BIM技术原理及应用_张雷董文祥哈小平主编.pdf

BIM 技术原理及应用山东科学技术出版社 图书在版编目(CIP)数据BIM 技术原理及应用 张雷,董文祥,哈小平主编.济南:山东科学技术出版社,2019.2ISBN 978-7-5331-9793-3.B.张 董 哈.建筑设计计算机辅助设计应用软件.TU201.4中国版本图书馆 CIP 数据核字(2019)第037375 号主 审:王广斌主 编:张 雷 董文祥 哈小平副主编:曾大林 葛振刚 王亚坤刘洪磊 陈永鸿 谭 丹BIM 技术原理及应用BIM JISHU YUANLI JI YINGYONG责任编辑:邱赛琳 石 昊装帧设计:孙非羽 主管单位:山东出版传媒股份有限公司出 版 者:山东科学技术出版社地址:济南市市中区英雄山路 189 号邮编:250002 电话:(0531)82098088网址:电子邮件:发 行 者:山东科学技术出版社地址:济南市市中区英雄山路 189 号邮编:250002 电话:(0531)82098071印 刷 者:山东金坐标印务有限公司地址:莱芜市嬴牟西大街 28 号邮编:271100 电话:(0634)6276023规格:16 开(184mm 260mm)印张:21.75 字数:500 千版次:2019 年 2 月第 1 版 2019 年 2 月第 1 次印刷定价:50.00 元1 从全球建筑业经验来看,BIM(Building information modeling,建筑信息模型)被认为是改变建筑业发展的“颠覆性力量”。近年来,我国政府大力倡导工程总承包、装配式建筑、数字城市、全过程工程咨询等行业变革趋势,探索“雄安建造模式”。基于BIM 的信息化技术成为行业变革的必要手段,行业从业者从不同角度对 BIM 进行理论和实践的研究。本教材是同济大学王广斌团队高校 BIM 入课的研究成果,参考了国内外知名企业及学者的最新研究与实践经验,目的在于促进高等教育的 BIM 基础人才培养。本教材从 BIM 发展的行业背景出发,认为 BIM 内涵应包含 BIM 的技术与管理两个层次,符合“生产力与生产关系”的发展逻辑,较为全面地总结了 BIM 的基本知识及发展过程。本教材共分为两个部分:第一部分为基础篇,其中第一章建设工程管理和第二章 BIM 概论由张雷(山东建筑大学)、董文祥(中建八局一公司)、哈小平(中建八局一公司)负责编写,第三章 BIM 在建设工程全生命期的应用模式和第四章BIM 参数化建模与互操作性由曾大林(山东建筑大学)、谭丹(同济大学建筑产业创新发展研究院)负责编写,第五章国内外 BIM 应用和第六章 BIM 软件及 BIM 模型构件等级由刘洪磊(常熟理工学院经济与管理学院)、陈永鸿(昆明理工大学建筑工程管理学院)负责编写,第七章 BIM 实施规划与控制和第八章 BIM 协同应用管理由张雷、陈永鸿负责编写,第九章业主 BIM 应用模式和第十章 BIM 技术扩展应用由葛振刚(中建八局一公司)、王亚坤(中建八局一公司)负责编写。第二部分为案例应用篇,共 2 个 BIM 典型应用案例,由董文祥、哈小平、葛振刚和王亚坤等负责编写。本教材所有章节由张雷负责整体统稿协调,并最终由王广斌教授进行内容审核。在本教材的基础上,我们还打造了“BIM 技术原理及应用”的“智慧树”平台建设线上课程,得到了山东建筑大学管理工程学院、同济大学建筑产业创新发展研究院、中建八局第一建设有限公司、广联达科技股份有限公司、山东营特建设项目管理咨询有限公司、常熟理工学院经济与管理学院、昆明理工大学建筑工程管理学院等单位的大力2 支持,该课程从理论到实践,从技术到管理,为全国建筑类高校的相关专业提供必要的BIM 人才培养支撑体系。本教材为 BIM 基础性教材,结合该课程的“智慧树”平台课程,可以供建筑类高校相关专业的研究生、本科生、高职学生学习参考,也可作为建筑企业及相关从业人员进行 BIM 培训学习的基础性教材。本教材参考了国内外众多知名企业和学者的最新研究成果和观点,一并感谢。若有不当,恳请批评指正。编 者2019 年 1 月1 第一部分 基础篇第一章 建设工程管理3 1.1 项目管理概述31.2 建设工程管理的内涵和任务81.3 建设工程全寿命管理111.4 建设工程管理信息化18第二章 BIM 概论242.1 BIM 内涵242.2 BIM 与 CAD 的发展历程342.3 BIM 对建筑业的影响及所面临挑战362.4 基于 BIM 的 IPD 模式43第三章 BIM 在建设工程全生命期的应用模式493.1 BIM 技术在建设工程全生命期的应用493.2 BIM 对参与方的应用效益573.3 BIM 技术能力评估62第四章 BIM 参数化建模与互操作性734.1 基于对象的参数化建模的演变734.2 建筑物的参数化建模784.3 BIM 的工具、平台与环境864.4 BIM 互操作性872 第五章 国内外 BIM 应用1035.1 全球 BIM 应用现状1035.2 国家 BIM 标准及政策1075.3 应用 BIM 障碍115第六章 BIM 软件及 BIM 模型构件等级1206.1 BIM 软件1206.2 BIM 平台1276.3 BIM 模型构件等级138第七章 BIM 实施规划与控制1467.1 BIM 实施规划1467.2 BIM 实施规划的内容1527.3 BIM 实施规划的控制178第八章 BIM 协同应用管理1878.1 BIM 与协同1878.2 设计阶段 BIM 协同管理1918.3 施工阶段 BIM 模型协同工作208第九章 业主 BIM 应用模式2249.1 业主在 BIM 应用的主导地位2249.2 业主在 BIM 应用的基本模式2269.3 BIM 实施的风险232第十章 BIM 技术扩展应用23610.1 BIM 与其他信息技术的拓展应用23610.2 BIM 与绿色建筑的应用集成24710.3 BIM 与装配式建筑的应用集成24810.4 BIM 与工程总承包的应用集成2523 第二部分 案例应用篇案例一 济南汉峪 A5-3 项目 BIM 应用2571 项目概况2572 BIM 实施规划与合同管理2603 BIM 在项目决策阶段应用2614 BIM 在项目设计阶段的应用2635 BIM 在施工阶段的应用2836 BIM 在运维阶段的应用2917 BIM 平台的应用2918 应用总结298案例二 广州香港马会项目 BIM 应用2991 项目概况2992 BIM 实施规划与合同管理3033 BIM 在项目决策阶段应用3044 BIM 在项目设计阶段的应用3095 BIM 在施工阶段的应用3136 BIM 平台的应用3377 结论与总结3403 建设工程管理1.1 项目管理概述1.1.1 项目项目是指一系列独特的、复杂的并相互关联的活动,这些活动有着一个明确的目标或目的,必须在特定的时间、预算、资源限定内,依据规范完成。例如,开发一项新产品、计划举行一项大型活动、建造一座大楼或工厂、采用 PPP(公私合营)模式进行基础设施的建设等都是项目。项目参数包括项目范围、质量、成本、时间、资源。项目的主要特点如表 1-1 所示。表 1-1 项目的特点基本特征内容多元化 项目对象的特殊性、项目专业领域的特殊性、项目自身文化背景的特殊性、项目主体与主体行为的特殊性,使得项目的多元化不断呈现出来,这可能使得项目管理工作也越显复杂化。目标性(1)时间目标:完成项目任务的时间要求,如开始时间、持续时间等。(2)费用目标:完成项目任务所要求的预定费用。(3)进度目标:采用科学的方法确定进度目标,编制经济合理的进度计划,并据以检查项目进度计划的执行情况。若发现实际执行情况与计划进度不一致,及时分析原因,并采取必要的措施对原项目进度计划进行调整或修正。制约性 任何项目都是在一定的约束条件下进行的,包括人力约束、费用约束、时间约束、质量约束、环境约束等。其中,质量(工作标准)、进度、费用目标是项目普遍存在的三个主要约束条件。一次性 一次性是指项目具有明确的起点和终点,没有可以完全照搬的先例,也不会有完全相同的复制,即项目不可能重复。张雷,吴永春,王悦.项目管理M.北京:中国人民大学出版社,2016.4 (续表)基本特征内容相对不确定性 多数项目在其进行过程中,往往有许多不确定因素。整体性 项目中的一切活动都是相关联的,构成一个整体,多余的活动是不必要的,缺少某些活动必将损害项目目标的实现。1.1.2 项目管理知识体系项目管理知识体系(Project Management Body of Knowledge,PMBOK)是美国项目管理协会(Project Management Institute,PMI)推出的项目管理理论集合,成为事实上的具有全球化、多领域化和广泛普适性的理论标准,PMBOK(第三版)在 2000 年第一次引入中国。2017 年 9 月,PMI 在最新的第六版 PMBOK 指南中,有两个方面的较大变化。一是增加更多与敏捷相关的内容,以应对具有适应型生命周期特征的项目活动。大量的项目实践表明,敏捷方法虽然起源于软件领域,但其思想和方法同样具有广泛的普适性,在相对传统的行业、领域中同样能够发挥有益的作用和影响。二是在第六版 PMBOK 指南中,有新的一章内容讨论项目经理的角色。项目经理需要有一套理想的技能集在日益复杂的环境中增强竞争力和实战力,PMI 将此套技能集定义为项目经理能力三角形(Talent Triangle),由技术、领导力、战略及业务四大管理才能组成。(1)项目、项目集与项目组合半个多世纪以来,项目管理在不断发展,传统的项目管理(Project Management)是该学科的第一代,其第二代是项目集管理(Program Management),第三代是项目组合管理(Portfolio Management),第四代是变更管理(Change Management)。这些管理技术和方法都已在工程项目管理中得到了应用。PMBOK 规定了三种不同的模式进行管理:作为一个独立项目(不包括在项目组合或项目集中)、在项目集内和在项目组合内。如果在项目组合内或项目集内管理某个项目,则项目经理需要与项目集和项目组合经理互动合作。例如,为达成组织的一系列目的和目标,可能需要实施多个项目。在这种情况下,项目可能被归入项目集中。项目集是一组相互关联且被协调管理的项目、子项目集和项目集活动,以便获得分别管理所无法获得的利益。项目集不是大项目。规模特别大的项目称为“大型项目”。一般定义,大型项目通常需要 10 亿美元或以上的成本,可影响上百万人,并且将持续数年。有些组织可能会采用项目组合,以有效管理在任何特定的时间内同时进行的多个项目集和项目。项目组合是指为实现战略目标而组合在一起管理的项目、项目集、子项目组合和运营工作。项目集管理和项目组合管理的生命周期、活动、目标、重点和效益都与项目管理不5 同;但是,项目组合、项目集、项目和运营通常都涉及相同的相关方,还可能需要使用同样的资源,而这可能会导致组织内出现冲突。这种情况促使组织增强内部协调,通过项目组合、项目集和项目管理达成组织内部的有效平衡。从组织的角度来看,项目集和项目管理的重点在于以“正确”的方式开展项目集和项目,而项目组合管理则注重于开展“正确”的项目集和项目。项目有明确的目标,其范围在整个项目生命周期中渐进明细;项目集的范围更大,并能提供更显著的利益;项目组合的业务范围随组织战略目标的变化而变化。表 1-2 概述了项目、项目集与项目组合管理的比较。表 1-2 项目、项目集与项目组合管理的比较项目项目集项目组合定义 项目是为创造独特的产品、服务或成果而进行的临时性工作。项目集是一组相互关联且被协调管理的项目、子项目集和项目集活动,以便获得分别管理所无法获得的效益。项目组合是为实现战略目标而组合在一起管理的项目、项目集、子项目组合和运营工作的集合。范围 项目具有明确的目标。范围在整个项目生命周期中是渐进明细的。项目集的范围包括其项目集组件的范围。项目集通过确保