建筑可视化分析精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇建筑可视化分析范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

>> 可视化管理的煤炭成本管控研究 高校考务管理可视化研究 基于IMAGIS 2.3构建三维可视化校园社区管理系统的研究 基于Skyline校园三维可视化研究 基于GIS校园地下管网三维可视化的研究 数字图书馆馆藏资源可视化研究 基于Google Maps API的地产资源可视化管理系统 高校数字图书馆学术资源门户的可视化构建研究 数据资源汇聚中可视化建模的研究与应用 音乐可视化研究 信息资源管理研究热点与前沿的可视化分析 信息化技术可视化项目管理系统的研究 基于可视化管理的企业营销管理变革研究 基于RFID的可视化地下电缆管理系统的研究① 基于知识图谱的国内知识管理领域可视化研究 可视化智能仓储信息管理系统的研究与设计 基于认知心理学的可视化管理选择与应用研究 石化行业管道管理系统的可视化研究与应用 基于BIM的建筑工程可视化项目管理系统研究 实验室仪器设备管理的可视化研究 常见问题解答 当前所在位置：#c1_15.

[4]李治洪.WebGIS原理与实践[M].北京：高等教育出版社，2011.

[5]李志秀，张军，陈光，杨丽红.JQuery Ajax 异步处理JSON数据在项目管理系统中的应用[J].云南大学学报（自然科学版），2011（s2）：247-250.

[6]曾江峰.基于百度地图 API 的门店信息搜集系统设计与实现[D].华中科技大学， 2013.

篇(2)

Abstract:Building information modeling (Building Information Modeling)referred to as BIM, is the building itself and the construction ofthree-dimensional model of the process and data information,these models and information in the whole building life cycle can be sustained by each participant with, reach the control and management of construction process for the construction and. It has coordination, visualization, simulation, and five characteristics of graph optimization.

关键词：BIM；模拟施工；碰撞检测；信息模型；可视化分析；虚拟管理

中图分类号：TE42 文献标识码：A

建筑信息模型（Building Information Modeling）简称BIM，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型建立。随着市场需求和建筑行业迅速发展，高端业主寻求可持续设计、管理、运营的解决办法，纷纷开始把目光投向BIM平台。目前分析BIM在施工企业应用方向主要有以下几个方面。

BIM技术的出现，真正将项目的全生命周期进行串联，但目前设计、施工、运营在产业上被割裂，各个阶段的数据未能实现有效流通，对BIM的应用发展有着较大的阻碍作用。建筑业软件厂商需要提升上下游合作，加快实现数据接口的打通，实现BIM在项目生命周期全过程的有效利用。

珠海歌剧院钢结构模型 大连恒隆广场建筑施工模型

目前，BIM技术在中国建筑总公司旗下的企业已经开始渗入到项目管理的各项环节中，例如珠海歌剧院、大连恒隆广场等项目已经利用BIM技术解决了施工过程中很多重要的问题。BIM对于工程建设业有着革命性的作用，但作为新生事物，产业环境还不尽成熟，仍需要有所突破，希望BIM技术的推广能得到更多的支持与帮助，对建筑施工企业的发展能起到推波助澜的作用。

参考文献：

1.《中建八局建筑信息模型（BIM）作业指导手册》；

2.《 Revit Structure 基础概念教程》；

3. 《Revit Architecture 基础概念教程》；

4. 《Building Information Modelling (BIM) Standards Manual for Development and Construction Division of Hong Kong Housing Authority》；

篇(3)

关键词：BIM；项目管理；电力工程

随着国家“一带一路”和工业4.0，以创新驱动的行动计划与经济全球化进一步加快，信息化、数字化发展水平已成为提高企业综合素质和核心竞争力的重要砝码。在“互联网+”盛行的当下，传统行业正受到移动互联的影响，有的说是冲击，也有的说也是机遇，角度不同、观点不同，反应不同罢了。在互联网大势的推动下，能吸引更广泛的用户，才能得到更大的市场。我国正在推行的“以信息化带动工业化”战略，企业也越来越意识到信息技术对于转型升级和管理运作模式的重要性。传统的工程建设领域近些年也在寻求新的发展，特别是电力企业，在借鉴了建筑领域的BIM经验后，也在探索适合自身特点的发展道路。虽然在建筑业应用已久，但BIM在电力工程项目上仍是个新概念，从电力工程建设的过程控制，到造价管理、进度管理、质量管理等三大目标的实现，均有其独树一帜的特点，是一个建设项目物理和功能特性的数字表达，是一个共享的知识资源，是一个分享有关实施过程的信息描述。

1BIM概述

1.1BIM的概念

BIM，译为：建筑信息模型（BuildingInformationModeling）或建筑信息管理（BuildingInformationManagement）是以建筑工程项目的各项相关数据作为基础，建立起的三维建筑模型，并通过数字模型仿真模拟建筑物所具有的真实信息。很多文章中曾提及过BIM技术，其实BIM并不是一种技术或软件，究其源头是一种概念，基于建筑产品模型的概念，类似于制造业的产品数据模型，即以数字形式表现建设过程和实施管理，同时也是以数字形式进行建设过程以及实施管理的信息交流和相互操作。

1.2BIM的特点

BIM具有信息完备性、信息关联性、信息一致性等特性，和可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点。（1）可视化：可视化即“所见所得”。BIM提供了可视化手段，通过软件帮助人们将以往图纸上单调的，线条式的表述，转化成为三维立体的实物图形展现出来。尤其是近年来的建筑物形式各异，复杂造型不断推陈出新，原先那种单凭建设者的理解和经验来建造的模式已越来越不能适应新要求。在BIM建筑信息模型中，考虑到了构件间的互动性和反馈性，通过整体可视化过程，不仅可以生成总体的效果图及报表，还可以对项目设计、施工、运营各阶段中存在的问题清晰辨识，做到一目了然。（2）协调性：在项目设计阶段，设计单位通常按照建结水暖电等专业设置部门，同一项目组成员分属不同部门，且设计过程中并沟通较少，各专业设计经常会出现相互碰撞的现象，如给排水专业中的管道在进行布置、施工的过程中，可能发生布置管线时与同一位置暖通等其他类型的管线冲突，这就是施工中常遇到的碰撞问题。一般发生此类情况时，只能靠工程协调部门来解决，既耽误工期，还牵扯变更，影响成本。利用BIM的协调就可以辅助规避这种问题，在建筑物设计阶段对各专业的碰撞问题进行模拟，生成协调方案，避免问题出现后再去解决的被动局面。（3）模拟性：BIM的模拟性除了能够生成建筑物模型之外，还可以模拟出真实世界里不可操作的事物。例如节能模拟、日照模拟、进/通风量模拟、紧急疏散模拟、热能传导模拟等均可在设计阶段进行；4D模拟（三维模型加时间）在施工阶段，可以根据施工组织计划来模拟实际施工，从而确定施工方案的合理性；5D模拟（基于4D模型的造价控制）同样可以在施工阶段进行模拟，帮助建设方控制成本；在建筑的后期运营阶段，可以利用BIM模拟日常紧急情况的处理方式，如火灾发生时人员的疏散模拟、地震发生时的人员逃生模拟，以及其他紧急状态下的应急处置模拟等。（4）优化性：整个项目建设都是一个不断优化的过程，从设计、施工和运营的全过程都需要优化。目前，动辄400米以上的高层建筑随处可见，内部结构、设施纷繁复杂，其复杂程度使得参建人员无法掌握所有信息，必须借助一定的技术手段。BIM模型及其优化工具提供了项目方案的优化和特殊项目的设计优化，通过优化可使工期和造价得到改进。（5）可出图性：结合软件，BIM可以对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，在完成碰撞检查和设计修改，消除了相应错误后，可输出相关文档，如综合结构留洞图（预埋套管图）、综合管线图、碰撞检查纠错报告和建议改进方案以及一些构件加工的图纸等。

2国内企业对BIM的需求

在国际上，“BIM之父”——乔治亚理工大学的CharlesEastman教授，早在1975年就创建了BIM理念，并开始了为便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率为目标的理论研究和实践探索。但由于当时计算机处理能力和新概念影响力等原因，在我国企业应用较少。虽然很多国内企业对此普遍抱有热情，也想尽快完成本地实用化，但由于技术标准和人才等原因，直到2000年以后才有所突破。BIM之所以受到各大企业的追捧，是因为看到了其在工程造价、设计、施工和运营管理等方面的巨大价值。尤其是在设计和施工上，据美国2009年出版的《商业房地产革命》著作中列举了这样一组数据：现有模式的生产建筑成本差不多是应该花费的两倍；72%的项目超预算；70%的项目超工期；75%不能按时完成的项目，至少超出初始合同价格的50%。做过工程项目的人都知道：“错漏碰缺”（设计上的错误、遗漏、碰撞，缺陷等）听起来很专业，改起来却很花钱；“设计变更”变一次花一次钱。实际施工中，该预留洞口的地方没有留，管线施工中的避让时有发生，经常看到有些刚建好的地方拆了又重来。业主为此投入了巨大的开销、时间和精力，既不利于成本控制，也不利于把控工期。为此，国际上知名主打BIM理念的软件公司，与高校合作建立实验室，并从设计之初就参与国内项目的建设。随着南京青奥会议中心，上海中心大厦、上海迪士尼和“中国尊”等项目的相继投运，可以想见会有越来越多的公司将BIM纳入项目管理的范畴。

3电力企业的BIM探索

电力行业由于自身行业特点，计划性强，而且对安全的要求相对较高，对新技术的应用必须先有一个稳定和成熟的过程。此前鲜有以BIM为核心来整体实施的电力建设项目，只是在电力工程造价，建/构筑物建模、分析等层面有所涉及。此外，出于对电力生产安全和变电站等建筑物结构特点的考虑，BIM理念和实施方法并未完全在电力建设方面发挥出重要作用。随着近几年一批BIM概念下的应用软件问世，完善了如结构分析、碰撞检查、工程量统计、施工模拟、可视化交底和运营管理等，涉及项目管理的全过程。由于技术上的成熟度和在建筑行业的广泛应用，一些电力企业于是也开始着手探索电力工程建设领域的BIM应用，谋求企业增效。将设计人员从繁重的绘图、出图工作中解放出来，降低不同专业间的碰撞问题，降低设计变更率；帮助施工单位快速领会设计意图，把更多精力投入到现场预控和重要节点、关键部位的把握上；监理单位可借助产品模型，对项目过程实施管控；建设单位与运行单位则可从项目策划、设计、施工到运行管理的各阶段做到准确把控。

4BIM与电力工程

4.1过程应用

与建筑业相比，电力工程具有施工现场由于生产环节多、地域分布广，现场环境各异以及工程个体间联系性强等特点，对项目的整体协调性有一定的要求。众所周知，BIM是一个由二维模型到三维模型的转变过程，也是传统施工中从被动“遇到问题，解决问题”到主动“发现问题，解决问题”的一个转变过程。诸多方面都可以和BIM结合起来，以变电站的建设为例，预埋件的安装是变电站土建施工的重点和难点，在设计时要严格把关且根据预埋件的大小和实际情况在图纸验收前做出合理、科学的设计。变电站的土建施工原则是先地下后地上，预埋件的安装是地上工程和设备的基础，其安装质量直接影响到工程美观和设备投产后的使用性能。各种预埋件和预埋管道的施工工艺都是比较复杂的，因此施工单位要对图纸要有深刻的理解，要精确的测量预埋件的中心线、高程和定位轴等数据，并且精准定位，通过BIM软件可视化并协调这些施工；比如构支架基础施工中对于复杂的钢筋节点，在模型建立后进行观察，找到钢筋的碰撞点，对钢筋的布置进行优化，也可以模拟模板支撑体系的受力状况，以确保该体系的施工安全，体现了BIM的模拟性和优化性。综上所述，应用BIM模型，可以为复杂的电力工程项目带来传统作业方式下无法比拟的便利。

4.2应用前景

作为中国第一座，也是当今世界上最先进的全地下筒形变电站——500kV静安（世博）地下变电站，该项目采用国内最深的逆作法施工，过程中面临着大件设备运输吊装风险大、高落差注绝缘油难度大、地下管线敷设复杂、交叉作业频繁、施工环境恶劣、工期紧，质量要求高等难题。但通过结合BIM辅助项目建设多维集成管理的解决方案后，不仅实现了高效的项目合作与沟通，顺利完成工程计划与建造，还很好的进行了风险预测与过程控制。可以说，BIM为设计方解决了“设计内容是如何建造”的问题；为施工方解决了“施工是否组织合理”的问题；为建设方解决了“如何去管理和控制”的问题，为今后电力工程的项目建设提供了良好的借鉴经验。

5结束语

目前，BIM理念及其实施方法在电力工程建设领域愈发受到重视，火电、风电、水电各有涉及，在土建、变电、输电等施工现场作用明显，从项目的可视化、模拟性，过程的协调性，以及贯穿始终的优化性上，都是以往所无法比拟的。相信通过以BIM、大数据、云计算、物联网、智能移动等为代表的先进技术和概念的综合应用，必将在电力工程项目上得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1]王雪青,张康照,谢银,等.BIM模型的创建和来源选择.建筑经济.2011,(9).

[2]刘睿,胡骁强,马健,等.电力建设工程BIM建模[M].北京:中国电力出版社,2015.

[3]刘占省.BIM技术与施工项目管理.北京:中国电力出版社,2015.

篇(4)

关键词：性能化建筑设计；BIM技术；

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

一、建筑信息模型(BIM)

BIM已包含了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，把一个项目的生命周期内的信息整合到一个建筑模型中。运用 BIM 技术，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量设计信息，只要将模型导入相关的能量分析软件，就可以得到相应的能量分析结果。通过相应的 BIM 应用软件，在方案设计的初期阶段就能够方便快捷地得到直观、准确的建筑能量性能反馈信息，帮助建筑师及时对方案做出分析和调整。

比如与 Ecotect 生态建筑大师设计软件相结合，将BIM 模型输入即可得出较为直观的数字化的可视分析图。可提供许多即时性分析，比如对模型的太阳辐射、热、光学、声学甚至建筑投资等综合的技术分析；与CFD 类软件结合，则可迅速分析建筑内的自然通风及对周边气流造成的影响；与Virtual Environ-ment(VE)软件结合，可以在建筑前期对建筑的光照，太阳能及温度效应进行模拟。

二、基于 BIM 技术的性能化建筑设计

被动设计是指应用自然界的阳光、风力、温湿度的自然原理，以规划、设计、环境配置的建筑手法来改善和创造舒适的室内外环境，尽量不消耗常规能源的设计方式。目的是尽量减少或者不使用常规能源供热、制冷及照明，并创造高质量的室内外环境，设计策略强调的是依据当地的气候特征进行设计，遵循建筑环境控制技术的原则，考虑建筑功能和形式的要求等。本文试图从以下几个方面讨论 BIM 在性能化建筑设计中的应用。

（一）气候特征分析

BIM技术可以将繁杂的气象数据信息以图表的可视化方式表达出来，以帮助建筑师直观地认识建筑基地所处地区的气象资料。

比如绘制出逐日的气象参数数据；确定建筑最佳朝向；利用焓湿图，分析各种被动策略的组合效果，可以调节设计参数，观察图形变化，找到适宜的被动策略。如图 1 为采用被动太阳能采暖、蓄热效应、高热容围护 + 夜间通风、自然通风、直接蒸发降温和间接蒸发降温多种被动策略措施的焓湿图。通过这种可视化的界面，建筑师就可以定性地分析出适应本地气候特征的最佳被动设计措施及其效果。

图 1 多种被动措施的焓湿图

（二）日照采光分析

在建筑设计阶段处理好建筑日照与采光是实现建筑节能的根本环节和重要措施。基地地形起伏、建筑的布局形式都会对日照和采光产生较大的影响。所以对于基地进行合理模拟分析，尤其要对场地的日照遮挡情况进行准确分析。建筑师可以根据基地状况运用Virtual Environment软件进行初期的日照时数、阴影遮挡等模拟分析，根据模拟结果合理地进行建筑总平面布局、洞口设计，从而保证建筑能在冬季最大限度地接受太阳能辐射，夏季减少太阳辐射的影响。图 2、3 所示为 Suncast 软件和 Radiance 软件对本溪黄柏峪生态小学所做的日照阴影分析和遮挡分析

图 2 日阴影分析

图 3 日照遮挡分析

（三）风环境分析

合理的自然通风不但可以使节能效果显著，而且可以改善室内的居住空气质量。建筑风环境模拟的目的就是希望对建筑物的空气流动情况进行模拟和比较，来优化建筑的空间环境，减少建筑的能耗，充分利用自然资源。利用 BIM 技术创建的虚拟建筑模型，可以通过 IFC 数据标准将其导入 CFD 软件中。通过BIM 与 CFD 技术的结合运用，建筑师可以方便、快捷地对建筑内、外环境的气流流场进行模拟分析，对建筑的风环境做出分析和评价。从而进行建筑的优化设计。

图 4 为某小区模拟室外的风场。通过可视化的结果可以看出小区内整体的风速和风向，合理调整规划布局、建筑高低错落布置等方法满足小区内适宜的风环境。

图 4 某小区风场

（四）遮阳分析

遮阳设计是在夏季炎热地区防热的主要手法。尤其在太阳能建筑设计中，根据气候条件综合考虑利用太阳能的同时，合理的遮阳设计可以大大降低空调的能耗。图 5、6 为南加州建筑学院、SOM和盖里在印度所做的一个研究性项目。用 Ecotect 软件对建筑西立面和南立面的年太阳辐射做出统计，并根据上一步计算，在立面的不同区域结合辐射值大小考虑了遮阳设施的疏密布置，在高辐射地方遮阳设置较密，低辐射地方遮阳设施较稀疏。

图 5 建筑效果图

图 6 遮阳布置

（五）场地分析

BIM可以使建筑师在设计前期时注重场地的生态环境。比如建筑师可以利用 BIM 将绿化、水体整合到一个建筑的形式和功能中去，使设计之初就能考虑到建筑对场地的生态影响。图 7 通过对场地进行热辐射分析。了解场地的热辐射情况，对场地景观设计提供量化的数据依据，在辐射较大的地区，通过配置不同的绿化植被，起到隔热、遮阳等作用。图 8 为某小区的场地热辐射分析。在小区辐射量比较大的区域内设置水体、常绿乔木、凉亭、廊架等休闲设施以利于隔热或者避开主要活动的小区广场区域，即满足了人的使用需求，也改善了小区的微气候环境。

图 7 日总曝辐射量

图 8 某小区内日均辐射总量

三、结束语

大自然的风、光、热、水等环境因素，是影响建筑性能的决定性因素，在设计阶段，引入BIM技术，能在设计过程中提供直观的性能化分析数据，完善建筑设计，改善建筑的综合性能。目前，BIM 技术已经深刻影响着建筑设计行业，其不但可以极大提高建筑设计行业的整体效率，而且还可以在建筑全生命周期内，优化设计、保证建筑设计质量。虽然，目前 BIM 技术在现实应用中还存在很多不足，比如：国内外建筑标准和规范的不同，与BIM技术相关的软件较多，一体化平台设计还有待逐步完善等。但随着计算机技术的进步，BIM 技术在建筑设计中的应用会是未来的发展趋势并逐步走向成熟。

作者简介

篇(5)

【关键词】BIM技术；桥梁工程；全寿命周期

0 引言

BIM（Building Information Modeling）是以三维数字为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达[1]。其概念于1975年首次被提出，继而美国于2007年颁布了第一个国家BIM标准，BIM技术开始在国外广泛应用。BIM技术因其具有可视性、模拟性、优化性、协调性、和可出图性等特点在工程中发挥了重要作用，提高了建筑行业的效率。2001年，BIM技术开始逐步在我国建筑行业中得到应用。上海中心大厦、中国尊等一批重点工程全面采用BIM技术，带来了工作效率的显著提升。随着住建部建筑业信息化发展“十三五”规划，BIM技术已列为重点发展技术之一。各省市如北京、广东、上海等各地政府也相应出台了相关政策推动BIM技术的应用。在国家政策支持和BIM技术本身具有的优势下，BIM技术受到广泛关注并成为理论研究和实践应用的热点技术之一。

桥梁工程是国家基础设施的重要组成部分和交通系统的节点。随着城市和社会经济的发展，桥梁工程的规模日益扩大，大型桥梁、特大型桥梁工程，其复杂的结构要求和多变的造型形式，使得传统的设计方法和施工手段体现出很多弊端。同时，大量已建桥梁工程由于“老龄化”和服役条件恶化导致病害问题突出，安全事故日益增多，统计我国危桥总数已达9.4万座，占现有桥梁的1/9，且今后这一比例还会不断提高[2]。桥梁运维阶段的安全监测和养护十分重要。因此，基于桥梁工程全寿命周期的精细化管理、信息化管理急需新的信息技术支撑。学者们围绕BIM技术及其在桥梁工程中的应用开展了大量理论研究，这些研究为BIM技术在桥梁工程全寿命周期中的实践应用及BIM技术的发展提供了理论依据。

1 BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用

设计阶段对节约投资、控制工程进度、质量等起着关键性的作用。在传统设计方式下，各专业设计人员分散工作导致各专业工程之间容易产生不协调或碰撞，到施工过程中才发现问题，从而导致设计变更，增加成本。而BIM技术提倡的就是协同工作，设计人员基于同一个平台进行信息共享和交流，改变了传统的设计模式，通过软件的自动碰撞检查不仅提升了工作效率，而且使得大量的冲突问题在施工前就得已解决，大大的降低了设计变更的数量，从而减低了工程造价。韩厚正等学者深入分析了BIM应用于桥梁设计时在可视化、参数化设计、智能化设计、自动化制图和协同工作等诸多方面的价值，表明BIM在桥梁设计中的应用不仅能显著提高设计效率和质量，更有利于优化和再造桥梁设计乃至全生命周期管理的流程，可极大地提升桥梁工程的建设与管理水平[3]。

BIM技术根据工程实际信息建立的三维模型，使整个桥梁工程可视化水平高，通过模型、动画、漫游等方式可以直观的将设计理念传递给业主，便于业主方理解和决策。刘智敏等学者通过分析BIM技术在实际工程设计阶段的应用，得出BIM技术可以大幅度改善业主与设计方的沟通效率，从而为优化设计和建设阶段工作奠定良好的基础[4]。

2 BIM技术在桥梁工程施工阶段的应用

2.1 可视化技术交底

施工阶段技术人员通常以图纸和规范进行技术交底，可视化程度低，交底时施工人员易产生理解错误而导致施工材料浪费或施工进度拖延。曹旭光等研究发现利用BIM模型向施工单位进行技术交底，能够通过BIM模型的可视化性和信息性向施工人员详细介绍设计思路，对施工危险、施工难度大的地方进行协调修正，避免实际施工工艺与施工图纸产生分歧的情况，从而避免施工浪费与质量不达标的问题[5]。

2.2 施工模拟与施工工序的优化

与普通建筑工程相比，桥梁工程的施工环境多变，对施工方案要求高，因环境等客观因素导致的不可预测因素较多，难以保证施工方案的可行性。基于BIM技术可以进行桥梁工程的施工模拟。即施工前根据施工方案将BIM模型进行切分、定义BIM模型的时间、位置、资源需求等参数，在计算机中模拟桥梁建造过程[6]。用这种方法，将施工时间作为单位，对施工进行模拟，同目前施工现场的环境相结合，及时调整工程情况，从而对不同的施工方案进行调整[7]。李红学等结合实际工程项目利用BIM技术和模拟技术，将桥梁三维模型与施工方法有效集成在一起，进行桥梁施工工序的模拟，指出应用BIM技术进行生动、直观的过程模拟，可以对桥梁的复杂工序进行细化分析，进而对施工工序进行优化，施工人员可以有效分析复杂结构的施工工序是否合理、预制构件的吊装程序是否合理[8]。

2.3 施工管理优化

传统管理思想是一种被动管理，即等待问题发生后再采取相应措施，而基于上述可视化技术交底和施工模拟，项目管理人员可以提前发现工程中出现的问题并及时解决，做到事前管理，提高管理效率和管理水平。王凤琳等学者结合襄阳汉江三桥工程、武汉江汉六桥工程实例，将BIM技术应用于工程项目的施工管理、成本控制，采用Revit软件和Tekla 软件创建三维模型，导入Navisworks软件中进行整合、分享和审阅，实现了设计图纸交底、技术方案优化、机械设备协同和物资材料管控[9]。除此之外，在以往三维模型加时间维度的4D模型基础上，5D模型再与成本相结合，实现了包括物料、施工进度、资金流量等方面的施工阶段的动态管理。

3 BIM技术在桥梁工程运维阶段的应用

桥梁工程的运营阶段在桥梁工程全生命周期里是耗时最长、信息量和管理的工作量最大的一个阶段，这一阶段的时间远远超出建设阶段的时间，同样的该阶段的成本大约占建设项目全寿命周期的55%～75%[10]。因此有效控制和管理该阶段十分重要。

桥梁工程结构体量大，施工环境多变，而在运营阶段，所需的信息量更大，参与的人员更广。在传统桥梁工程中，由于不同阶段涉及专业众多，在信息的建立与传递过程中容易造成数据丢失，对后期桥梁的运营维护造成较大的困难。李亚君研究分析了基于BIM技术的桥梁工程运营精益管理、基于BIM技术的协同工作平台和其他一些应用，指出通过构建基于BIM技术的协同工作平台，并结合计算机“云”技术等网络技术，将实时的桥梁运营信息以共享的方式传递到各个参建方和相关管理部门，让各方及时获取相应信息并制定下一步决策[11]。

桥梁养护作为后期运维的重点之一，一直以来受经济和技术条件限制，存在“重建p养”现象，而BIM技术的到来一定程度上解决了技术上的问题。沈海华等在分析中国公路桥梁管理系统（CBMS）的基础上，初步探讨BIM技术与地理信息系统（GPS）相结合的应用模式及可视化桥梁养护信息的实现方式，结合桥梁信息模型的特点，分析了建立专家辅助决策系统的可能性，为BIM在桥梁养护管理系统中的应用发展提供参考[12]。BIM技术不仅可以在一个完整桥梁项目的运维阶段发挥明显成效，还可以有效解决既有桥梁工程运营维护的难题。周红波等提出了解决既有桥梁建筑信息模型快速重建关键技术，解决了既有桥梁建筑信息模型创建问题；进而借助项目案例，完整地展现从既有建筑信息模型到运维管理系统的实现技术路线，为既有桥梁建筑以及其他类型既有建筑的BIM技术应用找到了一条全新道路[13]。

4 桥梁工程量统计

传统桥梁工程中其工程量和造价主要依靠人工计算，其工作量大、校核时间长、精准度及效率较低。不同专业造价人员的参与容易造成信息冗余和共享困难的现象。引入BIM技术后，各阶段工程量及造价不仅可以通过软件进行快速准确的计算，还可以将每个阶段的数据储存在同一个数据库中，为下一阶段提供数据支撑，更便于校核与调取。汪杉通过Revit以桥梁变{箱梁为例，指出在配筋完成之后，通过BIM得出的工程量数据不仅可以估算桥梁造价，为方案拟定提供真实可靠依据，还可以为以后施工阶段编制施工图预算提供数据支撑[14]。

5 结语

BIM技术作为现阶段桥梁工程中最热门的技术之一，其应用效果突出于可视化、模拟、协同性强等特点必定使得该项技术在未来建造工程中担任愈加重要的角色。比起房屋建筑领域，BIM技术在桥梁工程中的研究应用尚处于起步阶段。目前鲜有较完整的应用案例，多数研究仅集中于BIM技术在桥梁设计阶段和施工模拟中的应用。而BIM技术在桥梁后期监测和维护中的应用尚存在很大的研究空间。设计阶段BIM应用的核心是模型建立，而目前桥梁工程方面的软件针对性不强，建模效率较低。除此之外，目前企业中缺乏具有相应能力的专业BIM团队，缺乏统一的执行标准，将BIM理论运用到实际工程中还存在较大距离。今后对桥梁工程等大型基础设施工程的软件开发方面值得更加深入的研究，同时也应加强技术人才的培养。相信在国家政策的指导下，随着研究力度和深度的加大，BIM技术将会在桥梁工程全寿命周期中展现更大的价值。

【参考文献】

[1]National Institute of Standards and Technology.http：//nist.gov[DB/OL].[2009-4-13].

[2]张喜刚，刘高，马军海，吴宏波，付佰勇，高原.中国桥梁技术的现状与展望[J].科学通报，2016（Z1）：415-425.

[3]韩厚正.BIM应用于桥梁设计的研究和实践[J].特种结构，2016（2）：117-120.

[4]刘智敏，王英，孙静，等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].北京交通大学学报，2015，39（6）：80-84.

[5]曹旭光，杨伟名.BIM技术在桥梁工程设计与施工中的应用研究[J].四川水泥， 2016（4）：85-85.

[6]张海华，刘宏刚，甘一鸣.基于BIM技术的桥梁可视化施工应用研究[J].公路， 2016（9）：155-161.

[7]周明利.BIM技术在桥梁施工中的应用分析[J].工程建设与设计，2016（16）.

[8]李红学，郭红领，高岩，等.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程管理学报，2012（6）：48-52.

[9]王凤琳，冯浩，王健，缑变彩.BIM在桥梁施工中的应用分析与探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2015（10）：183-185.

[10]赵灵敏，岳广飞.山东省文化中心项目BIM应用实践[J].土木建筑工程信息技术，2011（4）：51-57.

[11]李亚君.BIM技术在桥梁工程运营阶段的应用研究[D].重庆交通大学，2015.

[12]沈海华，王银辉.基于BIM的桥梁养护管理应用初探[J].公路与汽运，2016（4）：280-283.

篇(6)

上海现代建筑设计（集团）有限公司技术中心建筑节能技术研究学科中心（所）副所长。在建筑遮阳理论、计算机仿真技术、绿色建筑工程实践等方面有研究。近年主要参与的科研和工程项目包括绿色技术在申都大厦旧楼改造工程中的集成应用研究、上海市建筑节能示范项目评估研究、上海世博会展馆建筑中节能技术及可再生能源应用研究、京沪高速铁路上海虹桥站、世博轴、申都大厦等。

摘要：回顾绿色建筑的发展及其带来的建筑行业的变化，阐述绿色建筑的概念及其理念给建筑设计行业带来的新要求，提出设计行业应变绿色建筑要求的革新思路，包括设计准则、设计流程、设计方法和设计工具四个方面。

关键词：绿色建筑 设计 革新

1、背景

自2006年我国“绿色建筑评价标准”以来，我国的绿色建筑在2012年已经步入快速发展的通道。这个阶段，绿色建筑的理念也已被社会各界广泛认同，包括大型房地产开发企业、大型建筑施工企业以及最早接受此理念的建筑设计院、科研机构。随着国家住建部和财政部的财建[2012]167号文的，绿色建筑将进入第四阶段，即快速发展阶段，其理念将真正渗透进入建筑行业的各个领域，不仅包括开发、设计、施工，还包括规划、物业运维、检测、招投标、概预算、建筑产品、部品、材料以及建筑管理等各个方面，绿色理念将成为市场竞争的核心要素。

对于建筑行业来说，建筑市场即将进入绿色品质的竞争阶段，随之而来的是房企不断改革，更加注重建筑建造后的运行管理和商业开发，从单独的建筑开发销售模型转变为全寿命周期的经营模型；设计施工企业纷纷走向联合模式，或者是施工企业兼并设计企业，或者是设计企业发展施工业务，设计施工总承包模式逐步形成；建筑材料、产品企业也在发展部品化、一体化的产品，如装配式构件（含保温）、一体化集热设备（光伏、光热）、一体化门窗（含活动遮阳）等。设计企业作为技术实施流程的龙头，必将最先改变。

2、绿色建筑对于设计行业提出的新要求

2.1 绿色建筑评价标准的诠释

绿色建筑评价标准对绿色建筑的定义为：绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效使用空间，与自然和谐共生的建筑。其核心思想是“四节一环保”。这是结合了我国的资源环境状况后提出的具有中国特色的绿色建筑定义，为我们指明了符合中国国情的绿色建筑发展方向。

绿色建筑评价标准可用于评价住宅建筑和办公、商场、宾馆等公共建筑，评价指标体系有节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理6类指标组成。每类指标包括控制项、一般项与优选项。其中，控制项为评为绿色建筑的必备条款；优选项主要指实现难度较大、指标要求较高的项目。对于住宅，共有控制项27项，一般项40项，优选项9项，共计76项；对公共建筑，以单体建筑为对象进行评价，共有控制项26项，一般项43项，优选项14项，共计83项。在控制项指标满足的前提下，按满足一般项和优选项的程度，将绿色建筑划分为一星级、二星级和三星级。

2.2 相对于现行设计标准的变化

绿色建筑评价标准大体上是基于我国现行的设计标准，也部分借鉴了国外绿色建筑评价标准的内容，同时结合我国的特征进行了修改补充，如节地部分，要求“建筑物周围人行区风速低于5m/s，不影响室外活动的舒适性和建筑通风”、“室外透水地面面积比大于等于40%”；如节能部分，要求“建筑总平面设计有利于冬季日照并避开冬季主导风向，夏季有利于自然通风”、“新建的公共建筑，冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量”、“建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80%”；如节水部分，要求“办公楼、商场类建筑非传统水源利用率不低于20%、旅馆类建筑不低于15%”；如节材部分，要求“建筑结构要素要简约，无大量装饰性构件”；如室内环境部分，要求“设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境”、“办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》GB50033的要求”等。标准一方面补充了现有标准在绿色方面的欠缺，另一方面强化了相关设计要求的量化标准。

此外，绿色建筑评价标准还强调了设计阶段应关注施工、运营方面的内容，如节材部分，要求“建筑结构材料合理采用高性能混凝土、高强度钢”、“在建筑设计选材时考虑使用材料的可再循环使用性能，在保证安全和不污染环境的情况下，可再循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%以上”；如运营管理部分，要求“办公、商场类建筑耗电、冷热量等实行计量收费”等。

2.3 绿色建筑体系的完善

伴随着绿色建筑的推进，绿色建筑评价管理单位也不断发展，但绿色建筑评价标准在地方适用性、建筑类型适用性、评价的标准细则上还有不足，需要不断发展。如在建筑类型方面，编制和颁发了“绿色医院”、“绿色办公”、“绿色商店”、“绿色超高层”、“绿色校园”、“绿色生态城”等；在地方适用性方面，上海、北京、天津、深圳、江苏等大部分省市都提出和颁发了适用于地方特点的地方标准。

此外，现存的设计标准也进行了相应修订和完善，如《上海市民用建筑太阳能应用技术规程（光伏发电系统分册）》（DG-TJ08-204B-2008）、《地源热泵系统工程技术规范》（2009年版）、《上海市居住建筑节能设计标准》（DG/TJ08-2078-2010）、《民用建筑节水设计标准》（GB50555-201O）、《建筑遮阳工程技术规范》（JGJ237-2011）、《上海市公共建筑用能监测系统工程技术规范》（DGl08-2068-2012）、《上海市公共建筑节能设计标准》（DGl08-107-2012）、《半导体照明应用节能评价技术要求》（2012年版）、《工商用制冷设备的环境标志产品技术要求》（2012年版）、《民用建筑室内热湿环境评价标准》（GBfr50785-2012）等。

3、设计革新的思路

建筑行业在应对绿色建筑评价标准方面，除了需要不断完善设计标准体系之外，还需在以下三个方面进行革新和改变。

3.1 设计准则的变革

虽然我们的现存设计标准不断完善了绿色建筑的相关要点，但是建筑设计的宗旨仍然是在保证功能、美观、安全、舒适的前提下，实现初投资的经济性和投资的高回报率，这也与开发商的投资利益最大化的思路相符。但不同的是，“绿色建筑”强调的不是初投资经济性下的建筑性能最佳，而是建筑全寿命周期下的投资回报率最佳。简而言之，更加关注的是“动态回报率”，而非“静态回报率”，即绿色建筑时代，建筑设计的优劣准则应以消耗最经济的资源来满足功能、美观、安全、舒适等固有属性的需求。

3.2 设计流程的变革

因为绿色建筑强调全寿命周期，强调性能化设计，所以绿色建筑设计一方面要求设计师需要了解设计的相关知识，了解建筑的建造过程和运行使用的运维要求，另一方面需要使用计算机模拟的方式来计算和分析设计方法的优劣。其实对于社会分析逐步细化的今天，设计师难以全部掌握这些技术，为了适应这两方面的需求，最重要的是改变本身固化的设计流程和设计方式。

建筑物理专业必然成为绿色建筑设计新流程中的一员，他们主要承担多种设计方案的性能比较分析，以帮助设计人员在有限的时间内设计出最佳的建筑，当然有些大型企业还会诞生如建筑材料/产品咨询师、建筑需求分析咨询师等分工，他们可以为设计师释放更多的时间去关注设计方案本身在功能、美观、舒适等基本功能方面的优化组合和实现。

建筑设计的过程也必须成为全过程化，在施工图完成之后的技术招标、图纸深化和施工、调试、运营阶段，设计师都必须时时跟踪，并担当重要的角色，如图1，在电气系统技术深化阶段，施工图的设计单位仍然需要承担技术审核的角色。

3.3 设计方法的改变

与传统的建筑设计方法不同，绿色建筑的设计方法更加注重气候、环境等因素的引导设计、定性设计方法的定量化、定量设计方法的可视化，同时更加注重集成技术的最优化设计。

（1）气候、环境等因素的引导设计

传统建筑的建造在适应气候、环境等方面有很多的实践并形成了一些值得我们借鉴的经验。在当今的建筑设计中，这些方法都或多或少地消失了。当代建筑设计中建筑师多数把利用或者抵御气候的问题转移给了设备工程师，气候等因素所能体现的内容只是一些技术标准和技术措施。绿色建筑则要求建筑师在设计建筑之前就应该了解当地的气象地理特征，从而指导如何进行体型、窗口设计等。如图2，就是在建筑设计之前，充分了解当地可以利用自然通风满足室内舒适性的月份，从而指导以何时的气候条文作为边界条件指导自然通风设计。

（2）定性设计方法的定量化

传统的建筑设计方法对于某些技术的效果表达很难用定量方法量化，如自然通风效果等。如图3，通过结合计算机模拟技术的自然通风性能设计，可以定量表达房间开窗设计在自然通风情况下小于0.3m/s区域的面积比，通过定量化的评价可以为开窗开门大小、位置提出改进建议。

（3）定量设计方法的可视化

传统的建筑设计方法对于某些技术的设计通常使用经验公式或某些简化的图表进行计算，如自然采光、空调风口的设计、噪声、空调处理过程等。但这种定量设计方法缺乏可视性和形象化，对于计算结果的验证也只能通过经验或者计算书的检查来实现，对于某些非专业的业主或者使用者就很难表达清楚。建筑性能设计方法就可以通过一些计算机仿真技术将传统的定量设计方法进行可视化。如图4为某大空间建筑的气流组织分析图，通过经验公式计算初步确定了风口布置方式（10个送风口和5个排风口，送风口风速3m/s，排风口风速为2m/s），可视化的结果表明送风可达到池厅区域，排风口的设计不会形成短路现象，且空气流动均匀性较好，大部分区域满足小于0.2m/s、大于O.05m/s的要求。

（4）集成技术的最优化设计

自从2005年《公共建筑节能设计标准》以来，我国就非常重视建筑节能的工作，可以说绿色建筑的核心也是建筑节能，在能源方面就体现了与绿色建筑相适应的特点，可以分析不同节能技术集成的综合效果，可以展示建筑的能耗特征，促进建筑节能技术措施的优化。如图5，该项目预测出建筑未来逐月以及主要用能设备的能源消耗情况，通过进一步调整围护结构保温、遮阳、照明节能以及高效制冷机等空调设备节能措施，从而将节能率从50%提高至60%。

3.4 设计工具的变革

从绿色建筑工程的实践可以发现设计方法的推进还存在以下问题：1）二维制图设计与三维仿真分析的交替建模的重复矛盾；2）多种性能化分析软件之间的协调配合；3）专业化分析人员与专业化设计人员的协调发展。

从发展来看，以BIM建筑信息化模型平台集成众多性能化分析技术的设计程式将是未来发展的趋势，如Autodesk的Revit就尝试集成了Ecotect、IES等软件，Sketchup就尝试集成了EnergyPlus软件；同时加强设计人员的性能化分析技术的培训和专业化分析队伍的设计工程实践也是促进新设计方法发挥更大作用的措施（图6）。

4、案例分析一以建筑遮阳设计为例

以上海某交通建筑屋顶遮阳设计为例，阐述绿色建筑设计方法和设计流程的特点。

4.1 项目背景

屋顶天窗的设计基于提高室内采光、降低能耗、提高室内视野通透性的原则进行设计，基于以上原则之后，设计的天窗面积为屋顶面积的0.27，基于PKPM节能分析难以满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）的要求。

基于以上情况，遮阳设计必须介入。经过多方讨论，形成以下遮阳设计的原则：1）采用固定外遮阳形式，而不采用内遮阳形式；2）以解决夏天阻挡太阳辐射为主，冬季太阳得热为辅；3）可在玻璃上多加处理，解决部分遮阳问题。

4.2 遮阳设计的开始

由以上情况可知，此次遮阳设计并不是一开始就介入，而是在项目调整阶段中介入的，所以困难和限制更多。项目组专门成立了屋顶遮阳专项组，专项组的成员包括项目经理、建筑师、建筑物理工程师、建筑材料工程师以及遮阳厂家。接下来的设计过程如下：

（1）首先确定遮阳设计优化措施：适当减少天窗面积；提高玻璃遮阳性能（建筑材料工程师（或玻璃厂家）提供）；考虑大梁对天窗的遮阳（考虑自身遮阳）；设置固定百叶外遮阳。

（2）在以上基础上，建筑师根据实际情况提出了以下两种固定百叶外遮阳方案：

方案1：固定百叶，南北方向布置，三个百叶为一组，组间距为950mm，组内百叶间距为425mm，百叶宽度450mm，百叶中心线距天窗距离为200mm（图7，8）。

方案2：固定百叶，东西方向布置，五个百叶为一组，组间距为950mm，组内百叶间距为512mm，百叶宽度450mm，百叶中心线距天窗距离为200mm（图9，10）。

（3）由于该项目超出了查询手册的适用范围，软件模拟计算方法（EnergyPlus）进行分析，此时建筑物理工程师介入，进行分析。

4.3 遮阳模拟分析

4.3.1 分析思路

针对固定遮阳，计算夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数，继而得到夏季外遮阳系数和冬季外遮阳系数的比值（以下简称夏冬比），从全年节能角度来讲这个值越小越好，即夏季尽量遮挡阳光，冬季尽量引入阳光。

4.3.2 方案1与方案2的比较

两种方案的比较结果见表1（其中材料的反射率等参数由建筑材料工程师或厂家提供）。

由计算结果可知，方案1相对方案2优势明显，方案2夏冬比的差别不大，方案1的夏冬比最低可以做到0.8以下。此外在方案1中还可以看出，百叶向南开比向北开更有优势，故选择方案1，并且把角度向南开作为后续分析的基础。

4.3.3 方案1中参数变化的影响分析

在确定方案1后，需要就百叶宽度、百叶角度以及百叶中心线与天窗距离对遮阳效果的影响进行进一步分析，然后确定它们的尺寸。

（1）角度的确定

由图11可以看出，在百叶宽度和离窗距一定的情况下，百叶向南开，角度与水平面成30°时为最佳。

（2）百叶宽度和百叶中心线与天窗距离的确定

图12是基于30°情况下，对于离窗距和百叶宽度的分析。由图可知，百叶宽度为450mm时为最佳，离窗距对结果影响不大，距离200mm稍好于400mm。

4.3.4 建筑师提出两种布置方式并比较

建筑物理工程师结合遮阳、采光、视野、经济性综合评价图13中两种方式优缺点，最终推荐后者。

确定了固定外遮阳百叶的开启方向、尺寸、离窗距离以及布置形式之后，还需结构工程师结合风荷载及重量荷载对于遮阳结构提出要求或复核，并且电气工程师还需提出控制、防雷以及变配电等方面的要求。

4.3.5 建筑师要与厂家确定遮阳产品的安装预留空间、材料颜色等内容

该工程对于屋顶遮阳系统进行了性能化设计的尝试，通过性能化的优化设计，使得屋顶遮阳系统的百叶形式、开启方向、角度和尺寸等参数从定性化设计向定量化设计进行了转变。设计流程中建筑物理专业的介入也为建筑遮阳的方案对比和参数确定提供了重要的分析依据。

篇(7)

(1)中标后成本计划:中标单位在中标后根据中标预算及施工组织

设计计划在施工中使用的人材机等用量，但在计划时往往因为预算与实际人工、材料、机械无法很好的结合对比，在材料提计划及测算工程施工步骤工期等方面偏差较大。BIM本身精细到构件级的功能，提供了准备施工人材机的数据量，并且三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。并且利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案，从而为项目节约时间，降低成本。

(2)过程成本控制:现阶段项目成本过程控制主要体现在两方面

一、内部结算:主要控制外包劳务队与材料采购量不超过预算量，即收入不大于支出。二、限额领料:项目对于材料管理采取根据施工预算对劳务队进行限额领料，但因为劳务队繁多，施工时间节点的穿插，材料员、施工员不熟悉预算，限额领料措施往往执行困难。BIM技术根据时间节点准确的预测施工时间节点，并提供海量的数据分析。BIM的出现可以让相关管理工作人员条线快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确资金计划提供有效支撑，为材料员及施工员实现限额领料、消耗控制提供技术及数据支撑。

(3)期中成本核算:现阶段项目期中成本核算，只能做到施工预算

的节点进行分析(正负零、主体封顶等)，对于项目成本运营掌控时间跨度过大，经济运行阶段分析占项目总进度的百分比不明确，项目盈亏点较为模糊的缺点。项目而BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。

2、BIM应用的其他优势

(1)对于设计单位及建设单位

由于项目的复杂性和设计的多专业属性，设计图纸的错漏碰缺无法避免，而所有由于设计图纸错误引起的成本增长、工期延误以及质量降低的帐最终都会算到中标方，增加了中标方施工成本。BIM技术通过各种不同类型的多专业协调综合，通过运行软件可找到安装管线与施工设计上的碰撞，避免了因设计变更拖延工期，为各方节约了时间。

(2)对于施工单位现场的帮助

在BIM模型基础条件上，利用多维模拟、可视化通讯等技术手段对项目的施工计划安排、项目施工难点、模块化生产施工材料、特殊重点和隐蔽工程等在实际施工活动发生以前进行数字化分析、优化工作，降低现场施工的难度及节约成本。

(3)对于后期维护

利用BIM数据化模型，专业维护人员对实际建筑物的运营维护活动可以在虚拟建筑物上进行计划、分析、预演，从而提高维护阶段的效率。

3、展望BIM与建筑行业的发展