Whole-Process Project Cost Management Based on Building Information Modeling (BIM)

The whole-process project cost management based on building information modeling(BIM)is a new management method,aiming to realize the comprehensive optimization and improvement of project cost management through the application of BIM technology.This paper summarizes and analyzes the whole-process project cost management based on BIM,aiming to explore its application and development prospects in the construction industry.Firstly,this paper introduces the role and advantages of BIM technology in engineering cost management,including information integration,data sharing,and collaborative work.Secondly,the paper analyzes the key technologies and methods of the whole-process project cost management based on BIM,including model construction,data management,and cost control.In addition,the paper also discusses the challenges and limitations of the whole-process BIM project cost management,such as the inconsistency of technical standards,personnel training,and consciousness change.Finally,the paper summarizes the advantages and development prospects of the whole-process project cost management based on BIM and puts forward the direction and suggestions for future research.Through the research of this paper,it can provide a reference for construction cost management and promote innovation and development in the construction industry.

A Building Information Modeling-Life Cycle Cost Analysis Integrated Model to Enhance Decisions Related to the Selection of Construction Methods at the Conceptual Design Stage of Buildings

Life Cycle Cost Analysis (LCCA) provides a systematic approach to assess the total cost associated with owning, operating, and maintaining assets throughout their entire life. BIM empowers architects and designers to perform real-time evaluations to explore various design options. However, when integrated with LCCA, BIM provides a comprehensive economic perspective that helps stakeholders understand the long-term financial implications of design decisions. This study presents a methodology for developing a model that seamlessly integrates BIM and LCCA during the conceptual design stage of buildings. This integration allows for a comprehensive evaluation and analysis of the design process, ensuring that the development aligns with the principles of low carbon emissions by employing modular construction, 3D concrete printing methods, and different building design alternatives. The model considers the initial construction costs in addition to all the long-term operational, maintenance, and salvage values. It combines various tools and data through different modules, including energy analysis, Life Cycle Assessment (LCA), and Life Cycle Cost Analysis (LCCA) to execute a comprehensive assessment of the financial implications of a specific design option throughout the lifecycle of building projects. The development of the said model and its implementation involves the creation of a new plug-in for the BIM tool (i.e., Autodesk Revit) to enhance its functionalities and capabilities in forecasting the life-cycle costs of buildings in addition to generating associated cash flows, creating scenarios, and sensitivity analyses in an automatic manner. This model empowers designers to evaluate and justify their initial investments while designing and selecting potential construction methods for buildings, and enabling stakeholders to make informed decisions by assessing different design alternatives based on long-term financial considerations during the early stages of design.

Integrating Virtual Reality and Energy Analysis with BIM to Optimize Window-to-Wall Ratio and Building’s Orientation for Age-in-Place Design at the Conceptual Stage

This study unfolds an innovative approach aiming to address the critical role of building design in global energy consumption, focusing on optimizing the Window-to-Wall Ratio (WWR), since buildings account for approximately 30% of total energy consumed worldwide. The greatest contributors to energy expenditure in buildings are internal artificial lighting and heating and cooling systems. The WWR, determined by the proportion of the building’s glazed area to its wall area, is a significant factor influencing energy efficiency and minimizing energy load. This study introduces the development of a semi-automated computer model designed to offer a real-time, interactive simulation environment, fostering improving communication and engagement between designers and owners. The said model serves to optimize both the WWR and building orientation to align with occupants’ needs and expectations, subsequently reducing annual energy consumption and enhancing the overall building energy performance. The integrated model incorporates Building Information Modeling (BIM), Virtual Reality (VR), and Energy Analysis tools deployed at the conceptual design stage, allowing for the amalgamation of owners’ inputs in the design process and facilitating the creation of more realistic and effective design strategies.

Analysis of Thermal Behavior of Materials in the Building Envelope Using Building Information Modeling (BIM)—A Case Study Approach

Building envelope is a fence that controls heat exchange between interior and exterior and plays an essential role in providing thermal comfort conditions of residents. In recent years, due to the necessity of conserving energy and also preventing increased environmental pollution, the importance of sustainable construction has been doubled. Checking the problems of thermal behavior of the building envelope materials, and what influences in the heating and cooling loads exerted and energy consumption of buildings, are the questions that this research seeks to answer. In this regard, building information modelling analysis (BIM) has worthy contribution in the completion process of sustainable design;thus using software Design Builder, it is paid attention to simulation of the thermal behavior of two types of defined materials for the building envelope that was designed as a Research Institute of Renewable Energy of Yazd University. For Type 1 materials, two layers of brick have been selected, and for Type 2 a thermal insulation layer also added it. Results of the analysis showed that the use of materials Type 2 in the cooling load %4.8 and in the thermal load %62.5 reduction can be achieved which means reducing the load on active system and thus reducing the initial cost of building. Also reduction in annual energy consumption by almost %2.4 for cooling and %62.9 for heating buildings have been achieved, which makes saving non-renewable energy consumption, and consequently reducing environmental pollution as well as reducing current costs will be established.

基于BIM的公路工程标准化EBS分解方法

工程结构分解(EBS)是公路工程全寿命周期信息化管理的基础。为了提高公路工程建设期信息化水平,基于BIM技术应用,提出了公路工程标准化EBS分解方法。标准化分解方法根据工程中不同路段,梳理专业划分以及空间位置划分原则,并依据行业标准,确定标准化EBS结构的叶子节点,提供公路工程EBS结构树模板示例。研究结果旨在提高高速公路数字化交付中的数据处理标准建设,为实施公路工程数字化提供基础支持。

基于BIM技术的福州市连江县仁坂黄家祖厝建模研究

文章运用三维激光技术对福州市连江县仁坂黄家祖厝进行数据收集,对建筑要素进行系统性梳理,利用BIM技术的“族嵌套”方式构建“族”库以及可视化建筑信息模型。将BIM技术与福州古厝结合,为福州古厝保护研究工作提供了新的方式。仁坂黄家祖厝模型建立对福州其余古厝保护研究工作有着巨大的参考价值。

重型施工机械安拆吊装作业视觉可达性BIM仿真分析

为提高重型施工机械安拆吊装作业安全工效,改善安拆作业过程中人员的可视性,提出基于可视锥法的多主体视觉可达性建筑信息模型(BIM)仿真方法。首先,通过重型施工机械视觉任务分解,得到重型施工机械多主体视觉任务;其次,以wk-35型电铲安拆作业为研究对象,分析起重驾驶司机-信号工-司索工多主体视觉任务,运用计算机辅助三维交互应用(CATIA)人因仿真模块,构建安拆吊装作业多主体视觉的BIM仿真场景;然后,采用可视锥法,计算安拆吊装作业过程多主体视觉可达性量值,测度多主体视觉可达性水平,构建重型机械施工机械多主体视觉评价模型;最后,调节BIM模型的过程参数,推演多主体视觉变化趋势,评价安拆吊装作业多主体视觉可达性。结果表明:安拆作业中起重司机在起升下降过程中视觉可达性较差,在平移过程中视觉可达性较好;信号工和司索工的位置与其视觉可达性联系紧密,当信号工处于视野刚好覆盖起重司机和司索工的位置时,其视觉可达性最好,而司索工需不断调整位置,使其视觉可达性达到最佳。

基于BIM 5D的项目安全与质量协同管理研究

为解决项目质量和安全管理无法直观表达、提前预防、及时整改等问题,本研究将BIM技术引入项目安全与质量管理工作中,验证了基于BIM 5D的工程安全与质量协同管理的可行性。通过研究得出:通过“事前预防”的BIM技术(建立Revit模型、深化设计、施工模拟、可视化技术交底),将项目质量和安全问题提前暴露,减少返工造成的不必要麻烦,保证物资的有序进场和合理堆放,为安全文明施工提供基础;通过“事中控制”的BIM 5D+智慧工地决策系统,将质量、安全问题进行归集、分析,将分析结果以图表呈现,对关键问题进行预警,及时发现问题并整改。上述方法保证了项目安全,提升了工程质量,为施工企业应用BIM 5D提供了参考。

面向全生命期贯通应用的BIM技术与管理需求

建筑信息模型(BIM)技术被提出时,存在一个“初心”,即BIM技术支撑包括规划、设计、施工、运行维护等各阶段的建筑工程全生命期跨阶段贯通应用。虽已经过20年,BIM技术在大量建筑工程中得到应用,但实现“初心”的应用仍然凤毛麟角,而且BIM应用发展当前遭遇瓶颈。为此,基于笔者研究和实践,提出突破瓶颈的关键,即实现面向全生命期贯通应用的BIM技术与管理突破。为此,从技术和管理层面系统分析相应需求,包括技术标准、应用软件、管理标准突破,并阐述其可行性,为我国BIM技术进一步发展和应用提供助力。

BIM技术的创新发展与大场景应用

BIM技术的广泛应用推动了建筑业从“数字化”到“可视化”的转变,显著提高了设计与施工的效率和质量。然而,国外BIM软件存在水土不服、迭代困难、信息安全等问题。我国自主研发的C⁃BIMBase平台以BIM模型为核心,具备高效的大场景建模能力和自主可控的技术特点,为BIM核心软件提供了国产化替代方案,确保了重要工程的数字安全,促进建筑业数字化水平提升。通过建立国产化的IFC标准体系,实现国外软件的国产化替代,国产BIM软件在大场景应用中展现出显著优势。展望未来,应加快推进国产化BIM软件及平台替代,开发自主知识产权的仿真求解器,掌握关键核心技术自主权。通过在大场景工程中的广泛应用和迭代升级,我国BIM技术有望实现从跟跑到领跑的转变,为建筑行业数字化转型和高质量发展做出贡献。

亭子口灌区一期工程第Ⅳ标段BIM正向设计优化与应用

灌区工程线路长、范围广、渠系建筑物众多,随着BIM技术在工程建设领域应用越来越广,在灌区设计中利用BIM进行三维正向设计与优化,有助于提高灌区设计质量,提升灌区整体管理水平。结合亭子口灌区一期工程第Ⅳ标段,介绍了利用水工建筑物三维参数化正向设计、BIM技术进行隧洞进出口三维开挖正向设计、深挖方暗渠优化设计、主支洞交叉段三维正向设计、BIM模型在运维阶段的应用等应用点,为类似工程设计提供了经验。

BIM下的高层建筑平面凹凸不规则识别方法

在高层建筑平面审查过程中,主要通过基于ResNET(残差学习网络)的图片分类模型进行平面凹凸不规则识别,存在数据样本不均衡的问题,使得最终识别结果曲线下面积(AUC)值较低。针对此类问题,提出建筑信息模型(BIM)下的高层建筑平面凹凸不规则识别方法。利用布尔交运算方法,分析高层BIM模型中所有结合对象之间的关系,获取建筑平面信息。通过无人机搭载图像采集系统获取建筑实景图像,并应用多尺度局部直方图均衡化算法实现图像增强。建立以最大类间方差法为基础的图像分割方案,结合多策略融合未来搜索算法确定最优分割阈值,得到高层建筑图像目标前景区域。最后,运用深度学习网络构建基于潜在特征空间的图片异常检测模型,将分割后图像输入训练好的模型中自动学习,即可得到建筑平面凹凸不规则识别结果。实验结果表明:该方法识别结果的AUC值为0.9,更符合高层建筑平面审查工程的要求。

基于BIM的公路边坡可视化管理方法研究

山地、丘陵地区的公路建设和运营中常伴有大量边坡,边坡的灾害问题已成为制约我国公路、铁路建设与运营发展的主要因素。目前,主流边坡信息化管理系统在信息集成领域存在缺陷,难以满足对各类复杂边坡科学监测与精细化管理的需求。为此,将BIM可视化技术引入到边坡监测与管理中,利用可视化模型“所见即所得”的优势与强大的数据集成能力改善沟通环境、提高管理效率。首先,通过地质钻孔数据解译结合地层层序优化逻辑确定地层层序、地层边界与分布范围,利用Dynamo节点开发基于钻孔数据的自动化建模程序,提出基于Revit+Dynamo的边坡地质BIM精细化建模方法。然后,提出联合OBJ-JSON格式储存模型关键属性信息的边坡模型轻量化导出方案,实现模型与地质信息的集成以及大体量边坡地质模型与Web的端互通,基于Three.js框架扩展WebGL原生代码优化BIM模型并开发了边坡BIM模型的Web端交互应用。最后,全方位分析涵盖项目全生命周期管理的内需并借助MySQL数据库技术将上述成果进行整合,开发了基于BIM的高速公路边坡的可视化监测管理平台并运用于实际工程。实例结果表明,基于平台建立的边坡可视化管理方案能够大幅提升案例公路边坡项目在运用阶段的管理水平与管理效率。研究为边坡信息化、可视化管理流程的制定和实施提供了参考。

基于GIS+BIM的山区铁路施工进度管理系统研究

针对传统山区铁路施工进度采用电子表格管理所导致的标准化低、直观化差等问题,设计基于GIS+BIM的铁路施工进度管理系统。通过设计图形化的进度数据采集方式,为不同施工单位进度填报提供了统一的数据入口;对进度数据进行统计分析,融合工程进度计划数据,动态展示工程进展与计划情况,驱动工点BIM模型在三维场景中展示三维进度。应用表明,该系统能够提高进度数据的统一性和进度展示的直观性,为铁路施工管理数字化提供支撑。

基于BIM的水电站三维结构模型可视化设计研究

随着计算机技术的发展,三维设计引发了设计行业的巨大变革,但是水电站设计与地形结构关联较紧密,地形地质条件多变且电站异形设计较多,机械设备管线布置复杂,还停留在传统的二维软件制图阶段。将建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)理念引入水电站工程设计中,可以进行水电站三维模型可视化设计的研究,探讨BIM中地形地质模型的建立方法。针对水电站实例,进行三维可视化研究与仿真,搭建水电站三维结构模型实例,简要介绍模型设计的过程,并展示最终模型成果。

基于建筑信息模型(BIM)的余泥渣土源头减量管理信息系统研究

日益增长的建筑废弃物已成为中国大中城市可持续发展面临的棘手问题。国际上已有不少先进的建筑废弃物处理技术,但国外建筑废弃物的成分与中国的有很大不同,目前并没有一套符合中国国情的建筑废弃物回收利用技术与方案可以借鉴。因此,为解决中国建筑产业发展中余泥渣土所带来的诸多问题,综合考虑余泥渣土挖掘、运输、回收利用3个环节的协同管理,结合国际上有关标准制定出以黏粒含量与砂粒含量为判断基准的余泥渣土综合利用分类标准,基于建筑信息模型(BIM)技术,运用计算机图形技术、数据库技术、物联网技术等,开发一套过程、对象、平台都协同的余泥渣土源头减量管理信息系统。该系统包含访问层、业务应用层、应用支撑层、数据层和基础设施层5个层次,具有综合管理应用与项目管理应用两大部分6个功能模块,在实际工程应用中可以有效解决余泥渣土“挖掘—运输—回收利用”过程中的信息不对称问题,既可以在基坑开挖施工过程中指导渣土分类,又可以为建筑废弃物的源头减量制定方案,为中国建筑废弃物智能化管理提供技术支撑参考。

基于BIM的超高层地标综合体全生命周期建设

结合青岛海天中心项目,分阶段详细阐述BIM技术在超高层地标综合体全生命周期建设中的应用。在规划阶段建立各项BIM标准及组织制度,在设计阶段通过仿真模拟分析、BIM全专业模型深化,有效解决超高层综合体业态多、设计标准高,导致机电系统及管线布置错综复杂等问题,并实现设计施工信息传递。施工阶段基于BIM专业深化、三维激光扫描等应用,为异形外立面、钢结构和装配式机房等提供保障施工精度和进度的方法,并通过施工协同平台紧密结合虚拟建造与实体工程。在运维阶段搭建运维平台,实现提高运行管理效率、降低运维成本、提升建筑性能三位一体的目标。通过全生命周期BIM应用,实现全生命周期信息有效传递,为工程提质增效。

BIM技术加速建筑业数字化转型的思考与实践

国家“3060”“双碳”目标的提出对建筑业绿色改造升级形成了强大的倒逼力量,也为建筑业转型升级提供了战略机遇和发展方向。在数字经济的快速发展引领下,数字化成为传统产业转型的必然选择。数字建筑、智慧建筑、智慧工地均与“碳达峰”“碳中和”所指向的智慧、高效、高质量、低排放目标高度一致。基于“碳达峰”“碳中和”目标的大时代背景,分析了建筑业企业数字化转型立足于BIM技术,探讨了将BIM技术驱动的数字化转型作为推进建筑业企业服务创新实现的引擎的可行性。以某企业为实践案例,总结其利用BIM技术开发应用的成果,探索BIM技术在驱动数字化转型过程中发挥的作用,以期为大型国有建筑企业的转型升级提供借鉴。

基于BIM的大型转体桥梁精细化建模和施工空间布局

探讨BIM技术在广汕铁路跨京九铁路特大桥转体工程中的应用,并对桥梁转体的总体施工方案及关键步骤进行深入研究。通过实例分析,详细介绍转体施工的准备工作、监控设施布置及施工具体步骤,包括试转和正式转体的详细流程。在此基础上基于BIM技术,对球铰支座进行精细化建模研究,并进一步通过BIM技术优化了墩顶转体空间布局,预测并解决潜在问题。

基于BIM和改进RRT算法的建筑机器人路径规划

针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题,该文提出了一种应用建筑信息模型(building information model,BIM)技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RRT算法进行优化改进,提出了IRRT(improved rapid-exploration random tree)算法。首先将原有的固定步长改为动态步长,通过判断与目标点的远近界定步长大小,避免了节点的盲目扩张;其次,对随机采样点的生成范围进行了约束,并设置一个同时考虑目标点和随机点的权重来解决传统RRT算法中新生成点仅由随机采样点单一决定的问题;算法陷入最小值时选取随机扰动策略进行逃脱;最后在全局路径的相邻节点间使用动态窗口法进行局部避障。实验仿真结果表明IRRT算法比传统RRT算法在搜索速度上快了3倍多,平均路径比改进前减少25.56%,平均节点减少8.92%,加入动态窗口法后有效提高了机器人实时避障能力,更适合多变的室内环境使用。