BIM+GIS成就“建筑狂魔”

来源：建筑BIM未来

突如其来的肺炎疫情，给湖北武汉的疫区人民带来深重灾难。由中建三局牵头，武汉建工、武汉市政、汉阳市政府等参建，向全国人民和备受煎熬的武汉市民立下军令状——“十天，建成一所可容纳1000张床位的救命医院”（火神山医院）。78分钟之内，17年前小汤山医院的设计和施工图纸全部整理完毕。1小时之内召集60名设计人员设立公益项目，在全国数百名BIM设计师共同参与下，24小时拿出设计方案，60小时内与施工单位敲定施工图纸……。成就了“基建狂魔”这一名副其实的称号，中国工程再次震惊世界，在这“基建狂魔”称号的背后蕴含了哪些中国技术？

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GIS BIM生命周期管理

在规划设计阶段GIS能够为BIM提供真实的客观环境和强大的GIS分析能力，更好地辅助规划师进行科学的规划。在建造阶段可以更好地帮助BIM建设者规划物料的管理、运输、存储等，以更加优化的方案实现资源的高效利用。在运营阶段GIS能够把BIM与周边环境进行统一的管理，实现宏观、微观一体化的BIM运营解决方案。此外，二者的结合能更大程度上节省宝贵的时间和金钱

图 GIS BIM全生命周期管理

协同设计数字化建筑设计

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在建设过程中启用协同设计，这是一种新兴的建筑设计方式，可使分布在不同地理位置的不同专业的规划和设计人员通过网络的协同展开设计工作。协同设计是在建筑业环境发生深刻变化、建筑的传统设计方式必须得到改变的背景下出现的，也是数字化建筑设计技术与快速发展的网络技术相结合的产物。借助BIM GIS的技术优势，协同的范畴也从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要规划、设计、施工、运营等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效益的大幅提升。

图 GIS BIM协同设计

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方案设计阶段-场地分析

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。在规划阶段，场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素，往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。

场地分析的主要目的是利用场地分析软件，建立三维场地模型，在场地规划设计和建筑设计的过程中，提供可视化的模拟分析数据，以作为评估设计方案选项的依据。在进行场地分析时，宜详细分析建筑场地的主要影响因素。

通过接入地勘报告、工程水文资料、现有规划文件、建设地块信息、电子地图（周边地形、建筑属性、道路用地性质等信息）等数据，建立相应的场地模型，场地数据分析，如坡度、方向、高程、纵横断面、填挖方、等高线等都是GIS的强项。

方案设计-专业模拟分析

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三维可视化设计软件的出现有力地弥补了建设单位及最终用户因缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的和设计师之间的交流鸿沟，但由于这些软件设计理念和功能上的局限，使得这样的三维可视化展现不论用于前期方案推敲还是用于阶段性的效果图展现，与真正的设计方案之间都存在相当大的差距。将BIM与GIS相融合不仅拥有了三维可视化的设计工具，所见即所得，更重要的是通过工具的提升，使设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时也使业主及最终用户真正摆脱了技术壁垒的限制，随时知道自己的投资能获得什么。

建立三维建筑信息模型，对建筑物的可视度、采光、通风、人员疏散、结构、节能排放等进行模拟分析，以提高建筑项目的性能、质量、安全和合理性。风环境的仿真分析需要周边地形、地貌，建筑物、构筑物的完整环境，可复用3DGIS搭建的三维场景。

图风环境仿真分析

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冲突检测及三维管线综合

冲突检测及三维管线综合的主要目的是基于各专业模型，在三维可视化环境中检查施工图设计阶段的碰撞，完成建筑项目设计图纸范围内各种管线布设与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的三维协同设计工作，以避免空间冲突，尽可能减少碰撞，避免设计错误传递到施工阶段。GIS的引入使得冲突检测的范围从内部扩展到相邻区域。

图冲突检测及三维管线综合

施工设计-虚拟仿真漫游

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虚拟仿真漫游的主要目的是通过漫游、动画的形式提供身临其境的视觉、空间感受，及时发现不易察觉的设计缺陷或问题，减少由于事先规划不周全而造成的损失，有利于设计与管理人员对设计方案进行辅助设计与方案评审，促进工程项目的规划、设计、投标、报批与管理。BIM与3DGIS的结合可以将可视化辅助审查从室内延展到室外，从局部延展到全局。

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施工准备-施工方案模拟

在施工作业模型的基础上附加建造过程、施工顺序等信息，进行施工过程的可视化模拟，并充分利用建筑信息模型对方案进行分析和优化，提高方案审核的准确性，实现施工方案的可视化交底。3DGIS与BIM的结合使得施工模拟在相关的整体三维环境中进行，结合GIS在定位、导航、路径、轨迹以及相关分析，提高仿真分析的效果。

运营阶段-巡检与维保管理

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建立设施设备全生命周期履历，及时记录和更新建筑信息模型的运维计划、运维记录（如更新、损坏/老化、替换、保修等）、成本数据、厂商数据和设备功能等其他数据。

图设施设备履历

利用建筑模型和设施设备及系统模型，制定设施设备日常巡检路线。结合楼宇BA系统及其他智能化系统，对楼宇设施设备进行计算机界面巡检，减少现场巡检频次，以降低楼宇运行的人力成本。

图巡检管理

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运行阶段-应急管理

源自武汉的新冠疫情给超大城市规划带来的重要反思是，要有灾害应急规划。规划应在平时就考虑应急需求，例如危险源、重点防护单位、应急力量、应急资源的空间规划合理性。将危险源类型、人流量信息，重点防护单位类型、牵涉的人口信息，应急资源保障能力等收集、整理、建账，纳入应急管理平台，准确掌握辖区内危险源分布情况、应急资源分布情况和组织保障情况，准确掌握辖区应急态势及各类型预案情况，辅助提高应急决策能力。

利用建筑模型和设施设备及系统模型，制定应急预案，开展模拟演练。当突发事件发生时，在建筑信息模型中直观显示事件发生位置，显示相关建筑和设备信息，并启动相应的应急预案，以控制事态发展，减少突发事件的直接和间接损失。