【BIM理論】BIM應用工程師理論綜合 ——第一版

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建築信息模型（BIM）應用工程師基礎理論知識匯總

2018.05.24

第四部分 相關標準 6

第一部分 專業技術技能考試概況

專業守則

（1）誠實守信，遵紀守法。

（2）愛崗敬業，恪盡職守。

（3）勤奮進取，積極創新。

（4）團結協作，文明和諧。

（5）講求信譽，安全生產

基礎知識

（1）基本識圖繪圖知識，主要內容包括總則、術語、圖紙幅面規格與圖紙編排順序、線型、字體、比例、符號等。

（2）建築工程行業專業基礎知識，主要包括建築專業、結構專業、暖通專業、電氣專業、給排水專業、風景園林專業，以及路橋、裝飾、造價、裝配式和運維、水利、電力、市政方向等細分領域。

2.2.2 建築信息模型（BIM）的基礎理論知識

（1）建築信息模型（BIM）的起源和定義，BIM 軟體應用分類，BIM 技術應用流程。

（2）建築信息模型（BIM）的特點、優勢和價值。

（3）建築信息模型（BIM）的行業發展趨勢和國家政策導向。

2.2.3 相關法律知識

（1）《中華人民共和國建築法》的相關知識。

（2）《中華人民共和國招投標法》的相關知識。

（3）《中華人民共和國合同法》的相關知識。

（4）《中華人民共和國勞動法》的相關知識。

（5）《建築信息模型應用統一標準》GB/T51212-2016。

（6）《建築信息模型分類和編碼標準》GB/T51269-2017。

（7）《建築信息模型施工應用標準》GB/T51235-2017。

（8）《建築工程設計信息模型製圖標準（徵求意見稿）》

基本概況

建築信息模型（BIM）應用工程師分為初、中、高三個等級，中級包括12個方向，分別為建築、結構、機電、裝飾、裝配式、造價、市政、路橋、景觀、運維、水利、電力。高級包括BIM項目經理、BIM總監兩個方向。

（註：熟讀專業技術技能人才標準·建築信息模型（BIM）應用工程師）

第二部分 BIM基礎概論

基礎概論

建築信息模型(Building Information Modeling, 簡稱BIM)是以三維數字技術為基礎，集成了建築設計、建造、運維全過程各種相關信息的工程數據模型，並能對這些信息的詳盡表達。

BIM是一種應用於設計、建造、管理的數字化方法。

BIM是在原有CAD技術基礎上發展起來的一種多維模型信息集成技術，其中多維是指三維空間、四維時間、N維的更多應用。BIM技術正在推動著建築工程設計、建造、運維管理等多方面的變革，將在CAD技術基礎上廣泛推廣應用，BIM技術不會取代CAD，BIM實現了從二維繪圖向三維繪圖的轉變，使建築信息更加直觀的展示出來。

BIM技術應用於建築全生命周期，主要應用在方案決策階段、規劃設計階段、建造施工階段、運營維護階段。

在BIM應用的過程中，BIM模型是各個建築項目的基礎。

BIM在實施過程中是以各專業模型為基礎，來進行建築信息的分析和處理。

基於三維模型的設計信息傳遞和交換將更加直觀、有效，益於項目各方的溝通和理解。

可視化的設計會審和專業協同，基於三維模型的設計信息傳遞和交換將更加直觀、有效，有利於各方溝通和理解。

利用BIM隨時自動檢測及解決管線設計初級碰撞，其效果相當於將校審部分工作延後進行，大大提高成圖質量。

虛擬施工管理在項目實施過程中的優勢包括施工組織控制化管理，利用BIM技術進行施工進度計劃編製能夠體現在施工進度管理中，垂直交通管理屬於BIM技術在空間管理中的應用（電梯），在運維階段可以利用BIM模型進行凈高分析，分析空間方便管理。

建築信息模型（BIM）中應保證模型信息關聯性，如果模型中某個對象發生變化，與之相關的對象會隨之更新，確保信息修改不會遺漏。

基於BIM技術的高度可視化、協同性和參數化的特性，建築師在設計階段可以在設計思路上快速精確表達的同時與其他各專業工程師進行無障礙信息交流與傳遞。

通過創建模型，更好的表達設計意圖，突出設計效果，滿足業主需求是BIM技術在設計階段質量控制的體現之一。

建築工程信息模型的精細程度由幾何信息和非幾何信息粒度決定。

設計單位對BIM技術應用的需求包括提高設計效率、提高設計質量和可視化的設計會審。

IFC是國際協同聯盟（IAI組織）建立的標準名稱，目的是促成建築業中不用專業以及同一專業中的不同軟體可共享同一的數據源，從而達到數據的共享及交互。

BIM技術在方案策劃階段的BIM應用主要包括現狀建模、成本核算、場地分析和碰撞檢查

BIM技術在運維階段管理主要包括空間管理、維護管理、公共安全管理、能耗管理及資產管理

BIM在工程建設方面發揮的作用有提高生產效率、節約成本、縮短工期等

為保證各部門各專業之間信息模型的無縫銜接和及時溝通，BIM項目需要一個協同平台。

BIM技術對參數化建模的定義為參數化圖元和參數化修改引擎。

BIM技術的由來

由於1973年10月第四次中東戰爭爆發，導致第一次石油危機爆發。石油輸出國組織(OPEC)為了打擊對手以色列及支持以色列的國家，宣布石油禁運，暫停出口，造成油價上漲。當時原油價格從1973年的每桶不到3美元漲到超過13美元，是20世紀下半葉三大石油危機之一，這時美國全行業需要考慮提高行業效益的問題。

1975年，Chuck Eastman（查克·伊斯曼）教授在其研究的課題"Building Description System"（建築描述系統）中提出"a computer-based description of a building"，以便於實現建築工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率，他被譽為「BIM之父」，20世紀80年代後，芬蘭學者提出產品信息模型的概念，1986年，美國學者羅伯特提出建築模型的概念，直到2002年，2002年由Autodesk公司提出建築信息模型(Building Information Modeling，BIM),是對建築設計的創新，從此工程設計理念從二維升級到三維。進入21世紀，BIM研究和應用得到突破性進展；隨著計算機軟硬體水平的迅速發展，全球幾大建築軟體開發商Autodesk、Bently及Graphisoft都推出了自己的BIM軟體產品，並在全球多個項目上進行了試用且取得了不錯的效果。

BIM的特徵

（一） 可視化

可視化即「所見所得」的形式，BIM 可視化的思路，讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前。BIM 可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在 BIM 模型中，由於整個過程都是可視化的，所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。

設計方案可視化

建造過程可視化

運維管理可視化

管線碰撞可視化

（二） 協調性

BIM 模型可在建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，提供出來。當然 BIM 的協調作用也並不是只能解決各專業間的碰撞問題，它還可以解決例如：電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協調，防火分區與其他設計布置之協調，地下排水布置與其他設計布置之協調等。

設計協調

工程進度協調

成本預算、工程量協調

運維協調

（三） 模擬性

3D畫面的模擬

4D（發展時間）的模擬

能效、緊急疏散、日照、熱能傳導等的模擬。

對地震人員逃生及消防人員疏散等日常緊急情況的處理方式的模擬。

5D（造價控制）的模擬

1.設計模擬

2.建築性能分析模擬

3.施工方案模擬

4.施工進度模擬

5.運維管理模擬

（四）優化性

BIM 模型提供了建築物的實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息，還提供了建築物變化以後的實際存在。複雜程度高到一定程度，參與人員本身的能力無法掌握所有的信息，必須藉助一定的科學技術和設備的幫助。現代建築物的複雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM 及與其配套的各種優化工具提供了對複雜項目進行優化的可能。

1.設計優化

2.施工優化

（五）可出圖性

建築設計圖+經過碰撞檢查和設計修改=綜合設計施工圖

如綜合管線圖、綜合結構留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等實用的施工圖紙。

第三部分 國內外現狀

國外BIM現狀

《美國國家BIM標準 NBIMS》其中對BIM的定義是：

一個設施物理和功能特性的數字化表達。

BIM是一個設施有關信息的共享知識資源，從而為其全生命的各種決策構成一個可靠的基礎，這個全生命周期定義為從早期的概念一直到拆除。

BIM的一個基本前提是項目全生命周期內不同階段不同利益相關方的協同，包括在BIM中插入、獲取、更新和修改信息以支持和反應利益相關方的職責。BIM是基於協同性能公開標準的共享數字表達。美國國家BIM標準是國際buildingSMART信息交付手冊（IDM）計劃的一部分。

美國是是較早啟動建築業信息化研究的國家，韓國在運用BIM技術上比較領先，多個政府部門都致力於制定BIM的標準，北歐四國是一些主要的建築業信息技術的軟體廠商所在地。

國內BIM現狀

香港房屋署為成功地推行BIM技術，自行訂立BIM標準、用戶指南、組建資料庫等設計指引和參考，台灣政府對於建築產業界，希望其自行引進BIM技術，官方並沒有具體的輔導與獎勵措施，政府已在全國各地推行並使用BIM技術，各地方政府相繼出台各類具體的政策推動和指導BIM技術的應用與發展。

住房和城鄉建設部《2016-2020年建築業信息化發展綱要》中明確指出「十三五」時期，全面提高建築業信息化水平，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、雲計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建築業數字化、網路化、智能化取得突破性進展，初步建成一體化行業監管和服務平台，數據資源利用水平和信息服務能力明顯提升，形成一批具有較強信息技術創新能力和信息化應用達到國際先進水平的建築企業及具有關鍵自主知識產權的建築業信息技術企業。

BIM未來發展趨勢可能表現為由於氣候變化、可持續發展等方面因素，綠色建築已然是建築行業的發展趨勢，BIM技術可為其提供相應幫助。建築信息化是國民經濟信息化的基礎之一，而管理的信息化又是實現全行業信息化的重中之重，利用BIM技術對建築工程進行管理必不可少。裝配式建築是我國建築結構發展的重要方向之一，利用BIM 技術能有效提高裝配式建築的生產效率和工程質量，虛擬現實技術可展示一個使人身臨其境的場景中，產生逼真的視、聽、觸、力等三維感覺環境，主要應用先進的計算機技術、模擬技術、微電子技術等，BIM技術與其相關應用結合用處比較廣泛。

第四部分 相關標準

《建築信息模型分類和編碼標準》實施日期是2018-5-1

《建築工程設計信息模型製圖標準（徵求意見稿）》中主要提到的主要技術內容是建築信息模型的表達、三維模型計量要求、視圖表達等。

深化設計模型、施工過程模型、竣工驗收模型是《建築信息模型施工方應用標準》中規定的施工模型。

《建築信息模型應用統一標準》中BIM軟體應具有相應專業功能和數據互用功能，BIM軟體的數據互用功能應至少應支持開放的數據交換標準，BIM軟體在工程應用前，宜對其建模功能和可視化功能進行測試。

在《2016-2020年建築業信息化發展綱要》中，提出六大技術信息，BIM技術位列第一。

註：熟讀相關標準

（1）《建築信息模型應用統一標準》GB/T51212-2016。

（2）《建築信息模型分類和編碼標準》GB/T51269-2017。

（3）《建築信息模型施工應用標準》GB/T51235-2017。

（4）《建築工程設計信息模型製圖標準（徵求意見稿）》

第五部 分相關法律

《中華人民共和國勞動法》規定的勞動安全衛生規定1.用人單位必須為勞動者提供符合國家規定的勞動安全衛生條件和必要的勞動防護用品，對從事有職業危害作業的勞動者應當定期進行健康檢。2.勞動者對用人單位管理人員違章指揮、強令冒險作業，有權拒絕執行；對危害生命安全和身體健康的行為，有權提出批評、檢舉和控告。3.勞動者在勞動過程中必須嚴格遵守安全操作規程。

《中華人民共和國勞動法》規定1.安排勞動者延長時間的，支付不低於工資的百分之一百五十的工資報酬。2.休息日安排勞動者工作又不能安排補休的，支付不低於工資的百分之二百的工資報酬。3.法定休假日安排勞動者工作的，支付不低於工資的百分之三百的工資報酬。4.用人單位特殊情況下可要求勞動者延長工作時間

因施工人的原因致使建設工程質量不符合約定的，發包人有權要求施工人在合理期限內無償修理或者返工、改建。經過修理或者返工、改建後，造成逾期交付的，施工人應當承擔違約責任。

在招標、評標與中標中招標人應當按照招標文件規定的時間、地點開標。投標人少於3個的，不得開標；招標人應當重新招標。依法必須進行招標的項目，招標人應當自收到評標報告之日起3日內公示中標候選人，公示期不得少於3日。中標人應當按照合同約定履行義務，完成中標項目，不得將項目轉讓他人。招標人不得以不合理的條件限制、排斥潛在投標人或者投標人。

《中華人民共和國建築法》中所稱建築活動是指各類房屋建築及其附屬設施的建造和與其配套的線路、管道、設備的安裝活動。

註：熟讀相關法律：

（1）《中華人民共和國建築法》的相關知識。

（2）《中華人民共和國招投標法》的相關知識。

（3）《中華人民共和國合同法》的相關知識。

（4）《中華人民共和國勞動法》的相關知識。

第六部分 製圖知識

設計圖中連續重複的構配件等，當不易標明定位尺寸時，可在總尺寸的控制下，定位尺寸不用數值而用均分或EQ字樣表示

指北針應繪製在建築物±0.000標高的平面上。

各種立面圖、剖面圖應按正投影法進行繪製

各專業製圖採用的圖線，應符合國家標準中的規定

圖紙中，一般採用的文字的寬度比例係數為0.7。常用圖紙大小有A0、A1、A2、A3、A4。其中圖紙長邊可以加長，A1、A3以210的倍數加長，A0、A2以149的倍數加長。A0=1189x841mm，A1=841X594mm，A2=594x420mm A3=420x297mm A4=210x297mm

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