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第三章BIM软件体系第三章内容提要•本章主要对BIM技术的发展与形成及BIM应用软件做出了全面系统地介绍。首先对BIM应用软件进行定义及分类；然后对BIM应用软件中的基础建模软件和工具软件进行详细的介绍；最后具体介绍了工程建设过程的招投标阶段、深化设计阶段及施工阶段中BIM工具软件的应用情况。5当前常用BIM软件1BIM应用软件框架2BIM基础建模软3常见的BIM工具软件4工程建设过程中的BIM软件应用CONTENTS目录•时至今日，计算机技术与建筑设计的结合已从“辅助设计”（Computer-AidedArchitecturalDesign,CAAD）转向“智能设计”（Computer-IntelligentArchitecturalDesign,CIAD）。•时下流行的BIM技术，是在CAAD的基础上为建筑项目从策划设计到运行维护的整个生命周期提供有力的支持。因此，BIM软件的发展离不开CAAD软件的发展。3.1.1BIM应用软件的发展与形成萌芽阶段——20世纪50年代20世纪40年代——电子管数字机的问世50年代末，晶体管计算机1956年，《进入盛夏之门》（TheDoorintoSummer）中预言了计算机辅助设计系统，提出“绘图机器人”（DraftingDan）的设想.萌芽阶段——20世纪50年代1963年，伊凡·萨瑟兰（IvanSutherland）《Sketchpad：一个人机通信的图形系统》中预言了计算机辅助设计系统。在60年代初，第三代计算机硬件方面采用了中、小规模集成电路（MSI、SSI），软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法，应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。开发了第一代CAD软件。如SKETCHPAD、IGL等一系列交互式绘图软件。形成时期——20世纪60年代萌芽阶段——20世纪50年代16位计算机的逐渐普及CAAD系统发展：从建筑专业特点出发，以二维图形为基础，将过去CAD中通用绘图功能结合建筑技术加以改进，还具备了初步分析、评价功能。SOM建筑事务所——1975年沙特阿拉伯的“吉达航空港”发展时期——20世纪70年代形成时期——20世纪60年代萌芽阶段——20世纪50年代1980年代,超大规模集成电路的微型计算机此阶段的CAAD系统为了满足绘图、图形布局、三维建模和渲染等不同专业领域的使用需求推出了相应的多级产品。发展时期——20世纪70年代形成时期——20世纪60年代普遍与成熟时期——20世纪80~90年代萌芽阶段——20世纪50年代发展时期——20世纪70年代形成时期——20世纪60年代普遍与成熟时期——20世纪80~90年代BIM系统基于三维建筑实体建模，在整个项目生命周期都可与项目进行实时互动，并可随时使用和修改模型信息，修改的信息会同步体现在与之相关的各文件中。。BIM时期——21世纪初至今•在BIM的应用中，由于涉及到不同的专业、不同的进度、不同的使用方，人们也意识到要完成一个项目的全生命周期应用一个软件是很难做到的，它需要多个软件的协同合作。•BIM应用软件，是指基于BIM技术的应用软件，亦指支持BIM技术应用的软件。也就是说，既包括在buildingSMARTInternational(bSI)获得IFC认证的BIM软件，也包括用于某一专业、某一周期的BIM相关应用软件。3.1.2BIM应用软件的分类3.1.2BIM应用软件的分类BIM基础软件01BIM工具软件02平台软件03BIM基础软件是指可用于建立能为多个BIM应用软件所使用的BIM数据的软件。BIM工具软件是指利用BIM基础软件提供的BIM信息数据，开展各种工作的应用软件。BIM平台软件是指能对各类BIM基础软件及BIM工具软件产生的BIM数据进行有效的管理，以便支持建筑全生命期BIM数据的共享应用的应用软件。3.1.3现行BIM应用软件分类框架3.2.1BIM基础建模软件介绍BIM基础软件主要是建筑设计建模软件，其主要的任务是进行三维设计。建立的可视模型基于BIM技术，是后续BIM相关应用软件操作的基础。三维模型的可视性与可编辑性。支持常见的建筑构件库。支持三维数据交换标准。3.2.1BIM基础建模软件介绍基于BIM技术的特点，BIM基础建模软件具有以下几点特征：BIM初步概念建模软件01Bim核心建模软件023.2.2BIM模型创建软件BIM初步概念建模软件设计阶段初期，设计者需要通过与业主的多次沟通来确定设计方案，模型形体的变更、体块的推敲和方案论证是这一阶段的工作重点。因此在建模的过程中，建模方式的便捷性和灵活性就显得极为重要。SketchUpPro:操作简单，上手快速，简单的推拉功能就可以快速的生产3D几何形体，并自带大量门、窗、柱等组件库，大大简化了三维建模的过程，能够让设计者将更多的精力专注于设计上。BIM初步概念建模软件Bim核心建模软件（BIMAuthoringSoftware）是BIM技术应用中的基础。它不再仅仅是建筑层面上的建模，而是涉及到结构、设备、施工等专业多学科的综合协同建模。AutodeskRevitArchitectureStructureMEPBentleyMicroStationBentleyArchitectureStructuralBuildingMechanicalSystemsBentleyBuildingElectricalSystemsGraphisoftArchiCADNemetschekAllPLANVectorWorksGehryTechnologiesDigitalProject软件名称优点缺点Revit·界面友好，直观易学·各专业模块相对齐全·可自行建立或第三方获得海量对象库（ObjectLibraries）·支持信息实时全局更新，避免重复修改·市场份额大，BIM工具二次开发的首选平台·参数规则有局限性·不支持复杂的曲面建模·当模型稍大，运行速度会减慢Bentley·模型工具功能强大，涉及范围广泛·支持多种复杂建模方式·多层次的支持开发自定义参数对象和组件·界面繁琐，不易上手，不易掌握·对象库较少ArchiCAD·界面直观、易学·有海量对象库·具有丰富的支持施工与设备管理的应用·对全局更新参数规则有局限性·对大型项目的处理会遇到缩放问题，需进行分割·建筑功能较强，其他专业模块较弱DigitalProject·提供强大和完整的参数化建模能力·支持大型复杂3D建模·用户界面复杂不易掌握·初期投资高·对象库数量有限·建筑绘图功能有缺陷主要BIM基础建模软件比较企业角度01项目角度023.2.3BIM建模软件的选择（企业角度）如何选择BIM软件企业需先进行自我评估（1）了解企业自身的优势项目类型。（2）了解企业内部的专业人才结构。（3）了解企业软硬件水平和投资估算。在专业领域进行比选研究（1）软件的专业性（2）软件的互操作性（3）软件的本地化与拓展性（4）软件的售后服务（5）价格（1）软件的功能性（2）软件的易用性（3）软件的维护性（4）服务能力专业人员进行测试评价参考同一水平竞争对手的选择如何选择BIM软件（企业角度）从项目的角度来选择BIM建模软件，与企业角度关注的层面大同小异，都需要在了解自身专业人员配置和硬件条件的基础上，选择能够满足项目专业功能和深度的、具有协同设计功能的、易用的、性价比高的软件。简言概之就是：基于数据库平台，能够创建参数化的、包含相关专业信息的三维模型，支持模型关联变化、自动更新，支持文件链接、共享和参照引用，支持IFC格式可与其他软件互通。此外还需要着重考虑的是跨企业、跨专业的问题。应用BIM技术的项目在于其他专业、其他企业，甚至日后在其他阶段的交流中，大多是采用局域网和互联网混合使用的模式。因此需要配置强大且系统安全的中心服务器以满足日常运行要求。常见的BIM工具软件BIM工具软件是利用BIM三维模型进行其他诸如分析、检测、管理等后续工作的BIM应用软件，它是BIM软件的重要组成部分。根据使用功能简单分类，分别选取常用软件介绍如下：•在设计方案前期，对于概念方案的可行性研究因为其未雨绸缪、能够提高综合项目投资效率，越来越受到业主和设计方的重视。•在项目的可行性研究阶段，业主投资方可以使用BIM工具软件来评估设计方案的场地分析、环境状况、交通流线、规范标准、投资估算等方面。BIM甚至可以实现建筑局部的细节推敲，迅速分析在设计和施工过程中可能需要处理的问题。还可以借助BIM技术得出不同解决方案，并通过数据对比和模拟分析得到不同方法各自的优缺点，以便于投资方做出经济合理的投资方案。•通过BIM技术在概念设计阶段进行方案的可行性研究应用，设计者快速的得到方案反馈，及时修正了设计错误，有效的避免了后期阶段更为繁琐的错误修改，节省了时间，提高了方案质量。1概念设计可行性研究DESTINIProfilerBeckTechnology（美国）Profiler在方案可行性研究中主要作用是投资估算和场地分析。主要的功能就是3D建模的同时通过视觉验证和数据捕获，不断地提供成本开销、能源消耗、生命周期、土方充填开挖以及进度的实时反馈。用户可以在早期分析设计方案，定制报告内容，在多个专业内评估和权衡得失以得到最优的解决方案。此外，软件还带有能源分析模块，能够根据项目所在地的气象信息、建筑造型、楼层数、建筑外围护结构的热工性能、遮阳系数、窗墙比、电气和照明负荷等参数，就可以综合估算建筑耗能峰值，从而使投资者选择适当功率的设备，避免浪费。ONUMAPlanningSystemONUMA（美国）OnumaPlanningSystem是一款基于网页的BIM分析工具。该系统的主要功能是：在项目初步规划阶段进行预测性的论证，编制项目需求，迅速的早期规划项目管理。Onuma不是传统的软件，而是云软件，虽然有一点简单的建模、BIM功能，但它并不替代专业软件在传统领域的优势，而是兼容了很多规划、设计以及BIM信息传递和管理的功能。•BIM分析软件是BIM工具软件中非常重要的组成部分，它主要包括结构分析、能源分析、机电分析。•(1)结构分析•结构分析软件在BIM平台下，已可以与核心建模软件整合在一起，实现信息双向互换，实时更新分析后的调整模型，帮助建筑师更快捷、更准确的分析结构的安全性和合理性。2BIM分析软件RobotStructuralAnalysisProfessionalAutodesk（美国）是一款强大、易用、高效的通用线性静态分析工具，提供面向建筑、桥梁、土木和其它专业结构的高级结构分析功能。它协作性强，可与RevitStructure建立三维的双向连接，在两款软件之间无缝的导入和导出结构模型。双向连接使结构分析和设计结果更加精确，这些结果随后在整个建筑信息模型中更新，以制作协调一致的施工文档。软件还能够实现对多种类型的非线性进行简化且高效的分析，包括重力二阶效应（P-delta）分析；受拉/受压单元分析；支撑、缆索和塑性铰分析。软件提供了市场领先的结构动态分析工具和高级快速动态解算器，该解算器确保用户能够轻松地对任何规模的结构进行动态分析。ETABSCSI（美国）ETABS是一款房屋建筑结构分析与设计软件，用于高层结构计算。ETABS已经发展成为一个建筑结构分析与设计的集成化环境：系统利用图形化的用户界面来建立一个建筑结构的实体模型对象，通过先进的有限元模型和自定义标准规范接口技术来进行结构分析与设计，实现了精确的计算分析过程和用户可自定义的（选择不同国家和地区）设计规范来进行结构设计工作。除一般高层结构计算功能外，ETABS还可计算钢结构、钩、顶、弹簧、结构阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特殊构件和结构非线性计算（Pushover、Buckling、施工顺序加载等），甚至可以计算结构基础隔震问题，功能非常强大。SAP2000CSI（美国）SAP2000是集成化的通用结构分析与设计软件。可以完成模型的创建和修改、计算结果的分析和执行、结构设计的检查和优化以及计算结果的图表显示(包括时程反应的位移曲线、反应谱曲线、加速度曲线)和文本