[摘要] 本文是一篇建筑论文，本文总结了近年来 BIM 技术的发展历程，通过建
本文是一篇建筑论文，本文总结了近年来 BIM 技术的发展历程，通过建立某机房综合楼项目的三维信息模型，对传统的建筑设计技术与 BIM 技术进行对了对比，并将 BIM 技术应用于工程项目集成管理，总结了 BIM 技术的优势，以实际案例为支撑，论证了BIM 技术在建筑设计和项目集成管理中的实用性、可行性、高效性，阐明了 BIM技术发展所存在的障碍并提出建议。
第 1 章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 BIM 技术的发展背景
建筑业是专门从事工程勘察设计、施工与管理、设备安装等专业的生产部门，推动着世界经济的发展，为社会创造了巨大的财富。从迪拜哈利法塔，到东京塔，到鸟巢体育场，再到北京国家体育馆等项目，整个建筑业已取得举世瞩目的成就，但是在建筑业中却存在着巨大的浪费。据统计，建筑业消耗世界的资源与能源比例占总消耗量的 40%，与此同时建筑业的能源和资源利用率普遍低于其他行业[1]。
据统计，2017 年我国建筑业总产值为 213954 亿元，同比增长 10.5%。其中有 7 个省份的建筑业产值超过 10000 亿元，河南、贵州等中西部省份建筑业产值快速增长，江苏和浙江两省领跑全国建筑业，两省均超过了 27000 亿，有 14 个省份的增速超过了10.5%的全国平均水平，其中西藏以 32.9%的增速位居第一。
如图 1.1 所示，2017 年中国各个地区的建筑行业总产值各不相同且分布不均，但各个地区的建筑行业总产值在全省国内生产总值中占有较大的比重，可见建筑业对国民经济的发展起着巨大的推动作用，现代建筑行业的发展呈现出大型化、大规模、大跨度、高耸、轻型等特点，项目建设目标要求更为严格复杂，在项目上的附加信息越来越多，使得项目在实施中的不确定性和风险也越来越大。提高建筑业的生产水平和整体效率，不仅可以更好的推动国内经济的发展，而且对于节约能源及保护环境，促进“新旧动能转换”，促进国内经济由高速发展向高质量发展的转变，且对贯彻科学发展观起着重要的作用。因此，如何提高能源利用率，提高生产效率，降低生产成本和环境污染率，
是建筑业必须面对的挑战。目前，我国的建筑业相对于其他发达国家，在生产效率上差距明显。“耗能巨大，效率低下”的问题是全球性的，造成此问题的原因也是多方面的。从生产制造业的成本控制经验来看，行业的整体水平提高依赖高度流程化和高度信息化。现代施工项目管理面临的主要问题为如何进行行业的精益建造和精细化管理，如何提高项目目标实施的可靠性，有效地处理和利用信息，如何使得各个项目及专业之间高效协同，从而提升行业效率和利润。施工进度、成本、质量作为工程项目集成管理的关键指标，对项目的投资效益有着直接的影响，因此提高工程质量、建设效率及降低工程成本就必须控制好工程的进度目标、质量目标、成本目标等；反之则会导致项目目标失效，严重影响工程项目的经济效益和社会效益。
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1.2 BIM 技术的发展
1.2.1 BIM 技术的起步
（2001～2006 年）2001 年 BIM 技术在国内得到了最初的应用。2001 年科技部制定了《“十五”科技攻关计划》，从“基于 IFC 国际标准的建筑工程应用软件研究”课题出发，对 BIM 技术开始了系统地研究。同时在研究课题方面，国家设立了两个相关研究项目，分别为国家自然科学基金项目“面向建设项目生命周期的工程信息管理和工程性能预测”，国家“十五”重点科技攻关计划课题“基于国际标准 IFC 的建筑设计及施工管理系统研究”，通过以上两个课题的研究，我国 BIM 技术的发展由此开始。
1.2.2 BIM 技术的上升（2006～2010 年）
2006 年科技部发布了《“十一五”科技攻关计划》，同时在研究课题方面，有国际“十一五”科技支撑项目课题“现代建筑设计与施工一体化平台关键技术研究”（2007.1—2010.12）、“基于 BIM 技术的下一代建筑工程应用软件研究”（2008.8—2010.12）以及“中国建筑信息化发展战略研究”（2009）。
1.2.3 BIM 应用的快速发展（2011～至今）
2011 年住建部发布了《2011—2015 年建筑业信息化发展纲要》，2012 年成立了中国 BIM 发展联盟，2013 年中国 BIM 标准委员会成立，在此期间描绘了建筑业信息化发展的总体目标，推动了我国 BIM 软件、技术和标准的完善和发展，加快了我国有关 BIM国家标准体系的建立。
............................第 2 章 BIM 技术在建筑工程设计中的应用
2.1 建立信息模型前处理
Revit 的参数化设计方法是其在建筑设计中的一大特色，其中包括图元与修改引擎（参数化），通过设定字型、线型、楼层、填充形式、基础材质、视图集、墙、门、窗、柱、楼梯和屋顶等属性，可以保持工程标准的统一性，同时 Revit 中可以将各个图元与建构筑物之间相互关联。如图 2.1 所示，通过定义族可以确立不同构件的基本属性，从而可以使得建筑师能够灵活的运用，达到创新的目的。通过一次输入便可以应用于整个工程，其强大的可视化功能，可以将其渲染的图元输出到 AVI 格式文件中，生成各个构件的明细表。在建筑项目中，建筑项目信息模型是一个完整的全面的信息数据库，如图 2.2 所示，在 Revit 建筑信息模型中，元素分为视图元素、模型元素、标注元素三部分。模型元素分为主体元素和部件元素，标注元素分为数字元素和文字元素。
根据规划地形图、总用地面积、出让用地面积、道路及绿化用地面积、界址点的坐标和用地红线，通过 Revit 进行三维地形图绘制，同时根据建筑物的控制线、地下室轮廓线、消防道路、设计室外地坪标高等，进行机房楼的建筑方案布置。经过反复的推敲，
现决定，建筑采用一体化设计，与道路保持和谐统一的关系，通过添加绿地广场建筑等小品进行融合最终完成建筑总平面的三维设计，如图 2.3 所示。
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2.2 方案设计
本文以某机房综合楼为例，从方案设计阶段至施工图阶段介绍 BIM 模型的创建和使用情况，以及 BIM 技术在设计中的优势。
在概念设计中已经具备了基本的设计图元，方案设计中就是对图元参数的确定与细化。其主要为各方敲定的基本信息，在建筑信息模型中主要体现为工程文档、工程基本信息、模型计算数据、模型可视化等资料，该部分是整个信息模型的关键。机房楼的BIM 模型建立就是将草图概念阶段的设计进行细化，包括建筑物的梁板柱体系、门窗、墙、幕墙等。
对于 BIM 建筑信息模型中模型的创建主要包括：建筑模型层数的建立、轴网的建立、梁柱的设定、墙体的绘制、楼板的绘制、幕墙的绘制、门窗、楼梯、栏杆等图元的参数设定等。
2.2.1 层数设定
在工程列表中新建楼层，在弹出的对话框中，可以建立楼层的标高和层数。同时可以框选楼层平面，此时会自动弹出楼层属性的对话框，也可在其中设置楼层的信息。在Revit 中标准层的设置非常容易，例如 5-10 层为相同标准层，在弹出的对话框中只需输入 5-10 层即可，此时 Revit 会自动将 5-10 层进行叠加处理。双击层数会弹出层数信息窗口，可以实现楼层的编辑和查询，如图 2.5、图 2.6 所示。
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3.1 二维建筑设计.................................. 28
3.2 三维建筑设计........................................ 29
3.3 二维建筑设计存在的不足.............................. 30
第 4 章 BIM 技术在工程项目集成管理中的应用...................................32
4.1 工程项目集成管理................................. 32
4.1.1 集成管理......................................32
4.1.2 建筑工程项目集成管理...........................32
第 5 章 结论与建议...............................46
5.1 结论.......................................... 46
5.2 BIM 技术的发展障碍................................46
5.3 BIM 技术的应用建议.............................48
第 4 章 BIM 技术在工程项目集成管理中的应用
4.1 工程项目集成管理
4.1.1 集成管理
集成管理是指对特定要素的集成活动以及集成体的形成、维持及发展变化，进行能动的计划、组织、指挥、协调、控制，以达到整合增效目的过程[33]。集成管理是通过对时间、逻辑、知识三个维度的空间结构信息系统进行集成，来实现整个管理对象的协调和效率的提高。同时集成管理有以下几方面的特点：
（1）主体性。集成管理是一种以关注人为主体的有意识的行为活动，是以实现某一特定的管理目标为目的的。
（2）功能性。通过一种信息集成的管理模式来实现管理项目效率提高的同时来降低成本，呈现出一种事半功倍的效果。
（3）整体性。通过行为的主体对管理的过程进行有意识地选择和舍弃，使得管理项目呈现一种整体优化性，实现项目的整体性。
（4）相容性。项目各个元素之间进行有效地联系和融合，使得项目之间具有兼容性，是项目达到整体性的基础。
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第 5 章 结论与建议
5.1 结论
本文总结了近些年来 BIM 技术的发展趋势及过程，从实际案例出发，运用 BIM 技术实现了建筑工程设计并分析了 BIM 技术所存在的优势。总结了 BIM 技术在建筑工程项目集成管理中的特点和优势，分析了 BIM 技术发展所存在的不足与障碍，得出了以下结论：
（1）BIM 技术进行的建筑设计是基于建筑信息模型进行的三维设计，在设计的过程中可以对模型进行实时修改，实现了各个专业的同步更新。同时 BIM 技术的运用不仅可以模拟真实的建筑，让各个参与方从方案阶段到施工图阶段都直观的了解，同时可以方便的呈现出各个阶段的施工图，具有输出成果的灵活性、精确性的特点。
（2）传统的二维设计存在的不足主要体现在其设计流程的复杂性和不可逆性，不具有三维设计中信息修改联动性的特点。二维设计具有不可逆性的弊端，而通过 BIM技术实现了建筑设计的可逆性，使得建筑设计作品质量有了极大的提高。
（3）通过对 BIM 技术在工程项目集成管理应用中的特点、内容、要素、参与者以及各个阶段的详细叙述，可知 BIM 技术是基于特定的数据标准（IFC 标准），通过不同的软件平台进行共享集成来实现信息的协同工作。BIM 技术在应用于项目集成管理中，实现了建筑工程全生命周期的统一管理和实时管理，为建筑工程建设质量的提高起到了至关重要的作用。
4）通过对 BIM 技术对材料采购进行指导和并进行了限额领料制度的实施，对施工进度进行实时控制，对采购的成本进行了精细化计算，提高了施工效率的同时降低了成本。提升了各参与方之间数据共享、工作协同和信息传递的效率，证明了 BIM 技术在工程项目建设中的高效性和可行性。
参考文献（略）
