智能物流裝備項(xiàng)目建筑工程方案

智能物流裝備項(xiàng)目

建筑工程方案

XXX集團(tuán)有限公司

目錄

一、新一代智能制造技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用..............................3

二、智能建筑與智慧城市.............................................6

三、BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用..................................15

四、BIM技術(shù)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用..................................19

五、BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)..............................................29

六、BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值價(jià)值..........................................32

七、鋼結(jié)構(gòu)體系....................................................35

八、木結(jié)構(gòu)體系....................................................42

九、綠色建筑的特征................................................48

十、綠色建筑相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn).......................................49

十一、評(píng)價(jià)時(shí)點(diǎn)與方法..............................................53

十二、評(píng)價(jià)單元及內(nèi)容..............................................54

十三、竣工決算編制................................................55

十四、竣工決算報(bào)批................................................58

十五、建筑安裝工程費(fèi)用............................................59

十六、工程建設(shè)其他費(fèi)用............................................64

十七、合同價(jià)款調(diào)整................................................67

十八、合同價(jià)款結(jié)算................................................74

十九、項(xiàng)目基本情況................................................80

二十、公司基本情況................................................82

二十一、項(xiàng)目投資分析..............................................84

建設(shè)投資估算表.....................................................86

建設(shè)期利息估算表...................................................87

流動(dòng)資金估算表.....................................................88

總投資及構(gòu)成一覽表.................................................90

項(xiàng)目投資計(jì)劃與資金籌措一覽表......................................91

二十二、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析..........................................92

營(yíng)業(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表................................92

綜合總成本費(fèi)用估算表...............................................94

利潤(rùn)及利潤(rùn)分配表...................................................95

項(xiàng)目投資現(xiàn)金流量表.................................................98

借款還本付息計(jì)劃表................................................100

一、新一代智能制造技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用

智能制造可歸納為三個(gè)基本范式，即數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化

制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是

新一代人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，貫穿于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、

制造、服務(wù)全壽命期各個(gè)環(huán)節(jié)及相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化集成，不斷提升企業(yè)

的產(chǎn)品質(zhì)量、效益、服務(wù)水平，減少資源能耗，是新一輪工業(yè)革命的

核心驅(qū)動(dòng)力，是今后數(shù)十年制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要路徑。“人-信息-

物理系統(tǒng)”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智

能制造的技術(shù)機(jī)理，能夠有效指導(dǎo)新一代智能制造的理論研究和工程

實(shí)踐。

（1）傳統(tǒng)制造與“人-物理系統(tǒng)"（Human-PhySicalSyStemS,

HPS）o傳統(tǒng)制造系統(tǒng)包含人和物理系統(tǒng)兩大部分，是完全通過(guò)人對(duì)機(jī)

器的操作控制來(lái)完成各種工作任務(wù)。動(dòng)力革命極大地提高了物理系統(tǒng)

（機(jī)器）的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，物理系統(tǒng)（機(jī)器）代替了人類大量體力

勞動(dòng)。傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中，要求人完成信息感知、分析決策、操作控制

及認(rèn)知學(xué)習(xí)等多方面任務(wù)，不僅對(duì)人的要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且系

統(tǒng)工作效率、質(zhì)量還不夠高，完成復(fù)雜工作任務(wù)的能力還很有限。

（2）新一代智能制造與新一代“人-信息-物理系統(tǒng)”。與傳統(tǒng)制

造系統(tǒng)相比，智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)變化是在人和物理系統(tǒng)之間增加信

息系統(tǒng)，形成“人一信息-物理系統(tǒng)”。隨著新一代人工智能技術(shù)的發(fā)

展，“人一信息一物理系統(tǒng)”發(fā)生質(zhì)的變化，形成新一代“人一信息

物理系統(tǒng)”。新一代智能制造系統(tǒng)最本質(zhì)的特征是其信息系統(tǒng)增加了

認(rèn)知和學(xué)習(xí)功能，信息系統(tǒng)不僅具有強(qiáng)大的感知、計(jì)算分析與控制能

力，更具有學(xué)習(xí)提升、產(chǎn)生知識(shí)的能力。

（二）3D打印技術(shù)

1、基本原理

（1）建筑3D打印技術(shù)作為新型數(shù)字建造技術(shù)，集成了計(jì)算機(jī)技

術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料成型技術(shù)等，采用材料分層疊加的基本原理，由

計(jì)算機(jī)獲取三維建筑模型的形狀、尺寸及其他相關(guān)信息，并對(duì)其進(jìn)行

一定處理，按某一方向（通常為Z向）將模型分解成具有一定厚度的

層片文件（包含二維輪廓信息）然后對(duì)文件進(jìn)行檢驗(yàn)或修正并生成正

確的數(shù)控程序，最后由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)械裝置按照指定路徑運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)

建筑物或構(gòu)筑物的自動(dòng)建造，也被稱為“增材建造

（additivecOnStructiOn）三維模型建立與近似處理。三維建模方法

有兩種：首先，通過(guò)建筑參數(shù)化建模軟件（如Revit,3Dmax等）直接

建模；其次，利用逆向工程（reverSeengineering,RE）或反求工程

（如三維掃描等）通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)造出三維模型。然后用軟件將三維

模型導(dǎo)出為特定的近似模擬文件，如STL格式文件等，為后續(xù)工作做

好準(zhǔn)備。

（2）模型切片與路徑規(guī)劃。將三維模型模擬文件導(dǎo)入建筑3D打

印數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)模型進(jìn)行兩步處理

①用一系列平行、等間距的二維模型進(jìn)行擬合，即分層切片處理。

②將切片得到的層片輪廓轉(zhuǎn)化為打印噴嘴的運(yùn)行填充路徑，即層

片路徑規(guī)劃。

2、機(jī)器人建造特征

人機(jī)共生下的全新工作模式可以歸結(jié)為以下三個(gè)特征：一體化、

體外化和虛擬/物質(zhì)化的數(shù)字。

(1)一體化。一體化的首要特征是人的思維與機(jī)器運(yùn)算思維的打

通，其次是設(shè)計(jì)與建造的打通。這一切是建立在建筑設(shè)計(jì)方法從幾何

參數(shù)化、性能參數(shù)化到建造參數(shù)化的一體化聯(lián)動(dòng)基礎(chǔ)之上的。

(2)體外化。體外化則是對(duì)待人體與機(jī)器的基本態(tài)度。機(jī)器不是

人在思維和身體上的延伸，而是獨(dú)立于人體，有著與人類不同的能力

與思考方式,因此它們應(yīng)作為“合作同伴(partnerShipp”參與到設(shè)

計(jì)過(guò)程中。機(jī)器的目的不是主導(dǎo)設(shè)計(jì)，而是在預(yù)設(shè)條件下增強(qiáng)人的能

力。

(3)虛擬化/物質(zhì)化的數(shù)字李生。虛擬化/物質(zhì)化的數(shù)字李生是人

機(jī)協(xié)作成果獲得直接體現(xiàn)的重要原因，無(wú)論是可視化、參數(shù)化還是性

能化模擬，都在追求虛擬空間中的數(shù)字信能息與物理空間中的實(shí)體事

物之間精確的映射關(guān)系，也是將可視化信息轉(zhuǎn)化為實(shí)體建造的關(guān)鍵，

這種共生關(guān)系為形式生成、材料分布帶來(lái)新的可能。

二、智能建筑與智慧城市

(-)智能建筑

智能建筑概念源于美國(guó)。美國(guó)智能建筑學(xué)會(huì)認(rèn)為：智能建筑是對(duì)

建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理四個(gè)基本要素進(jìn)行最優(yōu)化組合，為

用戶提供一個(gè)高效率并具有經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)境。

我國(guó)智能建筑起步于20世紀(jì)90年代，在90年代中后期達(dá)到建設(shè)

高峰。2015年H月正式實(shí)施的《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50314-2015)

將智能建筑定義為：以建筑物為平臺(tái)，基于對(duì)各類智能化信息的綜合

應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳

輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)

境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功

能環(huán)境的建筑。

1、智能建筑基本構(gòu)成

智能建筑以增強(qiáng)建筑物科技功能、提升智能化系統(tǒng)的技術(shù)功效和

綠色建筑為目標(biāo)，追求功能實(shí)用、技術(shù)適時(shí)、安全高效、運(yùn)營(yíng)規(guī)范和

經(jīng)濟(jì)合理。智能建筑通常由信息化應(yīng)用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息

設(shè)施系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)、智能

化系統(tǒng)機(jī)房工程等組成。

(1)信息化應(yīng)用系統(tǒng)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)是指以信息設(shè)施系統(tǒng)和建

筑設(shè)備管理系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，為滿足建筑物各類專業(yè)化業(yè)務(wù)、

規(guī)范化運(yùn)營(yíng)及管理需要，由多種類信息設(shè)施、操作程序和相關(guān)應(yīng)用設(shè)

備等組合而成的系統(tǒng)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)包括公共服務(wù)、智能卡應(yīng)用、

物業(yè)管理、信息設(shè)施運(yùn)行管理、信息安全管理、通用業(yè)務(wù)和專業(yè)業(yè)務(wù)

等應(yīng)用功能。

(2)智能化集成系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)是指為實(shí)現(xiàn)建筑物運(yùn)營(yíng)及

管理目標(biāo)，基于統(tǒng)一的信息平臺(tái)，以多種類智能化信息集成方式，形

成的具有信息匯聚、資源共享、協(xié)同運(yùn)行、優(yōu)化管理等綜合應(yīng)用功能

的系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)由智能化信息集成系統(tǒng)與集成信息應(yīng)用系統(tǒng)

組成，采用智能化信息資源共享和協(xié)同運(yùn)行的架構(gòu)形式，以實(shí)現(xiàn)綠色

建筑，滿足建筑的業(yè)務(wù)功能、物業(yè)運(yùn)營(yíng)及管理模式的應(yīng)用需求為目標(biāo)。

(3)信息設(shè)施系統(tǒng)。信息設(shè)施系統(tǒng)是指為滿足建筑物的應(yīng)用與管

理對(duì)信息通信的需求，將各類具有接收、交換、傳輸、處理、存儲(chǔ)和

顯示等功能的信息系統(tǒng)整合，形成建筑物公共通信服務(wù)綜合基礎(chǔ)條件

的系統(tǒng)。信息設(shè)施系統(tǒng)包括信息接入系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、移動(dòng)通信室內(nèi)

信號(hào)覆蓋系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、用戶電話交換系統(tǒng)、無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)、

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、會(huì)議

系統(tǒng)、信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)等。

(4)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)是指對(duì)建筑設(shè)備監(jiān)控

和公共安全系統(tǒng)等實(shí)施綜合管理的系統(tǒng)，其包括建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、

建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)，以及需要納入管理的其他業(yè)務(wù)設(shè)施系統(tǒng)，以節(jié)約

資源、優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量管理為目標(biāo)，具有建筑設(shè)備能耗監(jiān)測(cè)，運(yùn)行監(jiān)控

信息互為關(guān)聯(lián)、共享的功能。

（5）公共安全系統(tǒng)。公共安全系統(tǒng)是指為維護(hù)公共安全，運(yùn)用現(xiàn)

代化科學(xué)技術(shù)，具有以應(yīng)對(duì)危害社會(huì)安全的各類突發(fā)事件而構(gòu)建的綜

合技術(shù)防范或安全保障體系綜合功能的系統(tǒng)，其包括安全防范綜合管

理和入侵報(bào)警、視頻安防監(jiān)控、出入口控制、電子巡查、訪客對(duì)講、

停車場(chǎng)（庫(kù)）管理系統(tǒng)等。

（6）應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)。應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)是指為應(yīng)對(duì)各類突發(fā)公共安全

事件，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和決策指揮能力，有效預(yù)防、控制和消除突

發(fā)公共安全事件的危害，具有應(yīng)急技術(shù)體系和響應(yīng)處置功能的應(yīng)急響

應(yīng)保障機(jī)制或履行協(xié)調(diào)指揮職能的系統(tǒng)。

（7）智能化系統(tǒng)機(jī)房工程。智能化系統(tǒng)機(jī)房工程是指為提供機(jī)房

內(nèi)各智能化系統(tǒng)設(shè)備及裝置的安置和運(yùn)行條件，以確保各智能化系統(tǒng)

安全、可靠和高效地運(yùn)行與便于維護(hù)建筑功能環(huán)境而實(shí)施的綜合工程。

智能化系統(tǒng)機(jī)房包括信息接入機(jī)房、有線電視前端機(jī)房、信息設(shè)施系

統(tǒng)總配線機(jī)房、智能化總控室、信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、用戶電話交換機(jī)房、

消防控制室、安防監(jiān)控中心、應(yīng)急響應(yīng)中心和智能化設(shè)備間（弱電間、

電信間）等。機(jī)房工程緊急廣播系統(tǒng)備用電源的持續(xù)供電時(shí)間，必須

與消防疏散指示標(biāo)志，照明備用電源的連續(xù)供電時(shí)間一致。

2、智能建筑技術(shù)基礎(chǔ)

計(jì)算村與通信技術(shù)是構(gòu)建信息系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)

建筑內(nèi)外相關(guān)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體等形式的信息予以接收、

交換、傳輸、處理、存儲(chǔ)、檢索與顯示等功能。自動(dòng)化控制技術(shù)通過(guò)

信息網(wǎng)絡(luò)、管理的硬件設(shè)施對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)外界條

件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，使設(shè)備運(yùn)行始終處于最

佳狀態(tài)，對(duì)電力、供熱、供水等能源的調(diào)節(jié)，安全、舒適、節(jié)能。

(二)智慧城市

2009年美國(guó)政府在經(jīng)濟(jì)復(fù)興計(jì)劃中首次描述美國(guó)智慧城市的概念。

2012年我國(guó)智慧城市試點(diǎn)全面啟動(dòng)。我國(guó)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十

三個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出：以基礎(chǔ)設(shè)施智能化、公共服務(wù)便利化、社

會(huì)治理精細(xì)化為重點(diǎn)，充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)，建設(shè)一批新

型示范智慧城市。截至2018年11月，全國(guó)100%副省級(jí)以上城市、90%

地級(jí)以上城市，總計(jì)700多個(gè)城市提出或在建智慧城市，已有277個(gè)

智慧城市試點(diǎn)和3個(gè)新型智慧城市試點(diǎn)。

《智慧城市術(shù)語(yǔ)》(GB/T37043-2018)將智慧城市定義為：運(yùn)用

信息通信技術(shù)，有效整合各類城市管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市各系統(tǒng)間信息

資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，推動(dòng)城市管理和服務(wù)智慧化，提升城市運(yùn)行管

理和公共服務(wù)水平，提高城市居民幸福感和滿意度，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

的一種創(chuàng)新型城市。

1、智慧城市頂層設(shè)計(jì)

智慧城市頂層設(shè)計(jì)是指從城市發(fā)展需求出發(fā)，運(yùn)用體系工程方法

統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城市各要素，開展智慧城市需求分析，對(duì)智慧城市建設(shè)目標(biāo)、

總體框架、建設(shè)內(nèi)容、實(shí)施路徑等方面進(jìn)行整體性規(guī)劃和設(shè)計(jì)的過(guò)程。

（1）基本原則。智慧城市頂層設(shè)計(jì)遵循以下基本原則。1）以人

為本。以“為民、便民、惠民”為導(dǎo)向。

2）因城施策。依據(jù)城市戰(zhàn)略定位、歷史文化、資源稟賦、信息化

基礎(chǔ)設(shè)施及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等方面進(jìn)行科學(xué)定位，合理配置資源，

有針對(duì)性地進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

3）融合共享。以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)融合、技術(shù)融合，以及跨部

門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)、跨層級(jí)、跨地域的協(xié)同管理和服務(wù)為目標(biāo)。

4）協(xié)同發(fā)展。體現(xiàn)數(shù)據(jù)流在城市群、中心城市以及周邊縣鎮(zhèn)的匯

聚和輻射應(yīng)用，建立城市管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)保障、公共服務(wù)等多

方面的協(xié)同發(fā)展體系。

5）多元參與。在開展智慧城市頂層設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮政府、企業(yè)、

居民等不同角色的意見(jiàn)及建議。

6）綠色發(fā)展?？紤]城市資源環(huán)境承載力，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)

能環(huán)保發(fā)展、低碳循環(huán)發(fā)展為導(dǎo)向。

1）創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。體現(xiàn)新技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用，體現(xiàn)智慧城市與

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之間的有機(jī)結(jié)合，將智慧城市作為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的重要載體，推

動(dòng)統(tǒng)籌機(jī)制、管理機(jī)制、運(yùn)營(yíng)機(jī)制、信息技術(shù)創(chuàng)新。

（2）基本過(guò)程。智慧城市頂層設(shè)計(jì)基本過(guò)程分為需求分析、總體

設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)施路徑設(shè)計(jì)四步。

1）需求分析。通過(guò)城市發(fā)展戰(zhàn)略與目標(biāo)分析、城市現(xiàn)狀調(diào)研分析、

智慧城市現(xiàn)狀評(píng)估、其他相關(guān)規(guī)劃分析等方面的工作，梳理出政府、

企業(yè)、居民等主體對(duì)智慧城市的建設(shè)需求。

2）總體設(shè)計(jì)。在需求分析基礎(chǔ)上，確定智慧城市建設(shè)的指導(dǎo)思想、

基本原則、建設(shè)目標(biāo)等內(nèi)容，識(shí)別智慧城市重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)，提出智慧

城市建設(shè)總體框架。

3）架構(gòu)設(shè)計(jì)。依據(jù)智慧城市建設(shè)需求和目標(biāo)，從業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)

用、基礎(chǔ)設(shè)施、安全、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)七個(gè)維度和各維度之間的關(guān)系出發(fā)，

對(duì)業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、安全體系、標(biāo)準(zhǔn)

體系及產(chǎn)業(yè)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4）實(shí)施路徑設(shè)計(jì)。在前期階段成果的基礎(chǔ)上，依據(jù)智慧城市重點(diǎn)

任務(wù)建設(shè)，提出智慧城市建設(shè)重點(diǎn)工程，并明確工程屬性、目標(biāo)任務(wù)、

實(shí)施周期、成本效益、政府與社會(huì)資金、階段建設(shè)目標(biāo)等，設(shè)計(jì)各工

程項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)營(yíng)模式、實(shí)施階段計(jì)劃和風(fēng)險(xiǎn)保障措施，確保智慧城

市建設(shè)順利進(jìn)行。

2、智慧城市評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)原則。智慧城市評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則

1）導(dǎo)引性。指標(biāo)設(shè)計(jì)要突出智慧城市的本質(zhì)和特征，注重智慧城

市建設(shè)的質(zhì)量與成效，可充分發(fā)揮對(duì)本領(lǐng)域智慧化建設(shè)的引導(dǎo)作用。

2）代表性。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)體現(xiàn)本領(lǐng)域特點(diǎn)，應(yīng)具有典型性和代表性。

3）人本性。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)注重為民、便民、惠民成效，突出城市管

理和公共服務(wù)的質(zhì)量和水平。

4）規(guī)范性。指標(biāo)選取要制定分項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

5）可操作性。評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)可量化計(jì)算，且指標(biāo)相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)、

最新數(shù)據(jù)便于采集。

6）系統(tǒng)性。評(píng)價(jià)指標(biāo)共同組成評(píng)價(jià)本領(lǐng)域智慧城市建設(shè)水平成效

的有機(jī)整體，彼此之間盡可能相對(duì)獨(dú)立。

（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系內(nèi)容。智慧城市評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可分為能力類指

標(biāo)、成效類指標(biāo)兩類。能力類指標(biāo)、成效類指標(biāo)所涉及的各個(gè)方面均

可作為一級(jí)指標(biāo)。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下又包含若干二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)要素，每

個(gè)二級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)要素代表對(duì)一級(jí)指標(biāo)某一個(gè)側(cè)重面的考量依據(jù)。

1）能力類指標(biāo)。能力類指標(biāo)是指對(duì)智慧城市建設(shè)運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)能力的

評(píng)價(jià)指標(biāo)，即城市運(yùn)用各種資源建設(shè)運(yùn)營(yíng)智慧城市的基本能力評(píng)價(jià)指

標(biāo)。能力類指標(biāo)可用于評(píng)價(jià)城市運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間

地理信息集成等新一代信息技術(shù)，進(jìn)行城市規(guī)劃、建設(shè)和提升城市管

理.服務(wù)水平的一系列要素項(xiàng)。

智慧城市評(píng)價(jià)中的能力類一級(jí)指標(biāo)通常包括信息資源、網(wǎng)絡(luò)安全、

創(chuàng)新能力、機(jī)制保障及基礎(chǔ)設(shè)施五方面。其中，信息資源一級(jí)指標(biāo)又

可包括三項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即信息資源開放、信息資源共享、信息資源開

發(fā)利用；網(wǎng)絡(luò)安全一級(jí)指標(biāo)又可包括四項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即網(wǎng)絡(luò)安全管理,

監(jiān)測(cè)、預(yù)警與應(yīng)急，信息系統(tǒng)安全可控，要害數(shù)據(jù)安全；創(chuàng)新能力一

級(jí)指標(biāo)又可包括四項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即新一代信息技術(shù)應(yīng)用、模式創(chuàng)新、

技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新、科研成果轉(zhuǎn)化；機(jī)制保障一級(jí)指標(biāo)又可包括五項(xiàng)二

級(jí)指標(biāo)，即規(guī)劃與建設(shè)方案、標(biāo)準(zhǔn)體系、政策法規(guī)、投融資機(jī)制、組

織管理機(jī)制；基礎(chǔ)設(shè)施一級(jí)指標(biāo)又可包括兩項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即信息基礎(chǔ)

設(shè)施和公共基礎(chǔ)設(shè)施。

2）成效類指標(biāo)。成效類指標(biāo)是指對(duì)智慧城市建設(shè)運(yùn)營(yíng)效果的評(píng)價(jià)

指標(biāo)，即城市各應(yīng)用領(lǐng)域智慧化建設(shè)運(yùn)營(yíng)的成效評(píng)價(jià)指標(biāo)。成效類指

標(biāo)可用于評(píng)價(jià)城市居民、企業(yè)及政府管理者本身所感受到的通過(guò)智慧

城市建設(shè)帶來(lái)的便捷性、宜居性、舒適性、安全感、幸福感等一系列

相關(guān)的要素項(xiàng)。

智慧城市評(píng)價(jià)中的成效類一級(jí)指標(biāo)通常包括公共服務(wù)、社會(huì)管理、

生態(tài)宜居、產(chǎn)業(yè)體系四方面。其中，公共服務(wù)一級(jí)指標(biāo)又可包括五項(xiàng)

二級(jí)指標(biāo)，即服務(wù)便捷度、服務(wù)豐富度、服務(wù)覆蓋度、服務(wù)集成度、

服務(wù)滿意度；社會(huì)管理一級(jí)指標(biāo)又可包括六項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即辦理快捷

度、管理公開度、管理精準(zhǔn)度、跨部門協(xié)同度、公共安全管理水平、

信用環(huán)境建設(shè)水平；生態(tài)宜居一級(jí)指標(biāo)又可包括四項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即生

態(tài)環(huán)境改善度、環(huán)境監(jiān)測(cè)防控能力、社區(qū)信息服務(wù)水平、生活數(shù)字化

程度；產(chǎn)業(yè)體系一級(jí)指標(biāo)又可包括五項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信

息化水平、兩化融合水平、新型信息服務(wù)提供能力、特定行業(yè)信息化

發(fā)展水平、電子商務(wù)發(fā)展與應(yīng)用成效。

三、BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用

(一)面向運(yùn)營(yíng)維護(hù)的BIM技術(shù)

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)協(xié)會(huì)(NIST)研究報(bào)告顯示，每年因計(jì)算機(jī)

輔助設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)中的互操作性不夠充分而造成的損失

高達(dá)158億美元，而業(yè)主和運(yùn)營(yíng)商在持續(xù)設(shè)施運(yùn)營(yíng)和維護(hù)方面耗費(fèi)的

成本幾乎占總成本的213。美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)(AI)正在考慮如何修改其

合同文件，以規(guī)范建筑信息模型的遷出流程；實(shí)施一種協(xié)議結(jié)構(gòu)，以

便使其代表的建筑信息模型和知識(shí)產(chǎn)權(quán)可以自然地從建筑師過(guò)渡到業(yè)

主/運(yùn)營(yíng)商，以便使用更有效的數(shù)據(jù)管理建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

目前，國(guó)內(nèi)外已開始研究BIM在建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的運(yùn)用。將BIM

三維模型與傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)相結(jié)合，可將BIM模型中存儲(chǔ)的大

量建筑相關(guān)信息，如設(shè)施幾何形狀、材料耐火等級(jí)和傳熱系數(shù)、構(gòu)件

造價(jià)和采購(gòu)等數(shù)字信息運(yùn)用于運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)的二維運(yùn)

營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)過(guò)程抽象的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的三維可視化運(yùn)營(yíng)維

護(hù)管理。

基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理解決方案，在具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)上往往結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等高新科技等，解決或

改善基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理平臺(tái)可能出現(xiàn)的

數(shù)據(jù)采集、空間定位和運(yùn)行速度問(wèn)題。例如，對(duì)于數(shù)據(jù)采集及空

間定位問(wèn)題，可通過(guò)建立相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，以及

現(xiàn)實(shí)設(shè)備與模型自動(dòng)匹配，實(shí)現(xiàn)空間定位功能；對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)算能力的

高要求問(wèn)題，可運(yùn)用云技術(shù)為系統(tǒng)提供強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)能力和不同

設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享。將物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、RFID、移動(dòng)終端等結(jié)合起來(lái)

應(yīng)用于基于三維展示平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)，不但能為建筑物實(shí)現(xiàn)三維

可視化信息模型管理，使空間信息與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融為一體，而且為建筑

物的所有組件和設(shè)備賦予了感知能力和生命力，從而將建筑物運(yùn)營(yíng)維

護(hù)提升到智慧建筑的全新高度。

（二）基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理功能

基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理通常被理解為：運(yùn)用BM技術(shù)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)

管理系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)建筑空間、設(shè)備、資產(chǎn)及軟性服務(wù)進(jìn)行科學(xué)管理。

基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理功能包括以下六個(gè)方面。

1、運(yùn)行監(jiān)控

基于BIM模型集成對(duì)設(shè)施的搜索、查閱、定位功能，可以查閱供

應(yīng)商、使用期限、聯(lián)系電話、維護(hù)情況等信息，可以查詢相應(yīng)設(shè)施在

建筑中的準(zhǔn)確定位，直觀展示設(shè)施是否正常運(yùn)行，以及查詢?cè)O(shè)施歷史

運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而對(duì)即將到達(dá)壽命期的設(shè)施及時(shí)預(yù)警和更換配件，防止

事故發(fā)生。

2、維護(hù)計(jì)劃

在建筑物使用壽命期內(nèi)，建筑物結(jié)構(gòu)及設(shè)備需要不斷得到維護(hù)。

BM結(jié)合運(yùn)營(yíng)維護(hù)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(shì),

合理制訂維護(hù)計(jì)劃，分配專人進(jìn)行專項(xiàng)維護(hù)工作，降低建筑物在使用

過(guò)程中可能出現(xiàn)的突發(fā)狀況的概率。對(duì)一些重要設(shè)施還可以參考跟蹤

維護(hù)工作的歷史記錄，以便對(duì)設(shè)施的適用狀態(tài)提前作出判斷。

3、資產(chǎn)管理

套有序的資產(chǎn)管理系統(tǒng)將有效提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理水平。BIM信息能

夠直接導(dǎo)入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，減少系統(tǒng)初始化的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及人力投入。

此外，通過(guò)BIM結(jié)合RFID的資產(chǎn)標(biāo)簽芯片，還可使資產(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。

4、建筑環(huán)境分析

基于BIM的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理平臺(tái)可以獲取建筑空間中的溫度、濕度、

C02濃度、光照度、空氣潔凈度等信息數(shù)據(jù)，并通過(guò)開發(fā)能源管理功能

模塊，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析建筑能耗情況。此外，基于BIM的專業(yè)建筑物系

統(tǒng)分析軟件，可以分析模擬和驗(yàn)證優(yōu)化建筑性能。

5、空間管理

基于BIM獲取各系統(tǒng)和設(shè)備空間位置信息，直觀形象且方便查找,

提高數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確度，避免數(shù)據(jù)的重復(fù)及錯(cuò)誤?；贐M增加建筑設(shè)備

及空間的管理能力，不僅可以有效管理空間資源，也可以幫助管理團(tuán)

隊(duì)記錄空間使用情況，確?？臻g資源的最大利用率。

6、應(yīng)急管理

基于BM的突發(fā)事件應(yīng)急管理包括預(yù)防、警報(bào)和處理。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(guò)程，制

定人員疏散、救援支持應(yīng)急預(yù)案。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，通過(guò)與樓宇自動(dòng)化

系統(tǒng)結(jié)合，及時(shí)獲取建筑物及設(shè)施的緊急狀態(tài)信息，能清晰地呈現(xiàn)建

筑物內(nèi)部疏散路線，提高應(yīng)急行動(dòng)成效。

四、BIM技術(shù)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

(一)BIM在設(shè)計(jì)前期階段的應(yīng)用

建筑成本、建筑使用情況、建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、建筑施工周期及

其他關(guān)鍵性問(wèn)題均由設(shè)計(jì)前期階段的初步設(shè)計(jì)所決定，故其意義重大。

不同于幾乎全部依賴設(shè)計(jì)師及其團(tuán)隊(duì)知識(shí)積累的傳統(tǒng)前期設(shè)計(jì)，

采用BIM技術(shù)的前期設(shè)計(jì)特點(diǎn)為直觀模擬分析和方向性指導(dǎo)兩方面。

在此階段，建造場(chǎng)地的相關(guān)客觀條件是影響設(shè)計(jì)決策的重要因素，因

此，創(chuàng)建場(chǎng)地三維模型是采用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)需要完成的重要工作。

(1)場(chǎng)地建模。場(chǎng)地建模包括現(xiàn)狀地形建模和現(xiàn)狀地物建模兩個(gè)

方面。

(2)場(chǎng)地設(shè)計(jì)。其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)，使場(chǎng)地中各要素尤其是建筑

物與其他要素之間能形成一個(gè)有機(jī)整體，使場(chǎng)地的利用能夠達(dá)到最佳

狀態(tài)，以充分發(fā)揮最大效益，節(jié)約土地，減少浪費(fèi)。場(chǎng)地設(shè)計(jì)主要包

括場(chǎng)地分析、場(chǎng)地平整、邊坡處理、道路布設(shè)。

(3)匹配規(guī)劃設(shè)計(jì)條件。在設(shè)計(jì)的前期階段，匹配以經(jīng)濟(jì)技術(shù)指

標(biāo)為特征的規(guī)劃設(shè)計(jì)條件尤為重要。但在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)前期階段，很難做

到對(duì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而BIM基于其參數(shù)化和信息聯(lián)動(dòng)的技術(shù)特性可

以高效地對(duì)指標(biāo)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

（4）投資估算。預(yù)算超支的現(xiàn)象普遍存在于工程建設(shè)中，其主要

原因是對(duì)工程項(xiàng)目投資估算和預(yù)算不準(zhǔn)確，在環(huán)境因素發(fā)生變化時(shí)對(duì)

項(xiàng)目成本的控制能力不夠。BIM把傳統(tǒng)的依靠業(yè)主方和建筑師經(jīng)驗(yàn)的投

資估算變?yōu)榛谀Ｐ蛿?shù)據(jù)的估算。設(shè)計(jì)任務(wù)書編制。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)

書一直以書面信息傳達(dá)為主，指標(biāo)不明確致使設(shè)計(jì)任務(wù)書表達(dá)不清楚

的情況時(shí)有發(fā)生，而基于BIM模型的設(shè)計(jì)任務(wù)書可在很大程度上解決

此類問(wèn)題。

（5）BIM實(shí)施規(guī)劃。BIM實(shí)施規(guī)劃為具體項(xiàng)目執(zhí)行BIM應(yīng)用設(shè)定

目的、規(guī)范協(xié)作流程、確定信息交換機(jī)制、明確實(shí)施內(nèi)容并規(guī)定交付

內(nèi)容及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容包括項(xiàng)目基本情況、實(shí)施組織及

BIM實(shí)施的具體內(nèi)容和相應(yīng)技術(shù)措施。

（二）BIM在方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

思維的隨意性和連貫性在建筑設(shè)計(jì)的方案構(gòu)思階段很重要，因此,

方便順手的傳統(tǒng)手繪草圖仍然不可替代，但BIM工具在方案建模、建

筑生態(tài)模擬、建筑可視化分析與表現(xiàn)方面有其獨(dú)特作用。

1、方案建模

(1)體量建模。方案構(gòu)思階段，設(shè)計(jì)師往往從概念開始建模，體

型確定后再通過(guò)具體構(gòu)建去實(shí)現(xiàn)造型。

(2)參數(shù)化建模。參數(shù)化建模是指通過(guò)相關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件把設(shè)

計(jì)的限制條件與設(shè)計(jì)的形式輸出之間建立參數(shù)關(guān)系，生成可以靈活調(diào)

控的計(jì)算機(jī)模型。

(3)體量模型構(gòu)件化。方案構(gòu)思階段要考慮簡(jiǎn)單的構(gòu)件構(gòu)造從而

深化方案設(shè)計(jì)，BIM軟件在構(gòu)件化方面也有不俗表現(xiàn)。

2、建筑生態(tài)模擬分析

建筑生態(tài)模擬是指在建筑建成前按照設(shè)計(jì)方案對(duì)建筑性能進(jìn)行精

確的數(shù)字化仿真模擬，并在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

生態(tài)模擬分析是建立在數(shù)字化仿真基礎(chǔ)上的，因此，不僅對(duì)幾何模型

有較高要求，同時(shí)對(duì)于環(huán)境參數(shù)也有著嚴(yán)格要求。傳統(tǒng)的二維CAD模

型無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可聯(lián)動(dòng)的建筑生態(tài)模擬分析。應(yīng)用BIM進(jìn)行建筑生態(tài)

模擬分析的內(nèi)容如下。

(1)能耗模擬。能耗模擬是基于傳熱學(xué)基本理論，針對(duì)建筑進(jìn)行

全年逐時(shí)仿真模擬，以預(yù)測(cè)建筑的能源消耗量。

(2)自然采光模擬。利用建筑信息模型進(jìn)行自然采光模擬，以獲

得更高的使用舒適度，并降低不必要的照明及空調(diào)消耗。

（3）自然通風(fēng)模擬。自然通風(fēng)模擬是利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)精確

分析室內(nèi)風(fēng)速、溫度及舒適度，從而為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)依據(jù),

同時(shí)最大限度地提高建筑的使用舒適度。

3、建筑可視化分析與表現(xiàn)

BIM技術(shù)帶來(lái)的全新設(shè)計(jì)方式使其在設(shè)計(jì)階段達(dá)到設(shè)計(jì)與3D表現(xiàn)

的同步性，設(shè)計(jì)者可以實(shí)時(shí)檢視設(shè)計(jì)成果，同時(shí)對(duì)剖面和各層平面的

切割檢查可以讓設(shè)計(jì)者更好地把握建筑的空間感受。不僅如此，BIM結(jié)

合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用，還可以提供區(qū)別于目前以渲染圖為主的沉浸式

三維體驗(yàn)感受。

（三）BIM在初步設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)用的主要目的在于優(yōu)化建筑布局等功能

和形體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，確認(rèn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)方案細(xì)節(jié)，協(xié)調(diào)專業(yè)設(shè)備

間的空間關(guān)系

1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

建立BIM模型對(duì)于整個(gè)工程設(shè)計(jì)策劃至關(guān)重要，其目的在于指導(dǎo)

設(shè)計(jì)者更高效地工作其主要內(nèi)容包括項(xiàng)目信息概況、模型拆分、建模

方法、項(xiàng)目進(jìn)度、圖紙編制計(jì)劃。

2、建筑設(shè)計(jì)

消防與疏散優(yōu)化。消防與疏散優(yōu)化是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)存在人員

聚集、流動(dòng)、分散等物理過(guò)程的場(chǎng)所正常運(yùn)轉(zhuǎn)或出現(xiàn)應(yīng)急狀況的真實(shí)

再現(xiàn)，對(duì)工程設(shè)計(jì)起到優(yōu)化參考作用。

3、特殊工藝設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)建筑物用作生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)所時(shí)，除具有常見(jiàn)的建筑機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)

外，通常還會(huì)配置特殊的工藝設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)，用于提供工藝生產(chǎn)能力

或改善運(yùn)營(yíng)服務(wù)效率。在初步設(shè)計(jì)階段，這些特殊工藝設(shè)備設(shè)施系統(tǒng),

作為建設(shè)工程已形成生產(chǎn)能力的一個(gè)組成部分，已成為達(dá)成生產(chǎn)服務(wù)

目標(biāo)必不可少的支撐系統(tǒng)。

4、工程概算

近年來(lái)隨著BIM在我國(guó)的快速發(fā)展，BIM在工程概算及工程量計(jì)算

中的應(yīng)用得到研究與探索，逐步開始改善我國(guó)工程概算與實(shí)際嚴(yán)重脫

節(jié)甚至流于形式的情況。

（四）BIM在施工圖設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

施工圖設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要階段，借助BIM技術(shù)，施工圖設(shè)計(jì)

在信息時(shí)代發(fā)生了深刻變化。以BIM建筑信息模型作為設(shè)計(jì)信息的載

體，將設(shè)計(jì)信息歸總為數(shù)字化、數(shù)據(jù)庫(kù)，以數(shù)據(jù)庫(kù)方式部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)

的圖紙模式傳遞設(shè)計(jì)信息，從而使工程建設(shè)信息可以快捷、準(zhǔn)確地查

詢、更新、刪除和保存。

1、專業(yè)模型深化

建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備各專業(yè)在施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)方法和流程與

初步設(shè)計(jì)階段并無(wú)多大區(qū)別，施工圖設(shè)計(jì)BIM模型承接初步設(shè)計(jì)階段

BM模型，以高效保證BM模型在設(shè)計(jì)周期內(nèi)流轉(zhuǎn)、傳遞與深化，為BIM

模型在全壽命期流轉(zhuǎn)做好階段性準(zhǔn)備工作。

（五）基于BIM的虛擬建造

基于BIM的虛擬建造是實(shí)際建造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的虛擬仿真實(shí)現(xiàn),

以便發(fā)現(xiàn)實(shí)際建造中存在或者可能出現(xiàn)的問(wèn)題。采用參數(shù)化設(shè)計(jì)、虛

擬現(xiàn)實(shí)、結(jié)構(gòu)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)硬件等

設(shè)備及相關(guān)軟件本身發(fā)展的基礎(chǔ)上協(xié)同工作，可對(duì)建造中的人、財(cái)、

物信息流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行全真環(huán)境的3D模擬，為工程項(xiàng)目各參與方提供一

種可控制、無(wú)破壞性、耗費(fèi)小、低風(fēng)險(xiǎn)并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)方法，

可以有效地提高建造水平，消除建造隱患，防止建造事故，減少施工

成本與時(shí)間，增強(qiáng)施工過(guò)程中的決策、控制與優(yōu)化能力，增強(qiáng)建筑企

業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。基于BIM的虛擬建造包括基于BIM的預(yù)制構(gòu)件虛擬拼

裝和基于BIM的施工方案模擬兩方面內(nèi)容。

1、基于BIM的預(yù)制構(gòu)件虛擬拼裝

在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)完成后，其相關(guān)的實(shí)際數(shù)據(jù)（如預(yù)埋件實(shí)際位置、

窗框?qū)嶋H位置等參數(shù)）需要反饋到BIM模型中，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的BIM模

型進(jìn)行修正。在出廠前，需要對(duì)修正的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行虛擬拼裝，旨在

檢查生產(chǎn)中的細(xì)微偏差對(duì)安裝精度的影響。若虛擬拼裝顯示細(xì)微偏差

對(duì)安裝精度的影響在可控范圍內(nèi)，則可出廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝；反之，不

合格的預(yù)制構(gòu)件則需要重新加工。

構(gòu)件出廠前的預(yù)拼裝和深化設(shè)計(jì)過(guò)程的預(yù)拼裝不同，主要體現(xiàn)在:

深化設(shè)計(jì)階段的預(yù)拼裝主要是檢查深化設(shè)計(jì)的精度，其預(yù)拼裝結(jié)果反

饋到設(shè)計(jì)中對(duì)深化設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，可提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)計(jì)的水平；

而出廠前的預(yù)拼裝主要融合了生產(chǎn)中的實(shí)際偏差信息，其預(yù)拼裝的結(jié)

果反饋到實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程工藝進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)不合格的預(yù)制

構(gòu)件進(jìn)行報(bào)廢，可提高預(yù)制構(gòu)架生產(chǎn)加工的精度和質(zhì)量。

2、基于BIM的施工方案模擬

通過(guò)BIM技術(shù)建立建筑物的幾何模型和施工過(guò)程模型，可以實(shí)現(xiàn)

對(duì)施工方案進(jìn)行實(shí)時(shí)交互和逼真模擬，進(jìn)而對(duì)已有施工方案進(jìn)行驗(yàn)證、

優(yōu)化和完善，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工方案的編制方式和操作流程。在對(duì)施

工過(guò)程進(jìn)行三維模擬操作時(shí)，能預(yù)知實(shí)際施工過(guò)程中可能碰到的問(wèn)題,

提前避免和減少返工及資源浪費(fèi)現(xiàn)象，優(yōu)化施工方案，合理配置施工

資源，節(jié)省施工成本，加快施工進(jìn)度，控制施工質(zhì)量，達(dá)到提高建筑

施工效率的目的。

虛擬施工流程。從圖中可以看出，虛擬施工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工

程，不僅包括建立建筑結(jié)構(gòu)三維模型、搭建虛擬施工環(huán)境、定義建筑

構(gòu)件先后順序、對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行虛擬仿真、管線綜合碰撞檢測(cè)及最優(yōu)

方案判定等不同階段，同時(shí)還涉及建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電、安裝、裝飾

等不同專業(yè)、不同人員之間的信息共享和協(xié)同工作。

(六)基于BIM的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃

應(yīng)用BIM技術(shù)協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃，主要是為解決多階段

平面布置協(xié)調(diào)中依靠二維圖紙堆疊查看的復(fù)雜和各階段平面布置信息

不連續(xù)問(wèn)題。BIM作為工具可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CAD直接進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)

施規(guī)劃工作?；诮⒌腂IM三維模型及搭建的各種臨時(shí)設(shè)施，可對(duì)

施工場(chǎng)地進(jìn)行布置，合理安排塔吊、庫(kù)房、加工場(chǎng)地和生活區(qū)等位置,

解決現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地平面布置問(wèn)題，解決場(chǎng)地劃分問(wèn)題；通過(guò)與業(yè)主的

可視化溝通協(xié)調(diào)，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工路線。

(1)標(biāo)準(zhǔn)化族庫(kù)建立。為規(guī)范模型表現(xiàn)形式、方便模型統(tǒng)一管理,

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃模型建立前，要依照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)

備選型建立臨時(shí)設(shè)施族庫(kù)，族庫(kù)應(yīng)包含必要的可調(diào)參數(shù)。

(2)主體模型簡(jiǎn)化。由于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃重點(diǎn)在于展現(xiàn)堆

場(chǎng)、機(jī)具、臨時(shí)設(shè)施布置情況，因此，可對(duì)主體模型進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化

處理以降低模型復(fù)雜程度，對(duì)周圍的主要建筑物、道路、環(huán)境等以外

輪廓形式予以體現(xiàn)。

(3)模型信息建立。模型信息是后期施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃優(yōu)化

調(diào)整的重要依據(jù)，因此，充足、標(biāo)準(zhǔn)的模型信息對(duì)平面布置協(xié)調(diào)具有

重要意義。

(4)平面布置模擬。在模型及信息完備的基礎(chǔ)上，可對(duì)使用緊張

的堆場(chǎng)、大重物資和大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、重型材料吊裝進(jìn)行平面布置模擬,

對(duì)材料運(yùn)輸路徑、堆放場(chǎng)地、起重半徑進(jìn)行復(fù)核，從而確定最優(yōu)化方

案。

(5)模型信息使用。上述各種模型信息均是日后平面管理的重要

依據(jù)，通過(guò)信息整合，可將孤立的施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃連續(xù)化，形

成施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)設(shè)施規(guī)劃變化過(guò)程，系統(tǒng)地統(tǒng)籌各階段平面布置，作

為平面管理、分包堆場(chǎng)申請(qǐng)、使用、考核的參考指標(biāo)。

(七)基于BIM的施工進(jìn)度管理

BIM技術(shù)應(yīng)用，有助于提升工程施工進(jìn)度計(jì)劃和控制效率。一方面,

支持總進(jìn)度計(jì)劃和項(xiàng)目實(shí)施中分階段進(jìn)度計(jì)劃的編制，同時(shí)進(jìn)行總、

分進(jìn)度計(jì)劃之間的協(xié)調(diào)平衡，直觀高效地管理施工進(jìn)度有關(guān)信息。另

一方面，支持管理者持續(xù)跟蹤工程實(shí)際進(jìn)度信息，在BIM條件下將實(shí)

際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤及可視化模擬對(duì)比，進(jìn)行工程進(jìn)度趨

勢(shì)預(yù)測(cè)，為項(xiàng)目管理人員采取糾偏措施提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度動(dòng)態(tài)

控制。

1、基于BIM的施工進(jìn)度計(jì)劃基礎(chǔ)信息要求

BIM模型是BIM施工進(jìn)度管理實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。BIM建模軟件一般將模

型元素分為模型圖元、視圖圖元和標(biāo)注圖元。模型圖元是BIM模型的

核心元素，是對(duì)建筑實(shí)體最直接的反映。

2、基于BIM的施工進(jìn)度計(jì)劃編制

傳統(tǒng)的施工進(jìn)度計(jì)劃編制，主要包括工作分解結(jié)構(gòu)的建立、工期

估算及工作邏輯關(guān)系安排等內(nèi)容。同樣，基于BM的施工進(jìn)度計(jì)劃編制,

第一步是建立工作分解結(jié)構(gòu)(WB)然后將WBS作業(yè)進(jìn)度、資源等信息

與BIM模型圖元信息鏈接，即可實(shí)現(xiàn)4D進(jìn)度計(jì)劃，其中的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)

接口集成?；贐IM的施工進(jìn)度計(jì)劃編制流程。

(A)基于BIM的工程造價(jià)管理

在正式施工之前，就可通過(guò)BIM5D模型確定不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的施工

進(jìn)度與施工成本，可以直觀地按月、按周、按日觀察工程具體實(shí)施情

況，并得到各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的造價(jià)數(shù)據(jù)，使造價(jià)管理與控制更加有效。

1、基于BIM的工程造價(jià)過(guò)程控制

利用BIMSD技術(shù)可以有效地提高施工階段造價(jià)控制能力和精細(xì)化

管理水平。

(1)施工前期階段。進(jìn)行基于BIM的工程量精確計(jì)算、計(jì)價(jià)工作

后，基于BIM模型進(jìn)行施工模擬，不斷優(yōu)化方案，提高計(jì)劃的合理性,

提高資源利用率，這樣可減小施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的

可能性，減小潛在的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)施工階段。基于BIMSD模型，可及時(shí)生成材料采購(gòu)計(jì)劃、勞

動(dòng)力入場(chǎng)計(jì)劃和資金需用計(jì)劃等，借助BIM模型中材料數(shù)據(jù)庫(kù)信息，

嚴(yán)格按照合同控制材料用量，確定合理的材料價(jià)格，發(fā)揮“限額領(lǐng)料”

的真正效用。同時(shí)，基于三維模型，自動(dòng)進(jìn)行變更工程量計(jì)算和計(jì)價(jià)、

工程計(jì)量和結(jié)算，相應(yīng)變更和計(jì)量記錄自動(dòng)保存，方便查詢；并能夠

實(shí)時(shí)把握工程成本信息，實(shí)現(xiàn)施工成本動(dòng)態(tài)管理，通過(guò)成本多算對(duì)比

提高成本分析能力。

五、BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

BIM技術(shù)發(fā)展意味著其要素，即應(yīng)用點(diǎn)、BIM應(yīng)用軟件及BIM

應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。其中，BIM應(yīng)用點(diǎn)是源頭。根據(jù)BIM特性及工程實(shí)踐

中的問(wèn)題，有關(guān)人員首先提出具有應(yīng)用價(jià)值的新BIM應(yīng)用點(diǎn)，會(huì)成為

相應(yīng)BIM應(yīng)用軟件開發(fā)的起點(diǎn)。而BIM應(yīng)用軟件發(fā)展直接帶動(dòng)BIM技

術(shù)發(fā)展。在面對(duì)一個(gè)工程項(xiàng)目時(shí)，即使相關(guān)人員懂得可用的BIM應(yīng)用

點(diǎn)及其應(yīng)用價(jià)值，如果不能獲得相應(yīng)的、適用的BIM應(yīng)用軟件，BIM技

術(shù)應(yīng)用也無(wú)從談起。

目前，市場(chǎng)上BIM應(yīng)用軟件已有很多，但大多是一些基礎(chǔ)性軟件,

如建模軟件、碰撞檢查軟件等，發(fā)展?jié)摿€很大。如何結(jié)合我國(guó)工程

實(shí)際，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性BIM應(yīng)用軟件，是

我國(guó)建設(shè)工程信息化努力的方向。在BIM應(yīng)用軟件發(fā)展方面，除新軟

件開發(fā)外，對(duì)既有軟件進(jìn)行二次開發(fā)也是一個(gè)重要方向。例如，在一

些已經(jīng)成熟的平臺(tái)軟件上進(jìn)行二次開發(fā)，結(jié)合我國(guó)相關(guān)規(guī)范完善其數(shù)

據(jù)庫(kù)和方法庫(kù)是一種投資少、見(jiàn)效快的方法。另外一些國(guó)內(nèi)軟件開發(fā)

商和應(yīng)用單位一起，結(jié)合一些標(biāo)志性工程開發(fā)BIM技術(shù)的新應(yīng)用點(diǎn)并

與管理軟件集成在一起，是目前我國(guó)BIM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)突出現(xiàn)象。

而BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展可為BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好環(huán)境。

BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)可分為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)同工作標(biāo)準(zhǔn)等。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定BIM數(shù)據(jù)格式，內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定BIM所應(yīng)包含的內(nèi)容，而協(xié)同工作

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)據(jù)提交方式。有了這些標(biāo)準(zhǔn)，工程項(xiàng)目多參與方、多專業(yè)

之間基于BIM技術(shù)的協(xié)同工作就變得十分有序，并可使各方及各專業(yè)

之間為進(jìn)行溝通所花費(fèi)的精力大大減少，從而降低成本。

國(guó)外在BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面已開展大量工作，形成了一些實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)目前雖然已開展BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，但進(jìn)展緩慢，亟待汲

取國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，加快步伐，迎頭趕上。

(1)BIM模型自動(dòng)檢測(cè)是否符合規(guī)范和可施工性。在新加坡，一

些項(xiàng)目的BIM模型已具備自動(dòng)檢測(cè)是否符合規(guī)范與可施工性的性能。

而一些議創(chuàng)新為主的公司，如SOlibri和EPM已基于IFC標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出

具有模型自動(dòng)檢測(cè)功能的軟件(如J0tneS01ibri2007)。

(2)制造商啟用3D產(chǎn)品目錄。越來(lái)越多的制造商順應(yīng)BIM發(fā)展

趨勢(shì)，將其產(chǎn)品目錄以3D格式上傳網(wǎng)絡(luò)，用戶可以下載需要的3D產(chǎn)

品，并將其插入到已構(gòu)建的BIM模型中檢查是否符合要求。

(3)多維(nD)項(xiàng)目管理模式。未來(lái)項(xiàng)目管理的維度將由三維

(3D)發(fā)展到四維(4D)、五維(5D)甚至是多維(nD)虛擬建設(shè)模

式已不再停留在研究領(lǐng)域而是被廣泛應(yīng)用到項(xiàng)目管理中，并且越來(lái)越

多的軟件涌現(xiàn)出來(lái)支撐其應(yīng)用。

(4)實(shí)現(xiàn)預(yù)制加工工業(yè)化與全球化。依靠BIM模型詳盡且準(zhǔn)確的

信息，場(chǎng)外預(yù)制加工得以實(shí)現(xiàn)，且未來(lái)發(fā)展將是實(shí)現(xiàn)預(yù)制加工的工業(yè)

化與全球化，這些都可大大節(jié)省工期，提高生產(chǎn)效率。

(5)BIM與GISo地理信息系統(tǒng)(GIS)是用來(lái)收集、存儲(chǔ)、分析、

管理和呈現(xiàn)與地理位置有關(guān)的城市信息數(shù)據(jù)，如城市的道路、燃?xì)狻?/p>

電力、通信和供水等。在2D圖紙時(shí)代，建筑信息與其他城市信息一起

僅能呈現(xiàn)其位置，其間的聯(lián)系與影響無(wú)從體現(xiàn)與管理。而到了3D模型

時(shí)代，BIM參數(shù)模型融入GIS系統(tǒng)中，二者相互聯(lián)系，相互影響。BIM

建模過(guò)程需要充分考慮到是否與周圍的城市信息數(shù)據(jù)相沖突，而城市

設(shè)施的改造等也將考慮到既有建筑，其BIM模型將為決策提供指導(dǎo)意

義。到了“3D+環(huán)境”的時(shí)代，BIM與CIS的結(jié)合將發(fā)揮更智能化的作

用，但無(wú)論是技術(shù)還是管理，所面臨的挑戰(zhàn)也無(wú)疑是巨大的。

因此，BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可歸納為：基于BIM的特性及工程建設(shè)中

遇到的實(shí)際問(wèn)題，更多新的BIM應(yīng)用點(diǎn)將被確定，并帶動(dòng)BIM應(yīng)用軟

件發(fā)展；而BIM應(yīng)用軟件將朝著新BIM應(yīng)用軟件的開發(fā)、現(xiàn)有軟件的

二次開發(fā)和完善及BIM應(yīng)用軟件與管理軟件的集成三者并行的方向發(fā)

展；此外，BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展可為BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良

好環(huán)境，而BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的編制將朝著更多地借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、更

加實(shí)用的方向發(fā)展

六、BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值價(jià)值

BIM應(yīng)用對(duì)工程項(xiàng)目參建各方均具有重要價(jià)值，歸納起來(lái)，其主要

有以下六個(gè)方面的應(yīng)用。

（-）提高生產(chǎn)效率

利用BIM技術(shù)可以大大加強(qiáng)各參與方協(xié)同工作，提高信息交流的

有效性，從而提高決策速度和有效性，減少返工率，提高生產(chǎn)效率，

節(jié)約成本。此外，與基于2D圖紙的費(fèi)用預(yù)算相比，基于BIM模型的工

料測(cè)量和預(yù)算更加快速、準(zhǔn)確，可節(jié)約大量計(jì)算時(shí)間和人力。在美國(guó)

OnelSlandEaStOfficeTOWer項(xiàng)目中，由于采用BIM算量方法，業(yè)主的

不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)支出比平常更低。在HillWOOd項(xiàng)目中，工程造價(jià)人員采用

BIM算量方法節(jié)約了92%的時(shí)間，降低了人工成本，并且誤差與手工計(jì)

算相比只有1%

（二）提高業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的評(píng)估能力

在項(xiàng)目進(jìn)展的各個(gè)階段，業(yè)主都需要有管理和評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案的能

力。在傳統(tǒng)建設(shè)模式下，二維圖紙限制了業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解，業(yè)

主對(duì)設(shè)計(jì)方案的管理和評(píng)價(jià)都是依靠設(shè)計(jì)人員對(duì)業(yè)主的描述及效果圖

來(lái)判斷的，業(yè)主需求經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，但有時(shí)很難判斷新的需求是否

已被實(shí)現(xiàn)。BIM的可視化功能可以為業(yè)主在設(shè)計(jì)階段提供建筑產(chǎn)品的模

擬效果，極大地提高業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解能力，使得使用方在項(xiàng)目

建設(shè)早期即可對(duì)建筑效果、性能進(jìn)行審視和校核，將許多不滿意及隱

患（如設(shè)計(jì)碰撞等）解決在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。同時(shí)，有助于業(yè)主和設(shè)計(jì)

人員及其他項(xiàng)目參與方之間進(jìn)行更好的溝通。

（三）提高業(yè)主對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度

1、利用BIM技術(shù)，可以通過(guò)可視化交流和信息共享來(lái)加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合

作，改善傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理模式和信息溝通模式，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程策劃、

設(shè)計(jì)、采購(gòu)、加工預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)施工的無(wú)縫對(duì)接，減少延誤，大大縮短

了工期。在美國(guó)通用汽車廠房擴(kuò)建工程中，業(yè)主需要提高建設(shè)速度來(lái)

抓住市場(chǎng)機(jī)遇，但同時(shí)又希望預(yù)算不要超支。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)運(yùn)用全新的建

設(shè)流程-基于BIM的建設(shè)工程項(xiàng)目集成化交付模式（IPD）運(yùn)用自動(dòng)化

設(shè)計(jì)出圖、模擬、場(chǎng)外構(gòu)件生產(chǎn)等一系列創(chuàng)新方法，最后比業(yè)主要求

的工期還提前了5%。由此可見(jiàn)，采用BIM技術(shù)可以有效地提高建設(shè)速

度，縮短項(xiàng)目工期，從而幫助業(yè)主更加快速地對(duì)于市場(chǎng)變化作出反應(yīng)。

（四）為設(shè)施管理提供更好的平臺(tái)

利用BM竣工模型，可以迅速、準(zhǔn)確、全面地向設(shè)施管理機(jī)構(gòu)提供

項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購(gòu)與施工階段信息，方便項(xiàng)目設(shè)施管理和維護(hù)。在美國(guó)

海岸警衛(wèi)隊(duì)建筑設(shè)施規(guī)劃中，設(shè)施管理者利用BIM來(lái)更新和編輯數(shù)據(jù)

庫(kù)，比傳統(tǒng)的方法節(jié)省了98%的時(shí)間。由此可見(jiàn)，BM技術(shù)不但可提高

信息管理效率，同時(shí)可節(jié)省很多用來(lái)輸入這些信息的人力成本。

（五）有利于技術(shù)與管理創(chuàng)新

BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式的優(yōu)化，便于各方早期參與

設(shè)計(jì)，在群策群力模式下，有利于吸收先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目創(chuàng)

新。

BIM正在改變建筑業(yè)內(nèi)外部團(tuán)隊(duì)的合作方式。為了實(shí)現(xiàn)BIM的最大

價(jià)值，需要重新思考項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)成員的職責(zé)和工作流程，基于BIM

的工作方式打破了原來(lái)不同的企業(yè)和數(shù)據(jù)使用者之間的固有界限，他

們將通過(guò)協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

BIM技術(shù)的應(yīng)用，能帶來(lái)生產(chǎn)力和企業(yè)效率的提升，但在短期內(nèi)卻

有可能因?yàn)閷?duì)新技術(shù)的消化不夠，而引起對(duì)工作流程的干擾，導(dǎo)致舊

有業(yè)務(wù)失衡，產(chǎn)生項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。因此，在充分了解BIM應(yīng)用價(jià)值的同時(shí),

也應(yīng)深刻理解BIM技術(shù)應(yīng)用可能帶來(lái)的問(wèn)題。研究表明，大約70%的針

對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用而進(jìn)行的業(yè)務(wù)工作流程改造項(xiàng)目，會(huì)因?yàn)槿齻€(gè)原因?qū)?/p>

致失敗：一是缺乏持續(xù)有力的中高層領(lǐng)導(dǎo)的支持，二是不切實(shí)際的BIM

項(xiàng)目目標(biāo)和期望，三是項(xiàng)目成員對(duì)改變的抗拒。

七、鋼結(jié)構(gòu)體系

鋼結(jié)構(gòu)建筑是指建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由鋼結(jié)構(gòu)、部品部件通過(guò)可靠的

連接方式裝配而成的建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有安全、高效、綠色、環(huán)保、

可重復(fù)利用等優(yōu)勢(shì)，尤其是具有抗震性能良好、施工安裝速度快、建

造質(zhì)量好、施工精度高、布局靈活、使用率高等特點(diǎn)。除鋼結(jié)構(gòu)建筑

外，我國(guó)還出現(xiàn)了其他金屬結(jié)構(gòu)建筑，如鋁合金結(jié)構(gòu)建筑。但在金屬

結(jié)構(gòu)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑占絕大多數(shù)，因此，這里仍主要介紹鋼結(jié)構(gòu)

體系，同時(shí)簡(jiǎn)要介紹鋁合金結(jié)構(gòu)體系。

(-)鋼結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)及分類

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)

(1)強(qiáng)度高、質(zhì)量輕。與混凝土、木材相比，鋼材雖然質(zhì)量密度

較大，但其屈服強(qiáng)度要高得多，其質(zhì)量密度與屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較

低。在承載力相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)相比,

構(gòu)件較小，質(zhì)量較輕，便于運(yùn)輸和安裝

(2)質(zhì)地均勻，塑性和韌性好。鋼材質(zhì)地均勻，各向同性，彈性

模量大，有良好的塑性和韌性，為理想的彈塑性體，完全符合目前所

采用的計(jì)算方法和基本理論

(3)生產(chǎn)、安裝工業(yè)化程度高，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有成

批量生產(chǎn)和尺寸要求精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)，可采用工廠制作、工地安裝的

施工方法，因此，生產(chǎn)作業(yè)面多，可縮短施工周期，進(jìn)而為降低造價(jià)、

提高效益創(chuàng)造條件。

(4)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小。鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量小，減少了施工臨時(shí)

用地，與傳統(tǒng)建筑材料相比，對(duì)周圍環(huán)境污染小，能夠提高施工機(jī)械

化水平。

(5)密閉性能好。由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封，一些要求氣

密性和水密性好的高壓容器、大型油庫(kù)、氣柜、管道等板殼結(jié)構(gòu)都采

用鋼結(jié)構(gòu)。

(6)抗震及抗動(dòng)力荷載性能好。鋼結(jié)構(gòu)因自重輕、質(zhì)地均勻，具

有較好的延性，因而抗震及抗動(dòng)力荷載性能好。

(7)具有一定的耐熱性。溫度在25(TC以內(nèi)，鋼的性質(zhì)變化很小;

溫度達(dá)到30(rc以上.強(qiáng)度逐漸下降；達(dá)到450~65(TC時(shí)，強(qiáng)度降為零。

因此，在溫度不高于25（rc的場(chǎng)合，鋼結(jié)構(gòu)建筑可保證性能穩(wěn)定。但在

有特殊防火要求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須用耐火材料加以維護(hù)。當(dāng)防火

設(shè)計(jì)不當(dāng)或防火層處于破壞狀況下，有可能產(chǎn)生災(zāi)難性后果。

（8）耐火、耐腐蝕性能較差。作為鋼結(jié)構(gòu)的原材料，鋼材也有自

身缺點(diǎn)，比較突出的是耐火及耐腐性較差。但通過(guò)現(xiàn)代防火設(shè)計(jì)及防

腐處理，鋼材已經(jīng)能夠達(dá)到使用要求。隨著新型耐候鋼（耐大氣腐蝕

鋼）的使用，這些缺點(diǎn)將逐步得到改善。

2、鋼結(jié)構(gòu)體系分類

鋼結(jié)構(gòu)建筑采用鋼材作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要材料，外加樓板和墻板

及樓梯組裝而成。鋼結(jié)構(gòu)又可分為重鋼（型鋼）結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)。重

鋼結(jié)構(gòu)的承重采用型鋼，且有較大承載力，適用于高層建筑。輕鋼結(jié)

構(gòu)以薄壁鋼材作為構(gòu)件的主要材料，內(nèi)嵌輕質(zhì)墻板，一般用于多層建

筑或小型別墅建筑。按結(jié)構(gòu)形式不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑可分為鋼結(jié)構(gòu)住宅、

門式剛架輕型房屋、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑等。鋼結(jié)構(gòu)住宅又可分為低層

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅和多層及高層鋼結(jié)構(gòu)住宅兩大類。

（二）鋼結(jié)構(gòu)建筑形式

鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑和民用建筑，比如大跨度工業(yè)廠房、

單層廠房、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房等。目前，大量的工業(yè)廠房都采用鋼結(jié)構(gòu)。在民

用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于體育場(chǎng)、展覽館、機(jī)場(chǎng)等公共建筑和高

層鋼結(jié)構(gòu)住宅中

1、低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅

我國(guó)在20世紀(jì)80年代末90年代初開始引進(jìn)歐美及日本的低層輕

鋼結(jié)構(gòu)住宅。其采用裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有冷彎薄壁型鋼體系

和輕鋼框架結(jié)構(gòu)體系。

(1)冷彎薄壁型鋼體系。冷彎薄壁型鋼體系以鍍鋅輕鋼龍骨作為

承重體系，板材主要發(fā)揮圍護(hù)結(jié)構(gòu)和分隔空間作用。該體系較適用于

1-3層的低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。

(2)輕鋼框架結(jié)構(gòu)體系。輕鋼框架結(jié)構(gòu)體系在歐美等國(guó)家經(jīng)過(guò)幾

十年發(fā)展，已具備非常完善的技術(shù)生產(chǎn)體系和配套體系。該體系采用

輕鋼框架結(jié)構(gòu)，一般適用于6層以下建筑。

2、多層及高層鋼結(jié)構(gòu)住宅

多層及高層鋼結(jié)構(gòu)住宅是國(guó)內(nèi)近期實(shí)踐較多的鋼結(jié)構(gòu)住宅類型，

其采用的結(jié)構(gòu)體系主要有鋼框架體系、鋼框架-支撐體系、鋼框架-核

心筒體系、交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架-剪力墻體系。

(1)鋼框架體系。該體系有較大的變形能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗震性

能良好，房間布置靈活，一般用于多層住宅及低烈度區(qū)的小高層住宅。

(2)鋼框架一支撐體系。該體系屬于鋼框架和支撐雙重抗側(cè)力的

體系，支撐可選用中心支撐、偏心支撐和內(nèi)藏鋼板支撐等。該體系是

高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)體系，適用于高層及超高層住宅。

(3)鋼框架一核心筒體系。該體系由鋼框架和鋼筋混凝土核心筒

組成雙重抗側(cè)力體系。在高層住宅中，通常將樓電梯間等公共區(qū)域設(shè)

置混凝土剪力墻形成核心承擔(dān)地震作用等水平力，外圍鋼框架承擔(dān)豎

向力。這類結(jié)構(gòu)體系是早期鋼結(jié)構(gòu)住宅的常用體系。

(4)交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系。該體系橫向?yàn)殇摽蚣芑蜾摽蚣苤谓Y(jié)構(gòu),

縱向由各樓層交錯(cuò)布置的桁架構(gòu)成。適用于要求施工速度快、用鋼量

低的建筑，適合酒店、宿舍、公寓等居住建筑。

(5)鋼框架-剪力墻體系。該體系是由鋼框架和鋼筋混凝土剪力

墻(或鋼板剪力墻)組成的雙重抗側(cè)力體系。

鋼結(jié)構(gòu)住宅的關(guān)鍵是需要整體解決方案，三板技術(shù)體系成為系統(tǒng)

解決方案的重點(diǎn)。三板技術(shù)體系包括樓面體系、屋面體系和墻體體系。

鋼結(jié)構(gòu)具有較大延性，對(duì)板材有特殊要求，尤其是墻體，除美觀、高

強(qiáng)輕質(zhì)、高效保溫隔熱要求外，最重要的是要與鋼結(jié)構(gòu)骨架協(xié)調(diào)變形。

如果細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理不好，不適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，會(huì)導(dǎo)致板縫開裂、滲漏等

問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)外圍護(hù)墻體主要包括內(nèi)嵌式與外掛式兩大類。

防火處理、梁柱外露、毛坯交房直接影響鋼結(jié)構(gòu)住宅被社會(huì)的認(rèn)

同度。一是高層鋼結(jié)構(gòu)住宅梁柱截面尺寸較大，防火處理后難與內(nèi)隔

墻做平，一定程度上影響住宅家具布置和使用功能，增加外凸處理費(fèi)

用，給住戶帶來(lái)不便。二是鋼結(jié)構(gòu)住宅空間設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師和工

程師協(xié)同參與度不夠，造成房間梁柱外露、凈空間減小、隔音和防水

效果差等問(wèn)題，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣產(chǎn)生不利影響。三是鋼結(jié)構(gòu)住宅多

數(shù)仍采用毛坯交房，不僅沒(méi)有體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢(shì)，也在

一定程度上影響了人們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的認(rèn)同感。

3、門式剛架輕型房屋

門式剛架輕型房屋主要由鋼門式剛架、屋蓋體系、屋面支撐體系

和柱間支撐體系等組成。門式鋼架結(jié)構(gòu)橫向抗側(cè)力體系為鋼梁及鋼柱

組成的門式剛架，縱向抗側(cè)力體系為柱間支撐體系。根據(jù)跨度、高度

和荷載不同，門式剛架的梁、柱均可采用變截面或等截面的實(shí)腹式焊

接工字鋼或軋制H型鋼。屋面為輕型屋面，可采用雙坡或單坡排水。

輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：質(zhì)量輕、強(qiáng)度高；工業(yè)化程度高，施工

周期短；結(jié)構(gòu)布置靈活，綜合經(jīng)濟(jì)效益高；可回收再利用，符合可持

續(xù)發(fā)展要求。門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用范圍包括單層工業(yè)廠

房、展覽館、庫(kù)房及各種不同類型倉(cāng)儲(chǔ)式工業(yè)及民用建筑等。門式剛

架輕型房屋結(jié)構(gòu)。

4、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑

大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑主要是指采用空間鋼結(jié)構(gòu)體系的建筑。常見(jiàn)的

空間鋼結(jié)構(gòu)形式主要有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、張

弦梁結(jié)構(gòu)等。

5、裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑

裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑是一種新型的裝配式建筑結(jié)構(gòu)，是采用鋁

合金材料生產(chǎn)制作預(yù)制柱、預(yù)制梁等主要受力構(gòu)件，并通過(guò)插接件連

接各預(yù)制構(gòu)件而成的空間結(jié)構(gòu)體系。

裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和裝配化搭建，可大大減

少人力、物力，提高建造效率；而定制化設(shè)計(jì)可滿足使用者的不同需

求，故可用作裝配式體育場(chǎng)館、裝配式倉(cāng)庫(kù)、裝配式材料機(jī)庫(kù)、裝配

式展館、移動(dòng)博物館及可移動(dòng)生產(chǎn)車間等。裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑的

主要特點(diǎn)如下。

(1)從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑可重復(fù)搭建和拆卸，

在其他地方復(fù)制重建同規(guī)格的建筑，可解決傳統(tǒng)建筑利用率低、建造

時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

(2)從環(huán)?？稍偕詠?lái)看，裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑作為一種臨時(shí)

或半永久性建筑，可靈活利用閑置空地，合理利用資源，且對(duì)場(chǎng)地及

周邊環(huán)境幾乎無(wú)破壞，具有更高的環(huán)保效益。

(3)從施工難度來(lái)看，鋁合金結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)件均可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化

生產(chǎn)，并在工地現(xiàn)場(chǎng)拼裝，施工簡(jiǎn)單易操作。

(4)從耐久性角度來(lái)看，鋁材是一種耐腐蝕的金屬材料，鋁材經(jīng)

氧化處理后生成致密的保護(hù)層，抗腐蝕性強(qiáng)。

(5)從抗震角度來(lái)看，鋁合金結(jié)構(gòu)建筑的框架結(jié)構(gòu)可抗御至少8

級(jí)地震，并可抵抗16級(jí)颶風(fēng)。在遭遇強(qiáng)烈震動(dòng)時(shí)可吸收一部分地震力,

不會(huì)出現(xiàn)完全垮塌的現(xiàn)象，房屋可修復(fù)重建或回收利用。

(6)從防火性能來(lái)看，鋁材是不燃性防火材料，具有良好的防火

性能。

(7)從保溫隔熱性來(lái)看，鋁合金結(jié)構(gòu)建筑的梁、柱、墻板均注入

保溫隔熱材料，隔熱系數(shù)達(dá)到保

(8)從無(wú)害性角度來(lái)看，鋁合金結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)墻涂層經(jīng)過(guò)高溫烘

烤著色后不會(huì)揮發(fā)甲醛等有害氣體。

采用裝配式鋁合金結(jié)構(gòu)建筑，不僅能夠顯著提高建設(shè)效率，還能

減少污染，減少資源浪費(fèi)，豐富裝配式建筑種類，有助于實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)

展，促進(jìn)我國(guó)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

八、木結(jié)構(gòu)體系

木結(jié)構(gòu)建筑既古老又年輕。根據(jù)《裝配式木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

(GB/T51233-2016)裝配式木結(jié)構(gòu)建筑是指建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由木結(jié)構(gòu)

承重構(gòu)件組成的裝配式建筑，即裝配式木結(jié)構(gòu)建筑的承重構(gòu)件采用工

廠預(yù)制的木結(jié)構(gòu)組件和部品，并在現(xiàn)場(chǎng)組裝而成。

(一)木結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)及分類

1、木結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)

木結(jié)構(gòu)建筑主要由木材及木制品制作的承重構(gòu)件組成，具有節(jié)能

低碳環(huán)保、保溫性好、抗震性好、加工精度高及建造周期短等特點(diǎn)。

(1)節(jié)能低碳環(huán)保效益顯著。木結(jié)構(gòu)建筑全壽命期碳排放量最少,

在生長(zhǎng)、加工、施工、運(yùn)營(yíng)及拆除等環(huán)節(jié)都能體現(xiàn)其環(huán)保性能，尤其

在木材生長(zhǎng)環(huán)節(jié)吸收二氧化碳和釋放氧氣，當(dāng)被用來(lái)建造房屋后，二

氧化碳被固定在木材中，木結(jié)構(gòu)建筑具有良好的固碳能力。

(2)保溫性能好。木材是綠色安全的天然環(huán)保材料，其蓄熱系數(shù)

和熱阻均較高，具有天然的“冬暖夏涼”特征抗震性能好。木結(jié)構(gòu)建

筑由于自身質(zhì)量小、柔韌性好，有很強(qiáng)的抵抗能力，因此，在地震中

木結(jié)構(gòu)建筑所受的地震作用較小，建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震破壞程度較

輕。

(3)具有良好的耗能性能。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件大多采用釘和螺栓連接，

結(jié)構(gòu)安全高、抗震性能好。且木材和金屬連接件形成的節(jié)點(diǎn)具有較好

的變形能力，通過(guò)自身變形使地震作用被有效消耗，從而確保建筑結(jié)

構(gòu)整體的安全性。

(4)加工精度高。木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，能夠突破木材自身的尺寸限

制，實(shí)現(xiàn)各種不同的設(shè)計(jì)，更容易調(diào)整和更改空間布局、洞口位置，

相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更易改造擴(kuò)建。

(5)建造周期短。木結(jié)構(gòu)建筑大量構(gòu)件能夠通過(guò)工廠預(yù)制成型、

工地現(xiàn)場(chǎng)裝配，結(jié)構(gòu)件和連接件的生產(chǎn)和施工可以在全年任何氣候條

件下進(jìn)行，可縮短施工周期，降低操作強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)成本，提高施

工質(zhì)量，提高木結(jié)構(gòu)建筑的工業(yè)化水平，推動(dòng)木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展

2、木結(jié)構(gòu)建筑分類

按主要承重構(gòu)件選用的結(jié)構(gòu)材料不同，木結(jié)構(gòu)建筑可分為輕型木

結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)、方木原木結(jié)構(gòu)和木組合結(jié)構(gòu)。

(二)常見(jiàn)裝配式木結(jié)構(gòu)

1、輕型木結(jié)構(gòu)

輕型木結(jié)構(gòu)是指主要采用規(guī)格材及木基結(jié)構(gòu)板材或石膏板制作的

木構(gòu)架墻體、木樓蓋和木屋蓋系統(tǒng)構(gòu)成的單層或多層建筑。它具有施

工簡(jiǎn)便、材料成本低、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于3層及以下的民用

建筑。輕型木結(jié)構(gòu)也稱作“平臺(tái)式骨架結(jié)構(gòu)”，在施工時(shí)，每個(gè)樓面

為個(gè)平臺(tái)，上一層結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)可在該平臺(tái)上完成；在拼裝完底層

墻體后，拼裝上層樓蓋并以此樓蓋為施工作業(yè)面繼續(xù)拼裝二層墻體。

整個(gè)輕質(zhì)木結(jié)構(gòu)體系就是由墻體、樓蓋和屋蓋構(gòu)成的箱形建筑體系。

輕型木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（框架）和次要結(jié)構(gòu)構(gòu)件（墻

面板樓面板和屋面板）共同作用的。

輕型木結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)制基本單元主要包括以下四類。

（1）預(yù)制墻板。根據(jù)房屋墻面大小，將一片墻進(jìn)行整體或分塊預(yù)

制成板式組件。預(yù)制墻板分為承重墻體和非承重墻體。

（2）預(yù)制樓面板與預(yù)制屋面板。根據(jù)樓面和屋面的大小，將樓面

格柵或屋面橡膠條與覆蓋版進(jìn)行整體連接，預(yù)制成板式組件。

（3）預(yù)制屋面系統(tǒng)。根據(jù)屋面結(jié)構(gòu)形式，將屋面板、屋面桁架、

保溫材料和吊頂進(jìn)行整體預(yù)制，預(yù)制成組件。

（4）預(yù)制空間單元。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將整棟木結(jié)構(gòu)建筑劃分為幾

個(gè)不同的空間單元，每個(gè)單元由墻體、樓蓋和屋蓋共同構(gòu)成具有一定

建筑功能的六面體空間體系。

2、膠合木結(jié)構(gòu)

膠合木結(jié)構(gòu)是指承重構(gòu)件主要采用層板膠合木制作的單層或多層

建筑結(jié)構(gòu)，也稱作層板膠合木結(jié)構(gòu)。隨著木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的發(fā)展，新

型的木質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)已采用的復(fù)合材料有正交膠合木

（CLT）、旋切板膠合木（LVL）、層疊木片膠合木（LSL）和平行木片

膠合木（PSL）等。按照主要承重構(gòu)件類型不同，膠合木結(jié)構(gòu)可分為膠

合木梁柱式結(jié)構(gòu)、膠合木拱形結(jié)構(gòu)、膠合木門架結(jié)構(gòu)、膠合木空間結(jié)

構(gòu)、正交膠合木板式結(jié)構(gòu)等形式