 直 接输 出 Word格 式 的 建 筑 节 能 计 算 报 告 书 和 报 审 表 。斯 维 尔 日 照 分 析 软 件 THS-Sun构 建 与 Auto CAD平 台 ， 主 要 为 设 计 师 提 供 日 照 定 量 和 定 性 的 专 业 日 照 计 算 软件 ， 可 快 速 对 复 杂 建 筑 群 进 行 日 照 计 算 。 软 件 首 次 提 供 绿 色 建 筑 指 标 及 太 阳 能 利 用 模 块 ， 通 过 共 享 模 型 技 术 解 决日 照 分 析 、 绿 色 建 筑 指 标 分 析 、 太 阳 能 计 算 问 题 ， 极 大 提 高 了 工 作 效 率 ， 帮 助 设 计 师 快 速 准 确 完 成 建 筑 项 目 环 境分 析 工 作 。 (3)机 电 分 析 机 电 分 析 软 件 主 要 是 利 用 BIM模 型 的 数 据 信 息 ， 对 建 筑 的 水 、 暖 、 电 等 方 面进 行 分 析 和 评 估 。2 BIM分 析 软 件 IES （ 英 国 ） IES是 总 部 在 英 国 的 Integrated Environmental Solutions 公 司 的 缩 写 ， IES 是 旗 下 建 筑 性 能 模 拟 和 分 析的 软 件 。 Apache HVAC能 够 容 易 并 迅 速 地 模 拟 热 、 通 风 设 备 和 空 调 系 统 ， 详 细 地 分 析 暖 通 空 调 节 能 措 施 。 它 以灵 活 的 组 件 构 成 方 式 能 够 使 专 业 人 员 在 屏 幕 上 按 照 设 计 进 行 安 装 设 备 和 系 统 。 这 一 类 BIM工 具 软 件 ， 能 够 在 确 认 BIM模 型 正 确 后 ， 通 过 计 算 和 图 形 处 理 ，自 动 生 成 设 计 图 、 施 工 图 甚 至 节 点 详 图 ， 节 省 了 工 作 时 间 ， 避 免 了 人 工 绘 图的 重 复 工 作 和 错 误 的 出 现 ， 提 高 了 工 作 效 率 。 随 着 设 计 方 法 、 设 计 理 念 和 工 具 软 件 的 飞 速 发 展 ， 各 种 复 杂 形 体 的 建 筑 也 越来 越 多 的 出 现 ， 越 来 越 多 的 人 去 思 考 如 何 将 它 们 快 速 的 建 造 起 来 。 随 着 技 术的 发 展 ， 预 制 、 预 装 配 、 模 块 的 定 制 成 为 了 解 决 方 法 ， 通 过 数 控 机 床 ， 每 一块 加 工 的 材 料 都 可 以 是 不 同 的 而 且 成 本 几 乎 相 同 。 因 此 这 一 类 的 BIM工 具 软件 可 以 根 据 材 料 的 特 性 进 行 分 割 ， 使 各 个 构 件 成 为 适 合 建 造 过 程 中 的 加 工 、运 输 、 安 装 等 的 模 块 ， 每 一 个 模 块 上 还 附 有 构 件 的 几 何 信 息 和 坐 标 。3 施 工 图 和 预 制 加 工 软 件 Trimble （ 美 国 ） 主 要 用 于 钢 结 构 的 工 程 项 目 ， 是 一 款功 能 十 分 强 大 的 BIM建 模 软 件 ， 还 具 有 结 构分 析 、 碰 撞 检 查 的 功 能 。 此 外 ， Takla Structure可 以 在 BIM模 型 的 基 础 上 创 建 施 工详 图 ， 自 动 生 成 构 件 详 图 和 零 件 图 ， 并 可 以在 Auto CAD中 进 一 步 深 化 设 计 ； 零 件 图 可以 转 化 为 数 控 切 割 机 所 需 的 文 件 ， 实 现 钢 结构 设 计 和 加 工 自 动 化 。 模 型 还 可 以 自 动 生 成各 种 报 表 ， 如 螺 栓 报 表 、 构 件 报 表 、 材 料 报表 等 。 由 Takla Structure创 建 的 3D模 型 包 含了 设 计 、 制 造 、 构 装 的 全 部 信 息 数 据 ， 所 有的 图 纸 与 报 告 是 由 唯 一 的 模 型 中 产 生 一 致 的输 出 文 件 ， 与 以 前 的 设 计 文 件 使 用 的 系 统 相 较 ， Tekla Structures可 以 获 得 更 高 的 效 率与 更 好 的 结 果 ， 让 设 计 者 可 以 在 更 短 的 时 间内 做 出 更 正 确 的 设 计 。 Tekla Structures有效 地 控 制 整 个 结 构 设 计 的 流 程 ， 设 计 资 讯 的管 理 透 过 共 享 的 3D介 面 得 到 提 升 。 上 海 同 磊 土 木 工 程 技 术 公 司 （ 中 国 ） 3D3S是 一 款 空 间 钢 结 构 系 统 CAD软 件 ， 旗 下 产 品 可 分 为 四 个 系 统 ： 辅 助 结 构 工 具 箱 、 实 体 建 造 与 绘 图 系 统 、钢 与 空 间 结 构 设 计 系 统 、 非 线 性 分 析 系 统 。辅 助 结 构 工 具 箱 主 要 是 套 用 相 应 规 范 、 图 集 对 多 种 钢 结 构 进 行 设 计 、 验 算 ， 并 生 成 计 算 书 以 及 绘 制 施 工 图 。实 体 建 造 与 绘 图 系 统 主 要 面 对 轻 钢 厂 房 实 体 ， 多 高 层 框 架 实 体 以 及 弯 扭 结 构 实 体 。 软 件 可 读 取 3D3S设 计 系统 的 三 维 设 计 模 型 、 读 取 SAP2000的 三 维 计 算 模 型 或 直 接 定 义 柱 网 输 入 三 维 模 型 ， 可 以 在 原 来 三 维 实 体 的 基 础上 对 杆 件 进 行 编 辑 。 可 编 辑 节 点 ， 修 改 加 劲 板 ， 修 改 螺 栓 布 置 和 大 小 、 焊 缝 尺 寸 ， 并 重 新 进 行 节 点 验 算 。 可 以 直接 生 成 节 点 设 计 计 算 书 ， 根 据 三 维 实 体 模 型 直 接 生 成 结 构 初 步 设 计 图 、 设 计 施 工 图 、 加 工 详 图 。 弯 扭 构 件 实 体 创建 、 编 辑 弯 扭 构 件 并 设 计 节 点 和 出 图 。钢 与 空 间 结 构 设 计 系 统 包 括 8个 模 块 ， 分 别 是 多 高 层 结 构 、 厂 房 结 构 、 变 电 构 架 、 桁 架 屋 架 结 构 、 塔 架 结 构 、幕 墙 结 构 、 索 膜 结 构 、 网 架 网 壳 结 构 。 均 可 以 对 其 结 构 进 行 设 计 、 验 算 ， 并 直 接 生 成 计 算 书 和 绘 制 施 工 图 。非 线 性 分 析 系 统 适 用 于 任 意 由 梁 、 杆 、 索 组 成 的 杆 系 结 构 。 可 进 行 包 括 索 杆 体 系 、 索 梁 体 系 、 索 网 体 系 和 混合 体 系 的 预 张 力 结 构 初 始 状 态 找 形 分 析 与 工 作 状 态 计 算 ， 并 进 行 结 构 动 力 特 性 和 地 震 时 程 的 计 算 分 析 ， 且 可 考虑 杆 结 构 屈 曲 特 性 的 分 析 计 算 ， 求 得 结 构 非 线 性 荷 载 位 移 关 系 及 极 限 承 载 力 。 基 于 BIM的 施 工 阶 段 是 将 建 筑 由 虚 拟 的 模 型 变 成 工 程 实 物 的 生 产 阶 段 。 在 这一 阶 段 中 ， 施 工 管 理 包 括 场 地 管 理 和 项 目 管 理 。 场 地 管 理 主 要 表 现 在 场 地 的规 划 ， 通 过 BIM技 术 建 立 所 有 工 地 上 设 施 的 模 型 ， 再 将 其 赋 予 时 间 属 性 形 成4D模 型 ， 可 直 观 的 了 解 现 场 布 置 和 各 实 体 的 相 关 信 息 。 项 目 管 理 只 要 表 现在 施 工 流 程 模 拟 ， 可 以 直 观 的 反 映 施 工 的 各 种 工 序 ， 方 便 施 工 单 位 协 调 各 专业 ， 提 前 组 织 专 业 班 组 进 场 施 工 、 准 备 设 备 、 场 地 和 周 转 材 料 等 。4 施 工 管 理 软 件 Vicosoftware（ 美 国 ）VICO Office Suite是 一 套 5D虚 拟 建 造 软 件 ， 可 以 同 主 流 的 核 心 建 模 软 件 如 Revit、 Archi CAD、 Tekla Structures等 互 通 数 据 。 该 软 件 有 多 个 模 块 ， 包 括 是 施 工 管 理 器 、 布 局 管 理 器 、 估 算 管 理 器 、 LBS管 理 器 、 进 度计 划 、 生 产 控 制 、 4D管 理 器 、 成 本 估 价 等 ， 可 以 用 于 施 工 工 序 安 排 、 成 本 估 价 、 体 量 计 算 、 详 图 生 成 等 应 用 。其 中 一 个 模 块 Vico Production Planner应 用 于 施 工 阶 段 ， 其 主 要 功 能 一 部 分 是 规 划 施 工 进 度 表 ， 另 一 部 分 则 是 对现 场 生 产 进 行 管 理 。 VICO工 具 支 持 大 型 项 目 的 施 工 管 理 ， 尤 其 是 5D BIM的 应 用 。 该 软 件 包 括 碰 撞 检 查 、 模 型 发布 、 审 查 、 施 工 问 题 检 查 和 标 记 等 功 能 。 广 联 达 软 件 股 份 有 限 公 司 （ 中 国 ） 广 联 达 BIM5D以 BIM平 台 为 核 心 ， 集 成 全 专 业 模 型 ， 并 以 集 成 模 型 为 载 体 ， 关 联 施 工 过 程 中 的 进 度 、 合 同 、成 本 、 质 量 、 安 全 、 图 纸 、 物 料 等 信 息 ， 为 项 目 提 供 数 据 支 撑 ， 实 现 有 效 决 策 和 精 细 管 理 ， 从 而 达 到 减 少 施 工 变更 ， 缩 短 工 期 、 控 制 成 本 、 提 升 质 量 的 目 的 。 软 件 主 要 功 能 为 ： 支 持 全 专 业 BIM模 型 集 成 浏 览 ， 记 录 管 理 工 程 质量 、 安 全 问 题 ， web段 驾 驶 舱 在 线 信 息 查 阅 ， 工 程 进 度 、 成 本 信 息 的 集 成 查 看 、 5D施 工 流 程 模 拟 ， 自 动 生 成 工 作报 表 ， 合 约 管 理 、 三 算 对 比 ， 墙 体 自 动 排 砖 ， 工 程 量 、 物 资 量 快 速 提 取 ， 工 程 流 水 段 信 息 查 看 。 算 量 和 预 算 软 件 是 利 用 BIM三 维 模 型 提 供 的 信 息 来 对 项 目 进 行 工 程 量 统 计 和造 价 分 析 。 此 类 软 件 有 Vico takeoff manager， 国 内 的 有 鲁 班 、 广 联 达 、 斯维 尔 、 神 机 妙 算 等 的 算 量 和 预 算 软 件 。5 算 量 和 预 算 软 件 当 项 目 落 成 后 就 进 入 到 运 营 管 理 阶 段 。 此 时 ， 经 过 设 计 、 施 工 、 变 更 等 一 系列 后 ， 得 到 最 终 的 竣 工 模 型 。 基 于 竣 工 模 型 ， 运 营 管 理 软 件 可 以 对 项 目 提 供维 护 计 划 、 资 产 管 理 、 空 间 管 理 等 方 面 的 记 录 和 更 新 ， 进 一 步 充 实 和 完 善 项目 的 信 息 。6 运 营 管 理 软 件 ARCHIBUS（ 美 国 ）Archibus是 一 款 功 能 丰 富 的 运 用 程 序 集 ， 专 注 于 不 动 产 、 设 施 及 设 备 资 产 管 理 相 关 的 技 术 领 域 ， 能 够 提 供 用于 管 理 完 整 设 施 资 产 对 象 的 最 佳 实 践 指 导 方 法 与 功 能 。 软 件 可 用 于 房 地 产 和 租 赁 管 理 、 状 态 评 估 、 预 防 维 护 、 家具 和 设 备 追 踪 、 空 间 使 用 与 内 部 收 费 、 搬 运 添 加 变 更 管 理 等 运 维 管 理 方 面 的 功 能 。 Archibus解 决 方 案 提 供 了 图 形图 像 和 数 据 库 之 间 的 集 成 ， Archibus通 过 与 AutoCAD无 缝 集 成 ， 将 CAD图 像 和 数 据 库 结 合 在 一 起 ， 实 现 数 据 库 和CAD图 之 间 的 设 施 信 息 实 时 更 新 ， 因 此 可 以 在 一 个 环 境 中 ， 通 过 GIS、 CAD空 间 及 设 计 数 据 ， 将 不 动 产 、 设 备 、人 员 、 设 施 、 流 程 、 空 间 位 置 信 息 和 图 形 集 成 到 一 个 计 算 机 管 理 平 台 上 进 行 有 效 的 管 理 。 Vintocon/Graphisoft（ 匈 牙 利 ） ArchiFM是 一 款 在 wab服 务 器 上 运 行 的 运 营 管 理 软 件 。 软 件 通 过 数 据 与 模 型 的 连 接 、 使 用 虚 拟 模 型 来 支 持 支持 运 营 和 维 护 活 动 ， 例 如 区 域 管 理 、 能 源 管 理 、 成 本 控 制 和 库 存 控 制 等 。 ArchiFM 具 有 生 成 和 评 估 工 程 顺 序 的 功能 ， 不 同 项 目 团 队 可 以 通 过 web服 务 器 在 web上 共 享 模 型 数 据 。 ArchiFM软 件 可 以 与 Graphisoft公 司 的 系 列 软 件 如Archi CAD无 缝 集 成 。 ArchiFM是 一 款 应 用 软 件 ， 为 了 方 便 用 户 摆 脱 软 件 安 装 ， 随 时 随 地 远 程 使 用 系 统 ，Vintocon基 于 ArchiFM系 统 开 发 了 网 页 平 台 ArchiFM.net系 统 ， 成 为 “ 运 行 在 浏 览 器 上 的 应 用 程 序 （ It is an application running in a web browser） ” 工 程 建 设 过 程 中 的 BIM软 件 应 用 建 筑 工 程 的 招 投 标 阶 段 是 业 主 将 投 资 理 念 转 化 为 实 体 项 目 的 一 个 预 备 环 节 。在 这 个 阶 段 ， 业 主 需 要 向 投 标 单 位 提 供 以 工 程 量 清 单 为 主 的 招 标 文 件 ； 招 标单 位 则 需 要 根 据 工 程 量 清 单 计 价 ， 编 制 投 标 文 件 。 在 传 统 的 模 式 下 ， 业 主 也 投 标 的 施 工 单 位 都 需 要 花 费 大 量 的 时 间 和 经 历 进 行工 程 量 的 审 核 。 在 时 间 紧 任 务 中 的 情 况 下 ， 难 免 会 出 现 一 定 的 错 误 和 疏 漏 而致 使 项 目 亏 损 。 随 着 建 筑 规 模 越 来 越 大 、 复 杂 程 度 越 来 越 高 、 异 形 结 构 大 量应 用 ， 传 统 方 法 已 经 难 以 适 应 。 近 年 来 BIM技 术 的 应 用 使 得 工 程 算 量 和 计 价这 一 工 作 变 得 智 能 化 ， 简 化 了 工 作 量 ， 减 少 了 计 算 时 间 ， 提 高 了 准 确 性 。3.4.1 招 标 投 标 阶 段 的 BIM工 具 软 件 应 用 1、 算 量 软 件基 于 BIM技 术 的 算 量 软 件 有 的 开 发在 独 立 的 图 像 平 台 ， 有 的 则 是 在 常 用 的基 础 软 件 ， 如 Revit或 Auto CAD的 平 台上 进 行 二 次 开 发 。 但 是 他 们 都 能 够 利 用软 件 进 行 文 件 识 别 或 者 文 件 转 换 为 三 维BIM模 型 ， 在 此 三 维 模 型 的 基 础 上 ， 自动 按 照 各 地 清 单 、 定 额 规 则 进 行 工 程 量自 动 统 计 、 扣 减 计 算 ， 并 进 行 报 表 统 计 。此 外 ， 这 些 软 件 还 能 够 支 持 三 维 模 型 数据 交 换 标 准 ， 将 所 建 立 的 三 维 模 型 及 工程 量 信 息 输 入 到 施 工 阶 段 的 应 用 软 件 ， 实 现 信 息 共 享 。 软 件 名 称 算 量 平 台土 建 钢 筋 安 装 精 装 钢 结 构广 联 达 BIM算 量 独 立斯 维 尔 BIM算 量 Auto CADRevit鲁 班 算 量 系 列 Auto CAD神 机 妙 算 Auto CAD品 茗 Auto CAD筑 业 四 维 算 量 独 立国 内 主 要 算 量 软 件 简 介 鲁 班 软 件 （ 中 ）项 目 : 南 通 市 政 务 中 心 北 侧 一 栋 停 车 综 合 楼总 高 度 : 60.3米 ， 地 下 两 层采 用 预 制 装 配 式 混 凝 土 结 构 形 式项 目 总 建 筑 面 积 4.9万 平 方 米利 用 Auto CAD文 件 转 换 技 术 ， 快 速 建 模 。根 据 工 程 结 构 要 求 进 行 属 性 编 辑 和 识 别 ，计 算 出 工 程 量 ， 并 生 成 工 程 量 报 表 。 鲁 班 软 件 （ 中 ）项 目 : 南 通 市 政 务 中 心 北 侧 一 栋 停 车 综 合 楼总 高 度 : 60.3米 ， 地 下 两 层采 用 预 制 装 配 式 混 凝 土 结 构 形 式项 目 总 建 筑 面 积 4.9万 平 方 米在 安 装 算 量 软 件 中 可 以 直 接 导 入 已建 好 的 模 型 ， 通 过 安 装 设 置 ， 可 以 让 通风 管 、 电 路 、 水 路 等 与 土 建 模 型 相 结 合 ，计 算 出 工 程 量 。 也 可 以 通 过 模 型 的 可 视化 及 时 检 查 并 修 正 不 合 理 的 部 分 ， 大 大降 低 了 工 作 量 和 工 作 难 度 。 （ 1） 强 电 专 业 （ 2） 弱 电 专 业 （ 3） 给 排 水 专 业 （ 4） 暖 通 专 业 2、 计 价 软 件计 价 软 件 多 是 基 于 基 础平 台 进 行 二 次 开 发 的 ， 由 于它 具 有 地 域 性 ， 需 要 遵 循 各地 的 定 额 规 范 ， 因 此 几 乎 都是 国 内 公 司 的 软 件 ， 主 要 有广 联 达 、 斯 维 尔 、 鲁 班 、 神机 妙 算 、 品 茗 等 。 计 价 软 件内 覆 盖 全 国 三 十 多 个 省 市 的定 额 ， 支 持 全 国 各 地 市 、 各专 业 定 额 ， 提 供 清 单 计 价 、定 额 计 价 、 综 合 计 价 等 多 种计 价 方 法 。 深 化 设 计 ， 就 是 施 工 单 位 在 设 计 院 提 供 的 施 工 图 纸 的 基 础 上 ， 根 据 标 准 图 集 、施 工 规 范 的 要 求 。 凭 借 自 身 的 施 工 经 验 及 人 才 优 势 ， 结 合 施 工 现 场 的 实 际 情况 ， 对 原 设 计 进 行 优 化 、 调 整 、 完 善 。 一 般 来 说 ， 深 化 设 计 主 要 分 为 两 种 ： 一 种 是 专 业 性 深 化 设 计 ， 包 括 土 建 结 构深 化 、 钢 结 构 深 化 、 幕 墙 深 化 、 电 梯 深 化 、 机 电 专 业 深 化 等 等 ； 另 一 个 是 综合 性 深 化 设 计 ， 指 将 各 专 业 深 化 结 果 进 行 集 成 、 协 调 、 修 订 与 校 核 。3.4.2 深 化 设 计 阶 段 的 BIM工 具 软 件 应 用 机 电 深 化 设 计 主 要 包 括 给 排 水 、 暖 通 、 强 弱 电 等 专 业 ， 是 在 机 电 施 工 图 的 基础 上 进 一 步 设 计 完 成 的 机 电 管 线 综 合 排 布 ， 根 据 不 同 管 线 的 不 同 性 质 、 不 同功 能 和 不 同 施 工 要 求 ， 结 合 建 筑 装 修 的 要 求 ， 进 行 统 筹 的 管 线 位 置 排 布 。1 机 电 深 化 设 计 Autodesk （ 美 国 ） MEP（ Mechanical, Electrical & Plumbing） ， 即 机 械 、 电 气 、 管 道 。 Revit MEP是 在 Revit平 台 上 的 一 个 独立 的 核 心 建 模 软 件 ， 可 通 过 数 据 驱 动 的 系 统 建 模 和 设 计 来 优 化 建 筑 设 备 与 管 道 专 业 工 程 。 软 件 基 于 Revit技 术 ，可 以 同 Revit Architectural和 Revit Structure数 据 互 通 。 AutoCAD MEP则 是 建 立 在 Auto CAD的 平 台 上 的 一 款 软 件 ，类 似 插 件 ， 与 CAD结 合 较 好 ， 操 作 习 惯 与 Auto CAD一 致 。 两 款 MEP软 件 主 要 包 含 暖 通 风 道 及 管 道 系 统 、 电 力 照明 、 给 排 水 等 专 业 ， 支 持 IFC数 据 的 导 入 与 导 出 。 Progman （ 芬 兰 ）MagiCAD由 芬 兰 公 司 Progman开 发 ， 2014年 归 于 中 国 广 联 达 旗 下 MagiCAD基 于 Revit和 AutoCAD平 台 ， 拥有 九 个 模 块 ： 通 风 系 统 设 计 、 水 系 统 设 计 、 喷 洒 系 统 设 计 、 管 道 综 合 支 吊 架 设 计 、 电 气 系 统 设 计 、 电 气 回 路 系 统设 计 、 系 统 原 理 图 设 计 、 舒 适 与 能 耗 分 析 、 智 能 建 模 。 软 件 可 进 行 机 械 、 电 气 和 管 道 设 计 的 机 电 BIM解 决 方 案 。除 此 以 外 ， 软 件 还 有 最 新 的 在 线 BIM产 品 库 MagiCloud， 它 提 供 了 千 万 级 别 的 世 界 领 先 生 产 厂 商 的 产 品 ， 每 个 产品 模 型 均 带 有 完 整 的 尺 寸 信 息 和 全 面 的 数 据 参 数 。 Progman （ 芬 兰 ）项 目 ： 广 州 国 际 体 育 演 艺 中 心工 程 总 建 筑 面 积 ： 121371.1 机 电 安 装 工 程 包 含 了 通 风 空 调 、 给 排 水 、 建筑 电 气 专 业 MagiCAD中 风 管 与 水 管 的 三 维 模 型 展 示项 目 应 用 了 软 件 的 综 合 管 线 三 维 展 示平 台 ， 通 过 对 建 筑 物 内 的 工 程 管 线 及 设 备建 立 三 维 模 型 ， 直 观 形 象 ， 能 很 方 便 的 观察 与 分 析 管 线 与 结 构 的 关 系 ， 并 能 够 及 时对 于 问 题 整 改 ， 信 息 数 据 能 够 同 步 更 新 。这 样 就 在 安 装 前 将 问 题 解 决 掉 ， 不 仅 节 省材 料 ， 还 为 钢 结 构 及 安 装 施 工 单 位 节 省 了时 间 ， 保 证 了 工 期 要 求 。 中 国 建 筑 科 学 研 究 院 建 研 科 技 股 份 有 限 公 司 （ 中 国 ）PKPM是 一 套 集 建 筑 设 计 、 结 构 设 计 、 设 备 设 计 、 节 能 设 计 于 一 体 的 建 筑 工 程 综 合 CAD系 统 。 软 件 是 基 于 独立 自 主 的 独 立 平 台 研 发 ， 其 设 备 设 计 系 列 软 件 包 括 采 暖 、 空 调 、 电 气 及 室 内 外 给 排 水 ， 可 从