本教材以實際工程項目為背景, 以Revit2017作為基本BIM建模工具, 介紹了BIM技術(shù)土建、設備建模的常規(guī)方法和工程建模操作技巧; 同時對BIM建模中的各類技巧進行了闡述, 并配置了操作視頻和項目資源供自學使用。
近幾年，隨著BIM的飛速發(fā)展，對傳統(tǒng)行業(yè)的影響也日益明顯。BIM是用計算機、通信、自動控制等信息匯集處理高新技術(shù)對傳統(tǒng)土木工程技術(shù)手段及施工方式進行改造與提升，促進土木工程技術(shù)及施工手段不斷完善，使其更加科學、合理，有效地提高效率，降低成本；BIM在工程中的應用勢必引起土木工程企業(yè)管理方式的深刻革命，必然推動企業(yè)團隊的重組及施工流程的優(yōu)化，促使企業(yè)管理理念和手段的革新。但是我們也不難發(fā)現(xiàn)，BIM人才的缺乏將是制約其發(fā)展的瓶頸。目前，在全國開辦了土木類相關(guān)本科專業(yè)的高校中，開設有BIM相關(guān)課程的已不在少數(shù)，但是課程內(nèi)容多集中某一具體領域或某一專業(yè)技能，如工程造價數(shù)字化軟件的使用，此類課程缺少一定的系統(tǒng)性；另一方面，本教材以實際工程項目為背景，以Revit2017作為基本BIM建模工具，介紹了BIM技術(shù)土建、設備建模的常規(guī)方法和工程建模操作技巧；同時對BIM建模中的各類技巧進行了闡述，并配置了操作視頻和項目資源供自學使用。
建筑信息模型技術(shù)（BIM技術(shù)）是建筑業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的核心技術(shù)之一，近年來在我國發(fā)展十分迅速。目前，國內(nèi)有大量高職院校和應用類本科院校都已經(jīng)或在籌備開設BIM建模類相關(guān)課程。從現(xiàn)狀來說，符合高校教學規(guī)律且結(jié)合BIM工程實際的教材尚不多見，大量的課程不得不選用軟件操作手冊和培訓講義等資料來進行學習。為了滿足高校BIM建模及實務類相關(guān)課程教學的需要，同時提升學生的實務操作能力，由國家骨干高職院校浙江建設職業(yè)技術(shù)學院和具有多年BIM咨詢和教育業(yè)務基礎的北京谷雨時代教育科技有限公司合作，編寫開發(fā)了本書。
本書的最大特點是基于真實工程項目，而不是簡單的BIM應用碎片化實例。教學背景項目由建學建筑與工程設計所從大量實際工程中篩選提供，具有典型性。教材的內(nèi)容從BIM基本概念引入教學，以Revit2017軟件作為BIM建模基礎工具，涵蓋了建模準備、建筑模型建立、結(jié)構(gòu)模型建立、場地模型處理、給排水及消防模型建立、電氣模型建立、暖通模型建立、BIM成果輸出等各個方面。在編寫方式上采取了同一項目平行分專業(yè)編寫的方法，各專業(yè)的章節(jié)沒有先后順序之分，符合BIM建模協(xié)同操作的基本規(guī)律。通過學習本書的內(nèi)容，可以使學生掌握從BIM項目建模準備直至項目建模完成后成果輸出的各個階段的操作方法。同時，本書提供了大量的分節(jié)操作演示視頻資源，與各個章節(jié)的學習內(nèi)容相對應，使學生能夠更好地進行課前預習和課后復習，提高學習效率。教材內(nèi)部各章節(jié)位置均提供有二維碼供掃描觀看視頻使用，使移動端學習也成為可能。
本書適用于高等職業(yè)院校及應用型本科院校BIM建模及實務操作類相關(guān)課程，也可作為培訓教材供企業(yè)和教育機構(gòu)進行BIM培訓使用。
本書是“21世紀BIM教育系列叢書”中的一本教材，該叢書由北京谷雨時代BIM教育研究院組織高校共同編寫完成。
北京谷雨時代BIM教育研究院擁有BIM教育服務網(wǎng)站——中國BIM知網(wǎng)，并為本套叢書專門開設了微信公眾號，以便為讀者答疑解惑。
本書第1章由王琳、劉彬編寫；第2章由王琳、黃素清編寫；第3章由褚江舟編寫；第4章由潘俊武、王琳編寫；第5章由王琳編寫；第6章由白智浩編寫；第7、8章由楊群芳編寫；第9章由林章編寫；第10章由褚江舟編寫。全書由王琳、潘俊武、張曉完成編寫校對，由婁琮味主審。
BIM建模技術(shù)及相關(guān)實務課程均屬于高校目前新設的課程，本次的初版教材編寫中難免出現(xiàn)疏漏或表達不當之處，希望在使用中獲得高校師生和企業(yè)讀者的寶貴意見，讓我們能夠更好地改進下一版教材內(nèi)容。
編者
2017年5月
中國BIM知網(wǎng)
王琳，男，1981年12月出生，講師/工程師，東南大學土木工程學士，澳大利亞新南威爾士大學建成環(huán)境可持續(xù)發(fā)展碩士，2004年起就職于多個大型甲級資質(zhì)建筑設計企業(yè)，2009年從教至今，現(xiàn)任浙江建設職業(yè)技術(shù)學院建筑工程技術(shù)—BIM技術(shù)專業(yè)方向負責人；自2014年至今主持BIM相關(guān)廳級課題2項，發(fā)表國內(nèi)外相關(guān)論文3篇，主持多項企業(yè)BIM技術(shù)咨詢課題；中國建設教育協(xié)會全國BIM技能應用考評命題專家、審題專家；浙江省建筑業(yè)科技創(chuàng)新協(xié)會“筑新杯”施工企業(yè)BIM技術(shù)標大賽命題專家、評審專家。
第1章BIM技術(shù)準備
1.1BIM的概念和基礎
1.1.1什么是BIM
1.1.2BIM的發(fā)展趨勢
1.1.3BIM的項目全生命周期應用
1.1.4BIM軟件概述
1.1.5Revit概述
1.2BIM項目識圖
1.2.1認識項目
1.2.2項目和圖紙?zhí)攸c
第2章Revit入門
2.1Revit基礎
2.1.1Revit 2017的基本功能特點
2.1.2Revit 2017的界面認識
2.1.3Revit 2017的基本術(shù)語
2.2Revit 2017基本操作
2.2.1常用修改命令簡介
2.2.2尺寸標注
2.3項目準備
2.3.1圖紙?zhí)幚?br />
2.3.2項目規(guī)則和保存機制
2.3.3繪制標高
2.3.4繪制軸網(wǎng)
2.3.5特殊軸網(wǎng)
第3章建筑模型設計
3.1創(chuàng)建柱、墻豎向體系
3.1.1創(chuàng)建和編輯墻
3.1.2創(chuàng)建和編輯玻璃幕墻
3.1.3創(chuàng)建和編輯柱
3.2創(chuàng)建和編輯基于墻體的門窗構(gòu)件
3.2.1基于主體的構(gòu)件
3.2.2創(chuàng)建和編輯門
3.2.3創(chuàng)建和編輯窗
3.2.4創(chuàng)建和編輯幕墻門窗
3.3創(chuàng)建和編輯水平樓面體系
3.3.1創(chuàng)建和編輯樓板
3.3.2創(chuàng)建模型組
3.3.3創(chuàng)建和編輯屋面
3.3.4創(chuàng)建和編輯天花板
3.3.5外立面干掛石材設計
3.3.6創(chuàng)建幕墻包邊
3.4創(chuàng)建和編輯樓梯、坡道及扶欄
3.4.1創(chuàng)建和編輯樓梯
3.4.2創(chuàng)建和編輯坡道
3.4.3創(chuàng)建和編輯扶欄
3.5孔、洞體系
3.5.1墻開孔
3.5.2門窗預留洞
3.5.3樓板開洞
3.6主體放樣和構(gòu)件
3.6.1主體放樣構(gòu)件
3.6.2建筑構(gòu)件
第4章結(jié)構(gòu)模型設計
4.1創(chuàng)建柱、墻豎向體系
4.1.1創(chuàng)建和編輯結(jié)構(gòu)柱
4.1.2創(chuàng)建和編輯結(jié)構(gòu)墻
4.1.3結(jié)構(gòu)墻、柱和建筑墻、柱的區(qū)別
4.2創(chuàng)建和編輯混凝土梁
4.2.1創(chuàng)建和編輯主梁
4.2.2創(chuàng)建編輯次梁和梁系統(tǒng)
4.2.3創(chuàng)建斜面梁
4.3創(chuàng)建結(jié)構(gòu)普通樓板
4.3.1創(chuàng)建結(jié)構(gòu)樓板
4.3.2結(jié)構(gòu)樓板和建筑樓板的區(qū)別
4.3.3結(jié)構(gòu)壓型板
4.4創(chuàng)建和編輯現(xiàn)澆混凝土樓梯
4.4.1創(chuàng)建現(xiàn)場澆筑混凝土樓梯
4.4.2創(chuàng)建現(xiàn)場澆筑混凝土樓梯柱
4.4.3創(chuàng)建現(xiàn)場澆筑混凝土樓梯梁
第5章場地設計
5.1場地及道路
5.2場地構(gòu)件
5.3指北針及風向玫瑰圖
5.4RPC物體與植被
5.5場地平整與土方
第6章暖通模型設計
6.1數(shù)據(jù)共享和鏈接
6.1.12D數(shù)據(jù)鏈接
6.1.23D數(shù)據(jù)鏈接
6.2創(chuàng)建項目圖紙暖通系統(tǒng)
6.2.1添加設備機組
6.2.2風管定位
6.2.3繪制風管
6.3編輯和修改暖通系統(tǒng)
6.3.1定義暖通系統(tǒng)風管類型和尺寸
6.3.2定義暖通系統(tǒng)風管彎頭和連接件
6.3.3定義暖通系統(tǒng)類型
6.4添加風管附件
6.4.1添加閥門
6.4.2添加風口
6.4.3添加隔熱層和內(nèi)襯
第7章給排水系統(tǒng)模型設計
7.1創(chuàng)建項目圖紙給排水系統(tǒng)
7.1.1布置衛(wèi)浴裝置
7.1.2給排水系統(tǒng)選型
7.1.3給排水管道定位
7.1.4繪制給排水管道
7.1.5編輯給排水管道
7.2編輯和修改給排水系統(tǒng)
7.2.1定義給排水系統(tǒng)管道類型和尺寸
7.2.2定義給排水系統(tǒng)彎頭和連接件
7.2.3定義給排水系統(tǒng)材質(zhì)和線條顏色
7.3添加給排水系統(tǒng)附件
7.3.1添加閥門
7.3.2添加存水彎
7.3.3添加通氣帽
7.3.4添加清掃口
7.3.5添加地漏和管帽
7.3.6添加保溫層
第8章消防系統(tǒng)模型設計
8.1創(chuàng)建項目圖紙消防系統(tǒng)
8.1.1布置消火栓
8.1.2消防系統(tǒng)選型
8.1.3消防管道定位
8.1.4繪制消防管道
8.1.5編輯消防管道
8.2編輯和修改消防系統(tǒng)
8.2.1定義消防系統(tǒng)管道類型和尺寸
8.2.2定義消防系統(tǒng)彎頭和連接件
8.2.3定義消防系統(tǒng)材質(zhì)和線條顏色
8.3添加消防系統(tǒng)附件
8.3.1添加閥門
8.3.2添加噴頭
第9章電氣系統(tǒng)模型設計
9.1電氣照明系統(tǒng)
9.1.1創(chuàng)建項目電氣照明系統(tǒng)
9.1.2創(chuàng)建和編輯電纜橋架
9.1.3創(chuàng)建和編輯照明系統(tǒng)
9.1.4創(chuàng)建和編輯線管
9.2消防照明系統(tǒng)
9.2.1創(chuàng)建和編輯消防照明系統(tǒng)
9.2.2創(chuàng)建和編輯火警設備
第10章BIM成果輸出
10.1圖像和動畫
10.1.1圖形和表現(xiàn)
10.1.2設置材質(zhì)
10.1.3鏡頭和相機
10.1.4渲染設計和輸出
10.1.5云渲染
10.1.6漫游動畫
10.2BIM圖紙和布局
10.2.1對象管理和視圖控制
10.2.2圖框和圖紙布局
10.2.3平面圖紙設計
10.2.4剖面圖紙設計
10.2.5詳圖設計
10.2.6圖紙修訂
10.2.7明細表
10.2.8打印輸出
10.2.9isBIM模術(shù)師介紹
參考文獻
第1章BIM技術(shù)準備
1.1BIM的概念和基礎
1.1.1什么是BIM
建筑業(yè)中我們通常說的BIM是building information modeling的簡稱，即建筑信息模型。BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數(shù)字化表達。一個完善的信息模型，能夠連接建筑項目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源，是對工程對象的完整描述，可被建設項目各參與方普遍使用。BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設項目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享。建筑信息模型同時又是一種應用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在整個進程中顯著提高效率和大量降低風險。
BIM一般具有以下特征：
一是模型信息的完備性： 除了對工程對象進行3D幾何信息和拓撲關(guān)系的描述外，還包括完整的工程信息描述，如對象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設計信息； 施工工序、進度、成本、質(zhì)量以及人力、機械、材料資源等施工信息； 工程安全性能、材料耐久性能等維護信息； 對象之間的工程邏輯關(guān)系等。
二是模型信息的關(guān)聯(lián)性： 信息模型中的對象是可識別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M行統(tǒng)計和分析，并生成相應的圖形和文檔。如果模型中的某個對象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對象都會隨之更新，以保持模型的完整性和魯棒性。
三是模型信息的一致性： 在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無須重復輸入，而且信息模型能夠自動演化，模型對象在不同階段可以簡單地進行修改和擴展而無須重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯誤。
從大數(shù)據(jù)的角度來看，我們發(fā)現(xiàn)BIM所完成的成果今后將大量轉(zhuǎn)化成基礎信息來為城市建設和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展服務，某種意義上來說，我們可以把它當作城市大數(shù)據(jù)信息的一個底板(圖11)。
圖11常見的BIM大數(shù)據(jù)應用
1.1.2BIM的發(fā)展趨勢
建筑工程中BIM應用的目標是提高工程各階段的效率，提供符合后續(xù)使用需求的各類信息并與實際使用相結(jié)合。目前BIM在國內(nèi)處于從推廣到成熟的過渡階段，應用范圍日漸擴大，應用手段日趨多樣。目前BIM技術(shù)的應用已經(jīng)涵蓋了民用建筑、工業(yè)建筑、大型市政工程(包括橋梁、隧道、設備管廊等)、地下工程等。在可預期的將來，設計階段將完成從2D到3D的轉(zhuǎn)化，施工階段的BIM協(xié)同管控也將落到實處，同時更多運維階段BIM綜合應用案例將會出現(xiàn)，BIM的應用將更多地提升到建筑全生命周期管理上來。
BIM未來將有以下幾種發(fā)展趨勢：
第一，以移動技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端的普及，人們現(xiàn)在可以在任何地點和任何時間來獲取信息。而在建筑設計領域，將會看到很多承包商為自己的工作人員都配備這些移動設備，在工作現(xiàn)場就可以獲取設計數(shù)據(jù)。
第二，數(shù)據(jù)的暴露。現(xiàn)在可以把監(jiān)控器和傳感器放置在建筑物的任何一個地方，針對建筑內(nèi)的溫度、空氣質(zhì)量、濕度進行監(jiān)測。然后，再加上供熱信息、通風信息、供水信息和其他的控制信息。這些信息匯總之后，設計師就可以對建筑的現(xiàn)狀有一個全面充分的了解。
第三，未來還有一個最為重要的概念——云端技術(shù)，即無限計算。不管是能耗還是結(jié)構(gòu)分析，針對一些信息的處理和分析都需要利用云強大的計算能力。甚至，我們渲染和分析過程可以達到實時計算，幫助設計師盡快地在不同設計和解決方案之間進行比較。
第四，數(shù)字化現(xiàn)實捕捉。這種技術(shù)是用激光對橋梁、道路、鐵路等進行掃描，以獲得早期的數(shù)據(jù)。我們也看到，現(xiàn)在不斷有新的算法，把激光所產(chǎn)生的點集中成平面或者表面，然后放在一個建模的環(huán)境當中，可以利用這樣的技術(shù)為客戶建立可視化的效果。值得期待的是，未來設計師可以在一個3D空間中使用這種進入式的方式進行工作，直觀地展示產(chǎn)品開發(fā)的未來。
第五，協(xié)作式項目交付。BIM是一個工作流程，而且是基于改變設計方式的一種技術(shù)，改變了整個項目施工的方法，是一種設計師、承包商和業(yè)主之間合作的過程，每個人都有自己非常有價值的觀點和想法。
1.1.3BIM的項目全生命周期應用
當前我們所指建筑項目全生命周期(building lifecycle)，包含了建筑工程項目從規(guī)劃設計到施工，再到運營維護，直至拆除為止的全過程。一般我們將建筑全生命周期劃分為四個階段，即規(guī)劃階段、設計階段、施工階段和運營階段。
根據(jù)美國BSA(building SMART alliance)聯(lián)盟對BIM在建筑全生命周期的應用現(xiàn)狀做了歸納，BIM在工程項目全建筑生命周期各階段的主要應用為： ①規(guī)劃階段主要用于現(xiàn)狀建模、成本預算、階段規(guī)劃、場地分析、空間規(guī)劃等； ②設計階段主要用于對規(guī)劃階段設計方案進行論證，包括方案設計、工程分析、可持續(xù)性評估、規(guī)范驗證等； ③施工階段則主要起到與設計階段三維協(xié)調(diào)的作用，包括場地使用規(guī)劃、雇工系統(tǒng)設計、數(shù)字化加工、材料場地跟蹤、三維控制和計劃等； ④在運營階段主要用于對施工階段進行記錄建模，具體包括制定維護計劃、進行建筑系統(tǒng)分析、資產(chǎn)管理、空間管理/跟蹤、災害計劃等。
1.1.4BIM軟件概述
目前市場上的BIM軟件種類繁多，功能也各不相同。對于BIM軟件的定義，目前尚未有特別權(quán)威的說法，從大類而言，當前我們接觸到的BIM軟件可以分為以下幾類。
1. BIM建模軟件(BIM制圖軟件)
這類軟件以Revit為代表，也包括Bentley、ArchiCAD等國外商用軟件和廣聯(lián)達、魯班等國產(chǎn)軟件。這些軟件就像是一幢房子的基礎，沒有基本BIM模型的建立，也就沒有后續(xù)的各方面應用。
2. BIM分析軟件
分析類軟件涵蓋了傳統(tǒng)的PKPM和盈建科等設計分析軟件，同時也包含Ecotect、Radiance等國外環(huán)境分析軟件。這類軟件基于已建成的BIM模型進行各種功能的分析，如結(jié)構(gòu)、聲、光、能耗等，同時部分軟件也自帶了輕量級的BIM建模功能，是BIM在項目前期應用的重要工具。
3. BIM預算軟件
BIM預算軟件與傳統(tǒng)的算量預算軟件相比，主要的功能區(qū)別在于是否與BIM模型相結(jié)合。其優(yōu)勢主要在二次建模/調(diào)整的快捷性和計算的準確性上，如國產(chǎn)的廣聯(lián)達、品茗軟件的算量功能模塊都屬于這個范疇。目前BIM算量軟件的發(fā)展迅速，市場上新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，與BIM建模軟件的結(jié)合也越來越好。
4. BIM施工管理軟件
這類軟件主要為施工階段提供模擬和BIM協(xié)同管理服務，如國產(chǎn)的廣聯(lián)達BIM5D、魯班施工模擬以及Navisworks的施工模擬模塊等都屬于這類軟件。施工管理軟件的需求主要面向一線施工企業(yè)，當前仍有大量需求等待在新軟件、新版本中實現(xiàn)。
5. BIM效果表現(xiàn)軟件
傳統(tǒng)的3Ds Max及Lumion等渲染軟件，包括Navisworks軟件的渲染模塊等，現(xiàn)在都被劃歸入BIM效果表現(xiàn)軟件的范疇。在BIM應用中他們的共同特點是能夠?qū)隑IM建模軟件建立的模型，并通過材質(zhì)設定和渲染等功能最終提供符合要求的建筑表現(xiàn)。
6. BIM運維管理軟件
BIM應用的最終階段是運維管理階段，目前的BIM運維管理軟件以Archibus為代表，通過BIM模型及信息庫與建成建筑物的管理，對日常運行維護進行數(shù)據(jù)化和可視化的管理。當前，本土化運維軟件的開發(fā)進度仍相對落后，不少樣板項目仍然采用在國外軟件基礎上進行二次開發(fā)的模式來實現(xiàn)運維端應用。
1.1.5Revit概述
BIM軟件的種類繁多，對于在校學習的學生和BIM初學者來說，關(guān)鍵在于掌握建筑信息模型的基本原理。同時，建模軟件是各個階段工作的基礎，考慮到市場占有率和模型通用性，我們選擇Revit作為BIM建模學習的基礎軟件。
Revit軟件是Autodesk專為建筑信息模型設計的解決方案——運用建筑信息模型，可以為建筑項目創(chuàng)建和使用協(xié)調(diào)一致的、可靠的、可用于計算的信息。這些信息對有效率地制定設計決策、準確編制施工文件、預測施工狀況、估算成本和制定施工計劃、物業(yè)管理和運營都極為重要。Revit軟件的核心是功能強大的參數(shù)化變更引擎，能在設計、制圖和分析中自動協(xié)調(diào)所有的設計變更。Revit產(chǎn)品可以在一個集成的數(shù)字化環(huán)境中保持信息的協(xié)調(diào)一致、及時更新、易于訪問，從而使得建筑師、工程師、施工人員和業(yè)主可以全面透徹地了解項目，并幫助他們更快更好地進行決策。
簡單來說，Revit就是一款以建筑設計工作環(huán)境為基礎的BIM建模軟件，其主要功能包括建筑、結(jié)構(gòu)和設備專業(yè)的BIM模型建立； BIM模型參數(shù)化自定義； BIM模型檢查和設計協(xié)同； 3D/2D出圖及工程量統(tǒng)計等。學習階段我們使用目前較新的Revit 2017版本，見圖12。
……
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