建筑可视化分析汇总十篇
时间：2023-08-31 16:38:13
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇建筑可视化分析范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
建筑施工工艺课程是建筑课程教育中的专业必修课程，主要目的就是研究建筑工程中一些主要施工工艺及相应施工方法和一般规律。一体化教学方法的运用应当以学生为中心，在教师帮助下，学生自行制定科学的学习目标，完成学习任务。施工工艺课程需要大量实训辅助教学，能够较好地解决理论和实践之间的脱节问题，增强教学实效性，充分发挥学生参与作用，提高学生专业技能。那么，教师应当采取怎样的措施教会学生转变呢？笔者认为应当做到以下几点。
一、课程构思，科学开端
“万事开头难”，要让一体化教学成功，首先要有一个科学的开端，也就是最重要的课程构思，建筑施工工艺课程涉及选材、设计、施工及造价等方面内容，这门课程要求学生在掌握最基本概念原理的基础上，多加熟悉其中的材料选择及相应工艺流程，注重理论和实践的结合，注重各种项目的设计。随着经济的发展，人们生活水平的提高，建筑材料也日新月异，从单一的材料到复合型材料都有极大变化。在传统教学模式下，单一的教材和理论性极强的课堂已经无法满足教学需要，学生毕业后将面临尴尬局面。要想让建筑施工工艺课程取得良好的教学效果，就需要实施一体化教学模式，将理论与实践相结合，不仅对材料市场及简单理论加以理解，而且应当对市场上的材料价格及工程造价有十足把握，在现场施工过程中需要充分了解各个项目的流程工艺，对各种施工工具都能有深刻透彻的认识并熟练使用。所以，本课课程的教学思路需要对实践内容进行构思，从传统理论转向实训，构建可持续发展的实践施工工艺课程教学体系，建立一体化的教学机制。
二、课程设计，关键举措
随着市场对建筑施工人才的需求增加，建筑施工工艺课程中的设计理念可以归结为：“以理论为基础，以实践为核心，以市场为背景，以创新为目标。”这一设计理念的提出是为了让学生拥有发散性的设计思维，提高学生施工组织和设计管理能力，最终培养出能够从事相关设计工作的应用型人才。
对于施工工艺课程的设计，笔者认为可以从以下四个方面组织，也就是任务的提出、任务的准备、任务的实施及任务的考核。任务的提出是课程设计的基础，包括项目理论及课外项目两大板块，课内项目需要学生掌握熟悉一些最基本的材料种类和基本性质，课外项目可以让学生以小组为单位寻找建筑施工市场进行采样和调查；任务的准备需要学生完成相应的市场报告分析并发表相关报告；任务的实施阶段，也是至关重要的阶段，需要学生将理论与实践加以很好地整合，按照教师所教，在掌握各项建筑材料及基本的工艺流程之后进行实践；最后一个任务的考核，教师就需要提高自身评价能力，让学生在学中做，在做中学，实现一体化教学设计。
三、课程发展，根本保障
纵观整个建筑施工行业的发展，课程如何发展是施工工艺课程一体化教学的根本保障，现在的课程教学仍然有很大不足，如很多教师自身素质有待提高，对外交流平台还不够完善，现在的教学资源仍有很大局限性，为改变这一局面，就需要让课程具有可持续发展的可能性，据此，笔者对未来课程教学提出以下思考。
1.加强师资队伍建设。教师应当改变传统教学观念，通过多种途径积极投入到实践中，迅速提升教师的实战经验和能力，如果教师做出了好的项目，则学生能更好地接受，教师手上有项目，才是教学的最好载体，通过活的例子鼓励学生积极参与实践，让学生敢于接受社会的挑战。
2.加强校企合作交流。无论是口头教会学生实践，还是在学校建设实训基地，都没有让学生亲自体验效果来得更明显。建筑施工工艺的学习，最关键的还是实训，所以，学校应当经常邀请那些经验丰富的设计师到学校现场开展讲座，与学生洽谈，这样能够有效增强学生的市场竞争力，邀请施工专门人员与学生面对面交流，和学生进行直接的互相感悟，通过这样一些形式，横向加深学生对施工工艺的理解，增强对材料的使用能力和应用创造力。
3.培养学生创新意识。要培养学生创新意识，让他们及时了解当前建筑施工的最新动态，可以根据课程内容衍生出一些“工艺技术交流会”等类似的交流创新性活动，鼓励学生积极参加各种各样的施工工艺设计大赛，以此启发学生思维，拓宽眼界，加强与建筑市场的交流，实现一体化教学。
四、结语
建筑施工工艺课程的一体化教学，最根本的就是让学生通过多种渠道认识和了解施工工艺，培养出应用型和创新型人才，通过课程体系的不断改革及实训基地的建立，不断提高学生的参与度，达到“教学做”的有机统一，真正实现一体化教学。笔者希望广大建筑施工工艺课程的教学者能够通过不断探究，共同推动一体化教学可持续发展。
参考文献：
[1]夏燕靖.对我国高校艺术设计本科专业课程结构的探讨[D].南京艺术学院，2007.
篇（2）
中图分类号：TU976+.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0396-01
1 引言
随着近年来我国建筑高度的不断提升，使得消防问题也被受到了前所未有的重视。在现今高层建筑中，消防给水系统可以说是非常重要的一项消防设施，对于建筑的消防安全具有着至关重要的作用。而在消防日常工作开展中，则需要做好消防给水系统可靠性优化工作，以此为消防给水系统的运行稳定性作出保障。
2 高层建筑消防给水系统所存在的问题
2.1 自动喷水系统选择不当
自动喷水系统是大型建筑重要的一项消防设施，其所具有的材料更是保证其运行稳定性的关键环节。首先，需要保证自动喷水系统材料的坚固性，尤其是支架位置，以此保证其能够对整个喷水系统的重量进行承受；其次，耐腐蚀性也是非常重要的一项因素，目前，很多建筑的喷水系统都或多或少的存在着一定的腐蚀现象，对于该系统的稳定性产生了较大的隐患。对此，就需要在实际选材、安装时能够选择更好的耐腐蚀材料，以此避免出现管道、喷头被腐蚀的情况。
2.2 消火栓设计不合理
消火栓也是高层建筑消防系统非常重要的一个环节，但是在目前很多建筑的消防系统设计中，在消火栓方面还存在着一定的设计不合理问题。在我国相关防火规范中，明确指出了“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的用水量，其中包括室内、室外两部分”，但是在实际情况中，很多建筑还存在着消火栓数量不足的问题，对于火灾的控制能力存在很大的不足。
3 大型建筑消防给水系统可靠性优化设计方式
3.1 消火栓系统设计
在现今的城市大型建筑中，消火栓系统所具有的设备类型非常多，如消防通道、消防水池、水枪以及水箱等等，这部分设备共同组成了建筑的消火栓系统，在平时必须能够做好其维护工作，保证每一个设备的稳定性。其中，消防电梯也是建筑的一项重要消防设施，当建筑出现火灾情况时，消防人员则能够通过消防电梯进入到建筑之中实施救援工作，是提升消防人员到达现场速度的有效方式。而对于消防员来说，其在进入到发生火情的建筑后，也不会在使用消火栓开道后再实施救火工作，尤其是部分塔式、单元式的建筑，在消防前室外并没有设置消火栓的墙面，仅仅能够通过前室消火栓进行灭火工作。【1】同时，对于建筑前部有可能进入到前室的烟气，则可以通过正压送风系统的应用在对空气正压进行提升的基础上实现保护功能。从这里我们则可以看出，当建筑出现特殊情况时，建筑内部的消火栓除了能够帮助消防员更快进入到建筑内部之外，也能够保证水柱能够到达建筑的其余着火部位。
3.2 供水分区划分
在我国《建筑设计防火规范》中，明确指出了当消火栓净水压力超过1Mpa时，应当对供水分区进行划分，通过这种方式，不仅能够起到满足消防供水供应的需求、避免建筑内部消防用水过早被用光，对于消防队员的实际应用来说也具有着较强的便利性。同时，当建筑消火栓同防水箱的垂直距离大于80m时，也应当选择这种分区给水的方式进行供水。而如果建筑消火栓出水压力超过了0.5Mpa，则应当在消火栓位置设置一定的减压装置，如减压阀、减压孔以及具有减压能力的消火栓等，且当消火栓的净水压力处于1Mpa以下时，则可以不对其进行分区给水。另外，在建筑的消火栓给水系统中，其主要为消防泵以及高位水箱的联合供水方面，在灭火前期，会先由建筑屋顶设置的水箱进行供水，之后的用水再由地下室消防泵组提供。而当当地主管部门允许建筑方通过消防水泵直接进行抽水时，则可以在对所处城市供水管网情况进行结合的基础上在建筑周围形成一个独立的供水分区【2】。
3.3 自动喷水灭火系统
对于该系统来说，其也是现今建筑非常重要的一项灭火设施，具有着投入灭火速度快、跟踪火势自动化的特征。对于该系统而言，其在分区方面同建筑的消火栓给水系统较为接近，在实际设置时应当保证两个供水分区不应当出现交叉情况。同时，该系统主要以喷洒头喷水的方式实现灭火功能，为了能够保证在实际灭火过程中该系统具有着稳定、均匀的喷水特点，我们在对供水分区进行设置时则可以将分区在以竖向进行分割之后再对其划分若干个小分区，保证每个分区都具有相对独立的报警阀以及足够的喷头数量。一般来说，该喷水装置所具有的喷头数控制在600以内，且保证高、低喷头之间的最大垂直高度应当控制在50m以内，并在实际应用过程中需要对喷头的腐蚀情况进行定期的检查，避免出现由于腐蚀而使喷头被堵的情况出现。【3】另外，对于入口压力大于0.4Mpa的入口管而言，则需要以独立的方式进行设计，并通过减压阀以及减压孔板等装置的应用更好的实现应用效果，真正的保证当建筑发生火灾情况时，自动喷水灭火系统能够正确、及时的出水以减小火势。
3.4 水池设计
随着城市的发展、建筑密集程度的增加，使得城市的用地情况目前已经越来越紧张。在城市的大型建筑中，一般情况下同一个消防水池会同时担负着很多消防系统的供水任务，且将建筑的地下箱式基础作为储水池。对于这种方式来说，不仅是对于建筑地下空间的一种充分利用，也能够对地面用地起到较好的节约作用。容量方面，则需要保证地下消防水池能够在建筑出现火情时、在不适用建筑外部水源的前提下能够满足建筑的消防用水需求。在设置方面，一般来说消防水池能够以独立的方式进行设计，但是在具体设计时，为了能够对消防水池的利用效率进行提升，很多建筑都会将建筑的消防用水以及生活用水进行合并，则能够在满足储水量的同时避免消防水池由于很长时间不使用而出现变质情况。但是，对于部分规模特大的建筑来说，其在消防用水方面的需求也就更高，对此，就需要我们能够将消防水池同生活用水进行分离，并在此基础上在消防、生活两个水池的底部通过专用管道的使用对其进行连接，以此更好的便于实现水量调节功能。
3.5 消防管网优化
在现今规模逐渐增大的城市建筑中，消防管网成为了建筑非常重要的一个环节，其所具有的连接方式将对建筑所具有的消防设计工作产生十分积极的意义。通过良好消防管网的设计，不仅能够满足建筑在出现火情时消防用水的需要，同时还能够对消防用水总量进行有效的降低，在对水资源进行节约的同时也大大缩减了的消防成本。通常而言，并联结构是我国现今大型建筑的主要消防管网设计方式，通过这种连接方式，则能够保证在消防管网局部环节出现问题时也不会对整体消防系统的运行产生影响，具有更好的应用稳定性[4]＼。
4 结束语
可以说，在我国现今建筑规模、高度不断增加的情况下，需要我们能够对建筑的消防工作引起充分的重视。对此，就需要我们能够对现有的建筑消防给水系统进行良好的设计、完善，以此对建筑的安全性作出保障。
参考文献
[1] 陈正.浅谈高层建筑消防给水系统基本常识[J].中国高新技术企业.2011（25）：55-56.
[2] 张永建.高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计选择[J].科技风.2011（21）：77-78.
[3] 陈秀娟.超高层建筑消防给水系统的的组成与给水方式[J].中国水运（下半月）.2012（01）：253-254.
篇（3）
现如今的初中教育中，数学学科教育工作在保证学校教学质量、培养学生思维逻辑性方面起着至关重要的作用。数学以其特有的科学神秘性质，千百年来吸引着无数的智慧者为之折腰，学好数学能够提高整个民族的思维能力。随着全球化的发展，世界逐步走向多元化，人才选择应用也逐步走向个性化。这就更凸显了初中数学小班教学模式的重要地位，小班教学以其较小的规模，给了每个学生实现自我能力飞跃的机会，为学生的个性化展示与师生之间的互动了解提供了前所未有的广阔空间。小班化教学有利于学生个性化德育素质的展示，可谓是教育界的一场革命。小班教学模式是现代化教育变革课堂教学的表现，在这一过程中必须不断探索，找出最适合我国初中数学小班化课堂教学发展的道路，最终促成教育模式的转变。
一、注重小班教学过程中的分层学习
1.分层学习的具体概念。在分层教学的概念中，主要强调了根据不同学生现有的学习能力，知识掌握水平，以及综合素质进行课堂知识的分层级教学，努力达到使所有学生的学习能力和水平都得到提高的统一目标。教师在这一过程中是学生分组的重要引领，根据教师对学生的了解，将学生分成不同层次的学习能力相近的学习组别，在互相帮助与团队合作中促进知识的有效吸收和理解，最终达到提高学生数学综合素质的目的。
2.分层教学的理论来源。分层学习这种科学合理的学习思想自我国古代就有所体现，从古代的“因材施教，因人而异”到前苏联某知名教育家提出的“最近发展区”理论都包含着分层教学的理论精华，这两种理论概括起来就是，每个人在一段的时间内都拥有着两种水平，现有的发展水平与潜在的水平，此两种水平的发掘并不是随机的，而是分别在特定的环境下受到刺激才能够得以发展。这种教育环境要求将不同水平的要求和特点充分突出，从个体差异个性分析出发，最终挖掘出潜在能力，促进学生的全面发展。
3.我国的分层教学理念最初是上世纪九十年代被提出的，现阶段在国内初中数学的分层教学模式中大概有以下几种：班内分层目标教学模式，分层走班模式，能力目标分层监测模式，“个别化”学习模式，以及课堂教学的分层互动模式。班内分层目标教学模式保留了以往的行政班级，但是在班级内部根据学生学习能力的好、中、差三个等级确定各自的学习任务，进行分组学习；分层走班模式是最常规的根据摸底测试的成绩将学生分为不同的组别，这种模式不破坏原来的行政班级，知识根据文化课摸底考试成绩的不同，按班级级别分类进行上课；能力目标分层监测模式是由学生自身由下而上地进行较授课级别选择，根据自身评价的学习能力和综合素质，选择适合自己的教学层级；“个别化”学习模式设计出适合不同学生的学习模式，以便学生自主选择学习模式；课堂教学的分层互动模式主要依靠教师对学生平时的学习成绩的掌握，按主观能动性将学生分成不同的组别，促进他们共同成长。
二、小班教学中构建因材施教的高效课堂教学模式
1.加深对初中数学教材的进一步探索调研，让教材发挥核心作用。在初中数学小班化课堂教学过程中，教材一直以来都是贯穿整个数学学习阶段的重要主体。现阶段各大学校对数学教材的使用不能够达到深刻挖掘的目的，只是泛泛地教授学生书本知识。当然对教材的深入挖掘是必不可少的。初中数学的小班教学种教材固然重要，但是对教材不仅仅停留在表面阶段，更要对其进行拓展延伸，注重数学的实践教学，将课堂教学延伸到学生生活中，加强教师与家长之间的联系。例如，教师可以运用微信、QQ等交流工具与学生家长时刻保持联系，让家长在现实生活中传达教师的要求。
2.加深对学生的了解和交流，从学生自身特点出发进行授课。教师对学生的学习能力进行了解是一个长期的过程，在小班化教学中更是如此。数学任课教师应对每一名学生进行具体了解，做好相应学生资料的收集等授课前期准备工作。教师应充分了解不同的学生群体对每一阶段学习的数学知识不同理解程度，让学生充分表达出自己的思维过程与不懂之处。例如，教师可以通过课堂提问、卷子形式的小测验等方式，总结不同学生群体的知识吸收情况与接受能力，分为各种等级，进行分级授课。加强对学生的了解和与学生的交流，同时可以密切师生关系，为学生的健康成长与日后步入社会后的人际交往打下坚实的基础。
3.完善数学课堂教学评价体系，充分吸收学生意见。数学小班化课堂教学的成员包括教师与学生，而学生是这一过程中的主体，所以数学课堂教学效果如何，有着亲身体验的学生最了解。为此，学校必须重视学生对数学教学模式的态度和评价，建立完善的校内校外数学教学评价系统，可以定期邀请学生家长和教育界知名人士莅临指导，向学生了解实情。通过调查与评价，可以从中看出学生对数学课堂教学的关注度，从而进一步促进数学课堂教学效率的提高与教学模式的改进。
综上所述，初中数学的小班教学形式已成为现代化教育中不可缺少的教学原则及理念，是现代化教育发展带来的重大改变。在小班化教学模式的探索过程中，要求教育者不断总结经验，在实践中发展理论，用分层教学促进因材施教的实施，更好地促进现代化教育和人才培养事业的发展。
篇（4）
关键词:三维地质建模;地质分析;工程地质;水利水电工程
Key words: three-dimensional geological modeling; geological analysis; engineering geology; water resources and hydropower engineering
中图分类号:TV22 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0045-01
1三维地质模型的建立
1.1 水利水电工程地质三维统一模型的构建
1.1.1 统一建模结构。该结构以地质对象建模为主线,其主要技术包括面向对象的地质分类技术、地质实体NURBS拟合构造技术、改进的地质趋势面分析技术和三维几何对象的任意布尔算法等。[1]
1.1.2 主要建模技术。
(1)面向对象的地质分类技术。面向对象技术通常采用分类的思想,可根据实际工程中地质对象的几何形态特征和属性特征对其进行分析归类,水利水电工程区域内主要的地质信息可分为地形类、地层类、断层类和界限类四类,并形成各自的层次结构关系。面向对象的地质分类技术有利于相应建模方法的研究和模型的建立。
(2)改进的地质趋势面分析技术。根据钻孔、平硐的直接数据进行地质趋势面分析,是对三维地质模型重构进行补充和验证修改的重要环节。传统的地质趋势面分析是指,利用平面或曲面对地质空间观测点数值进行拟合的一种多元回归统计分析方法。考虑到一个复杂地质系统的本质属性包括非平衡性、非线性、突变性、自组织性和自相似性等特性,而人工神经网络(ANN)在这方面具有优势,可用来进行地质趋势面分析。由神经网络自动构建具有非线性映射关系的地质趋势面函数,将可获得更接近实际的地质拟合曲面。
1.2 模型的可靠性分析与三维统一模型的建立
模型的可靠性分析和检验,是三维地质建模工作中极其重要的环节,可靠性分析技术在整个模型建立的过程中贯穿始终。结合工程实践,我们从以下四个方面进行模型的可靠性分析:①模型组成部分的几何性检查。②地质结构合理性的检查。③原始数据的精度检验。④模型的反馈检查与检验。完成地质模型的可靠性分析后,我们可以运用三维几何对象的任意布尔切割算法,以三维地质几何模型为对象,利用工程建筑物模型对其进行一系列图形操作运算,构建水利水电工程地质三维统一几何模型。为了更真实清楚地表达不同地质结构间的物理特征和视觉差别,我们可以建立三维图例库,并采用扰动函数法来模拟表面凹凸纹理的真实效果,最终获得逼真且特征鲜明的效果。
2基于三维统一模型的水利水电工程地质分析
2.1 三维统一模型的可视化分析
通过较为复杂的三维地质建模过程,可以获得地上地质体的三维地质模型。通过模型可以直观的看到各个地质单元的空间布局和相互关系,既验证了已完成的勘察工作成果,也可以通过模型的可视化分析,为后续的勘察、设计乃至施工工作提供强有力的依据。三维统一模型的可视化分析具体表现为以下几个方面:[2](1)形象地表示出地上地质体的轮廓。(2)揭示地质体所在的地层和岩性,为施工人员选择合适的挖洞地址提供有力的依据。(3)在模型上可以任意切割地质剖面,从而获得所需要的地质信息。
2.2 主体工程三维地质分析
2.2.1 大坝工程地质分析。
大坝是水利水电工程中最重要的挡水建筑物,对地基岩体的稳定条件有很高的要求。因此,在大坝设计和施工过程中,应以三维岩级模型为主,进行建基面开挖与基础处理分析,或针对大坝重点部位进行剖切分析等,对坝基或坝肩岩体的地质条件加以充分地分析研究,为建基面的方案选择与优化调整提供依据。[3]
2.2.2 地下工程地质分析。
目前,水利水电工程中地下建筑物的数量迅猛增加,其规模也愈来愈大,复杂的地质条件和大量的地质问题,给地下工程设计与施工带来困难。而三维地质模型或岩级模型,可提供多方面的地质分析。例如:地下洞室群地质开挖分析、针对地下洞室关键部位的剖切分析、地下洞室布置方案选择的地质评价、地下工程施工开挖的宏观超前地质预报以及结合地质模型的地下洞室施工过程动态分析等。它们为复杂地下工程设计与施工中遇到的工程地质问题提供了一种有效的分析手段。
3结语
三维地质建模是一项复杂的系统工程。建模前,需要运用有关地质知识,对资料进行筛选分析;建模中,需要根据地质、地层、构造及工程等有关知识,对数据进行比较,对地质构造进行推测分析;建模后,仍需根据实际情况进行核实,运用交互式编辑工具进行完善。将三维动态可视化技术引入到地下三维地质环境中,可以形象地描述三维地质体的形态和分层结构等特征。将可视化技术引入3D矿体模型中,可实现矿体的生成和仿真,有助于更好地理解矿体形态结构。[4]随着当前计算机三维仿真技术和GIS技术不断结合和发展,三维GIS技术在地矿中的应用必将成为一个新的热点和发展趋势。
参考文献:
[1]王刚.水利水电工程三维数字地形建模与分析[J].中国工程科学,2005,7(7):65-70.
篇（5）
前言
在建筑工程中，其核心管理技术就是BIM技术，该技术的主要作用就是避免在三维空间中出现阶段性的信息缺失，其中BIM技术的优势主要体现在对建筑设计过程各个专业之间的协调以及对建筑工程的数据管理。BIM将建筑物所有的数据都进行统一管理并提供分析软件的接口，实现数据导入以及建模计算，分析该建筑的整体或是构件的情况。
一、BIM与标准化设计
1.标准化BIM构件库的建立
装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产，然后运输到施工现场装配、组装成整体。装配式建筑设计要适应其特点，在传统的设计方法中是通过预制构件加工图来表达预制构件的设计，其平立剖面图纸还是传统的二维表达形式。在装配式建筑BIM应用中，应模拟工厂加工的方式，以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达，这就需要建立装配式建筑的BIM构件库。通过装配式建筑BIM构件库的建立，可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格，逐步构建标准化预制构件库。
2.可视化设计
与传统建筑方式采用BIM类似，装配式建筑的BIM应用有利于通过可视化的设计实现人机友好协同和更为精细化的设计。
3.BIM构件拆分及优化设计
在装配式建筑中要做好预制构件的“拆分设计”，俗称“构件拆分”。传统方式下大多是在施工图完成以后，再由构件厂进行“构件拆分”。实际上，正确的做法是在前期策划阶段就专业介入，确定好装配式建筑的技术路线和产业化目标，在方案设计阶段根据既定目标依据构件拆分原则进行方案创作，这样才能避免方案性的不合理导致后期技术经济性的不合理，避免由于前后脱节造成的设计失误。BIM信息化有助于建立上述工作机制，单个外墙构件的几何属性经过可视化分析，可以对预制外墙板的类型数量进行优化，减少预制构件的类型和数量。
4.BIM协同设计
BIM模型以三维信息模型作为集成平台，在技术层面上适合各专业的协同工作，各专业可以基于同一模型进行工作。BIM模型还包含了建筑的材料信息、工艺设备信息、成本信息等，这些信息可以用来进行数据分析，从而使各专业的协同达到更高层次。
二、BIM与工厂化生产
1.构件加工图设计
通过BIM模型对建筑构件的信息化表达，构件加工图在BIM模型上直接完成和生成，不仅能清楚地传达传统图纸的二维关系，而且对于复杂的空间剖面关系也可以清楚表达，同时还能够将离散的二维图纸信息集中到一个模型当中，这样的模型能够更加紧密地实现与预制工厂的协同和对接。
2.构件生产指导
BIM建模是对建筑的真实反映，在生产加工过程中，BIM信息化技术可以直观地表达出配筋的空间关系和各种参数情况，能自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等生产表单，并且能通过可视化的直观表达帮助工人更好地理解设计意图，可以形成BIM生产模拟动画、流程图、说明图等辅助培训的材料，有助于提高工人生产的准确性和质量效率。
3.通过CAM实现预制构件的数字化制造
借助工厂化、机械化的生产方式，采用集中、大型的生产设备，只需要将BIM信息数据输入设备，就可以实现机械的自动化生产，这种数字化建造的方式可以大大提高工作效率和生产质量。
三、BIM与装配化施工
1.施工现场组织及工序模拟
将施工进度计划写入BIM信息模型，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，就可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。提前预知本项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡，总体计划、场地布置是否合理，工序是否正确，并可以进行及时优化。
2.施工安装培训
通过虚拟建造，安装和施工管理人员可以非常清晰地获知装配式建筑的组装构成，避免二维图纸造成的理解偏差，保证项目的如期进行。
3.施工模拟碰撞检测
通过碰撞检测分析，可以对传统二维模式下不易察觉的“错漏碰缺”进行收集更正。如预制构件内部各组成部分的碰撞检测，地暖管与电器管线潜在的交错碰撞问题。
4.复杂节点的施工模拟
通过施工模拟对复杂部位和关键施工节点进行提前预演，增加工人对施工环境和施工措施的熟悉度，提高施工效率。
四、BIM与一体化装修
1.装修部品产品库的建设
土建装修一体化作为工业化的生产方式可以促进全过程的生产效率提高，将装修阶段的标准化设计集成到方案设计阶段可以有效地对生产资源进行合理配置。
2.可视化设计
通过可视化的便利进行室内渲染，可以保证室内的空间品质，帮助设计师进行精细化和优化设计。整体卫浴等统一部品的BIM设计、模拟安装，可以实现设计优化、成本统计、安装指导。
3.信息化集成
产业链中各家具生产厂商的商品信息都集成到BIM模型中，为内装部品的算量统计提供数据支持。对装修需要定制的部品和家具，可以在方案阶段就与生产厂家对接，实现家具的工厂批量化生产，同时预留好土建接口，按照模块化集成的原则确保其模数协调、机电支撑系统协调及整体协调。
五、BIM与信息化管理
1.经济算量分析
经济算量的主要原则是做到“准量、估算”，按照工业化建筑的组成及计价原则分为预制构件部分和现浇构件部分。结合工业化住宅的特点自主开发了装配式设计插件，通过该插件可以将预制构件与现浇构件进行分类统计。通过分类统计可以快速地对设计方案进行工程量分析，从而进行方案比选，再由确定的工程量结合地区的定额计算出本项目的工程量清单，实现在方案策划阶段对成本的初步控制。
2.RFID等实现装配式建筑质量管理可追溯
实现在同一BIM模型上的建筑信息集成，BIM服务贯穿整个工程全生命周期过程。一方面，可以实现住宅产业信息化；另一方面，可以将生产、施工及运维阶段的实际需求及技术整合到设计阶段，在虚拟环境中预演现实，真正实现BIM信息化应用的信息集成优势。通过在预制构件中预埋芯片等数字化标签，在生产、运输、施工、管理的各个重要环节记录相应的质量管理信息，可以实现建筑质量的责任归属，从而提高建筑质量。
3.利用BIM云平台实现适时、全球化、数字化的管理
BIM信息化技术与云技术相结合，可以有效地将信息在云端进行无缝传递，打通各部门之间的横向联系，通过借助移动设备设置客户端，可以实时查看项目所需要的信息，真正实现项目合作的可移动办公，提高项目的完成精度。
结语
综上可知，装配式建筑设计如何在行业BIM信息化的背景下，融入信息化大潮，发挥自身研发、设计和集成的优势，实现产业链拓展和过程阶段延伸，必将成为建筑产业化新时代的创新趋势。围绕这一创新趋势，设计行业将大有可为。
篇（6）
中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0289-01
1 引言
进入21世纪，建筑行业迅猛发展，全国各地不断涌现出一些设计新颖、规模宏大、技术含量高、施工难度大的超高层建筑，尤其在一些发达城市建筑更具特色，这将在提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方面发挥了独特的作用。众所周知，科学合理的建筑工程施工部署在保障施工进度、人员安全、节约成本以及材料周转等方面发挥着及其重要的作用
2 项目概况
深圳市南山区华润深圳湾国际商业中心项目为一栋现代化超高层建筑物，建筑总高度400m。本工程体量大，其中华润大厦结构总层数为66层，核心筒高度达到331.5m。该工程现场可利用施工场地狭小，专业分包商众多，科学合理的施工场地布置、大型机械设备的科学配置、合理组织材料运输是确保施工进度计划按期履约的关键。同时，立体交叉作业多，高空坠落和物体打击等均为本工程重要的危险点，因此如何合理设置施工现场的安全防护设施，加强项目的安全管理是本工程的重点。在建筑工程中应用3D动画技术进行可视化分析，大大提升了工程实际施工部署中的科学性、合理性。
3 前期策划
在该项目中，技术员通过3D动画技术从脚本创作到模型制作，再到后期的电影剪辑手法，最后呈现了一个动态的施工部署表现形式。该项目在制作方面，要求熟练掌握三维软件，从制作流程上说，包括优化CAD图纸，创建模型、贴图、特殊材质绘图、动画设计、灯光与材质调节、设置环境、渲染输出、后期处理等工序整合而成，它实现的是一种导演指挥式，以提前反映工程现场实际的施工部署状态。
4 总体施工思路
为了贯彻“主体快速”的进度管理理念，优化施工部署，精心组织施工。拟定以华润大厦为施工主线，优先安排桩基础、基础底板施工，底板完成后继续施工塔楼核心筒竖向结构，地下室型钢柱及其他钢筋混凝土结构稍后施工，与核心筒剪力墙连接的梁板钢筋采取预留接驳器等形式预留。待核心筒施工到一定高度后开始安装顶模系统，之后插入从底板以上的外框钢结构施工及其他钢筋混凝土结构施工。相比通常底板施工完后，开始地下室钢结构安装，地下室钢筋混凝土结构施工，地上核心筒施工，核心筒施工到一定高度后安装顶模等施工程序，该流程有效的将地下室钢结构安装，地下室钢筋混凝土结构施工由关键工序化解为非关键工序，减少了核心筒施工的等待时间。外框筒水平、竖向结构滞后于核心筒结构施工，机电工程、幕墙、装饰装修工程分段及时插入。
5 主要应用说明
5.1 顶模系统安装
工况说明：
华润大厦塔楼核心筒施工至+9m，进行2台动臂塔吊（10#M600D和8#M900D型号）及顶模系统安装，拆除1#C7050型号平臂塔吊。
工况说明：
华润大厦核心筒顶模系统安装完成，安装两台动臂塔吊（7#M600D和9#M900D）后插入地下钢柱吊装。
5.2 新技术应用交底
临边剪力墙外侧模板加固、防漏浆
篇（7）
中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)06-1402-06
The Summary of Visualization Theory
ZHU Yao-hua, HAO Wen-ning, CHEN Gang
(Engineering Institute of Corps of Engineers, PLA University of Science & Technology, Nanjing 210007, China)
Abstract: There are forming too many methods and techniques of Visualization with the development in the past two decades. But each kind of classification is hard to contain the whole of Visualization. This paper introduces the characteristics of every kind of classification, provides reference for the further research, to help readers to distinguish the difference and contact between method and technology, and to understand the development of visualization in all round.
Key words: visualization; summary; handling objects; data types; data analysis
“可视化”（visualization）其实质是利用计算机的图形图像处理技术，把各种数据信息转换成合适的图形图像在屏幕上展示出来。这一过程涉及到图形学、几何学、辅助设计和人机交互等领域知识。
在20世纪上半叶，人们就已经利用多种统计表格和图形这些相对原始的可视化技术来分析各种数据。在1986年10月，美国国家科学基金会在其举办的“图形、图像处理和工作站”讨论会上，“科学计算可视化”的概念第一次被正式提出。1987年，由布鲁斯・麦考梅克等人所编写的美国国家科学基金会报告《Visualization in Scientific Computing》[1]，对可视化技术领域产生了大幅度的促进和刺激。人们不但利用医学扫描仪和显微镜之类的数据采集设备产生大型的数据集，而且还利用可以保存文本、数值和多媒体信息的大型数据库来收集数据。因而，就要高级的计算机图形学技术与方法来处理和可视化这些规模庞大的数据集。二十世纪90年代初期，人们发起了“信息可视化”的研究领域，其支持抽象的异质数据集的分析工作。因此，目前人们正在逐渐接受这个同时涵盖科学可视化与信息可视化领域的新生术语“数据可视化”。
1基于处理对象及目的的分类
随着可视化技术的发展，逐渐形成了一些分类，通常情况下，人们习惯于将可视化分为以下四类：科学计算可视化、数据可视化、信息可视化和知识可视化。这四类可视化的主要区别在于可视化处理对象以及目的的不同。科学计算可视化主要用于处理科研领域实验产生和收集的海量数据，力求真实的反应数据原貌，利于模拟实验的进行；数据可视化较为笼统，一般用于处理数据库和数据仓库中储存的数据，目的在于以可视化的方式呈现数据，利于使用者观察；信息可视化抽象层次较高，其目的主要在于让使用者方便地发现数据内部隐藏的规律；知识可视化则主要表现领域知识，使已有的知识能够更加迅速有效的在人群中传播。
1.1科学计算可视化
科学计算可视化也可称作科学可视化，是指通过运用计算机图形图像处理等相关技术，将科学计算过程中得到的大量数据转换为适当的图形界面显示出来，并能进行人际交互处理的一系列理论、方法和技术。
随着可视化技术的发展，科学计算可视化也出现了一些分支方向，如体可视化、流场可视化。
可视化概念扩展到测量数据和工程数据等空间数据场时，衍生出了空间数据场可视化，一般称之为体可视化（Volume Visualiza? tion）。体可视化技术主要研究如何表示、绘制体数据集，以观察数据内部结构，方便理解事物的复杂特性。体数据集存在于很多领域，如工程建筑和气象卫星测量的空间场，超声波探测工业产品和核磁共振产生的人体器官形成的密度场，地震预报的力场，以及航空航天实验和核爆炸模拟等大型实验产生的速度场、温度场数据等，使得体可视化技术应用广泛。
流场可视化技术是流体力学的重要组成部分，是科学计算可视化的分支之一。流场可视化技术的形成与发展有力的促进了计算流力学（Computational Fluid Dynamics）研究的深入。流场可视化技术用箭头、流线和粒子跟踪技术研究二维流场，重现计算流力学中的向量场和张量场数据。
科学计算可视化应用广泛，气象预报、医学图像处理、物理、油气勘探、地学、有限元分析、生命科学等众多领域都已经离不开科学计算可视化了。下面几幅图是科学计算可视化的一些典型应用，图1是美国国家海洋和大气局的预报系统实验室开发的三维可视化软件生成的图像，有效的让气象工作者从大量的二维图像计算中解脱出来，从而可以让精力集中于预报所需的实际数值。图2是美国航空航天局阿姆斯研究中心的航空航天数字模拟设备构筑的“虚拟风洞”，该技术基于三维交互特性，为分析非定常流动中的复杂结构提供了直观的研究环境。图3是英国的PGS Tigress公司开发的可视化软件生成的图像，其可以进行地震数据处理、测井评估以及模拟油气存储和生产的过程，在相关领域得到了广泛的应用。
1.2数据可视化
一般认为，数据可视化是指对大型数据库或者数据仓库中的数据进行可视化。这使得用户可以不再局限于通过关系数据库来分析处理数据，能以更加直观的方式来观察研究数据。广义的数据可视化则在一定程度上或全部包含了科学计算可视化、信息可视化和知识可视化。数据可视化的一般模型如下图所示：
数据可视化借助于计算机的快速处理能力，并结合计算机图形图像学方面的技术，能够把海量的数据以图形、图像或者动画等多种可视化形式更加友好的展现给人们。其中，丰富的交互手段能够显著改善用户的使用体验，是可视化技术的价值倍增器。用户可以通过人机交互的手段对显示数据进行分类、筛选，并控制图表的生成，便于以最佳的方式看到想要的数据。人机交互使得数据可视化技术更利于发现数据背后隐藏的规律，为人们分析使用数据、发现规律获取知识提供了强有力的手段。图5是某银行的一个数据可视化示例，利用Xcelsius软件制作，后台数据是近10年中每个月份的银行各种业务统计数据，通过数据可视化展现后，可以以饼图、柱形图、折线图以及雷达图等多种形式观察数据，各种业务的市场表现规律清晰明了，并可以通过按钮、单值指示器切换不同业务的数据展示，极大的方便了银行业务决策。
图5某银行数据可视化示例
数据可视化经过20多年的发展，形成了多种技术，这里简单做一介绍。
1）基于几何的可视化技术，包括散点图、解剖视图、平行坐标法以及星形坐标法等。该技术主要通过几何学的方法来表示数据。
以星形坐标法（如图6）为例，它可以在二维平面上显示出n维的空间数据。其原理是将n维的空间数据参照建立的坐标轴映射到二维平面上，每一维对应到一条坐标轴上，坐标轴在平面上交与一点。映射之后，n维的空间数据通过二维平面上的一个点来表示。
图6星型坐标法
2）面相像素技术（也称密集像素技术）。其原理是通过一个彩色的屏幕像素来表示一个数据项，并把代表每一个数据的像素归纳入临近的区域。用像素点来表示数据，面临的主要问题是如何合理有效的安排这些像素。该技术针对不同的可视化对象采取不同的方式来安排像素，最终的显示结果能够对数据局部关系、依赖性和热点分布情况提供较为详细的信息。比较著名的像素安排方式有递归模式技术和圆周分段技术。
3）基于图标的技术。其原理是通过一个图标的各个部分来表示n维的空间数据。图标可以是“枝形图”、“针图标”、“星图标”和“棍图标”等。该技术适用于那些在二维平面上具有较好展开属性的n维的空间数据集。以星图标技术为例（如图7），一条射线表示一个维的数据，射线的长短表示数据的大小，射线的条数即数据维数，射线起点相同，夹角想通，端点由折线段相连。
图7星图标表示数据
4）基于层次的可视化技术。其原理将n维的数据空间划分成若干子空间，同样以层次结构的方式组织这些子空间，并用平面图形将其表示出来。该技术主要用于那些具有层次结构的数据，如文件目录、单位编制结构数据等。树图是其代表技术（如图8）。1.3信息可视化
信息可视化（Information Visualization）主要是指利用计算机支撑的、交互的对非空间的、非数值型的和高维信息的可视化表示，以增强使用者对其背后抽象信息的认知[2]。信息可视化技术已经在信息管理的大部分环节中得以应用，如信息提供的可视化技术、信息组织与描述以及结构描述的可视化方法、信息检索和利用的可视化等。
信息可视化的框架技术还可以分为三种：映射技术、显示技术和交互控制技术[3]。映射技术主要是降维技术，如因素分析、自组织特征图、寻径网（Pathfinder）网、潜在语义分析和多维测量等。显示技术把经过映射的数据信息以图形的形式显示出来，主要技术有：Focus+Context、Tree-map、Cone Tree和Hyperbolic Tree等。交互控制技术通过改变视图的各种参数，以适当的空间排列方式和图形界面展示合理的需求数据，从而达到将尽可能多的信息以可理解的方式传递给使用者，主要技术有：变形、变焦距、扩展轮廓、三维设计和Brushing。
信息可视化的典型工具有：Prefuse、CiteSpace、VitaPad和IVT。
下面三幅图是信息可视化技术的应用示例，图8是树图的一种表达方式；图9是鱼眼技术的应用，凸显选中的节点，缩小其他节点；图10是一种树结构浏览方式，选中一个节点后，就只向节点后展开两层，使用者可以很容易的知道自己所处浏览的位置。
1.4知识可视化
知识可视化（Knowledge Visualization）主要是指通过可视化技术来构建和传递各种复杂知识的一种图解手段，以提高知识在目标人群中的传播效率。
知识域可视化（Knowledge Domain Visualization）是指对基于领域内容的结构进行可视化，通过使用多种可视化的思维、发现、探索和分析技术从知识单元中抽取结构模式并将其在二维或三维知识空间中表示出来，即对某一知识领域的智力结构的可视化[4]。
图10 Tree View知识域可视化技术可以帮助使用者快速进入新的知识领域并对其有一个总体上的直接理解，能使使用者更加高效的认识到感兴趣的领域概念及概念间的关系。
目前知识域可视化的研究对象具体表现为对某知识领域的科技文献，一个知识域可以用一组词来限定。研究方法主要有共引法、共词法、空间向量矩阵、自组织特征图和寻径网等。1.5几种可视化方法比较
科学计算可视化技术开创以来，现代可视化技术得到了长足的发展，逐渐形成数据可视化、信息可视化和知识可视化，四种可视化技术相互联系又互有区别。其处理对象从数据到知识是一个越发抽象的过程，数据是信息的载体，信息是数据的内涵，而知识又是信息的“结晶”[5]。数据、信息、知识以及智慧（Data、Information、Knowledge、Wisdom，DIKW）至今没有一个明确的普遍认可的定义，它们是相对的且依赖于所处环境的[6]，Zeleny[7]认为DIKW金字塔最能准确表达四者之间的相互关系，数据是塔基而智慧是塔尖，Ackoff[8]认为贯穿于DIKW金字塔之间的核心因素是“理解”（understanding），只有通过“理解”，才能从塔基升华到塔尖。
实际上，四种可视化技术之间的关系正如图11所示[9]，它们之间没有明显的界限，从广义上看科学计算可视化则从属于数据可视化，数据、信息和知识在一定程度也是相通的，因此它们彼此都有交叉。
图11常见可视化类型之间关系
2基于数据类型的分类
由本・施奈德曼（Ben Shneiderman）[10]概述的按照数据类型进行归类，可以将数据分成以下七类：一维数据、二维数据、三维数据、多维数据、时序数据、层次结构数据和网络结构数据等。从而将可视化分为如下七类：2.1一维数据可视化
一维数据即线性数据，如一列数字、文本或者计算机程序的源代码等。文本文献是最常见的一维数据，通常情况下文本文献不需要进行可视化。
计算机软件是一种特殊形式的一维数据，软件维护过程中需要分析大量的程序源代码，并从中找出特定的部分，因此有必要对其进行可视化。美国贝尔实验室的Eick等人利用可视化系统SeeSoft实现了对百万行以上的程序源代码进行可视化。SeeSoft系统可以用于知识发现、项目管理、代码管理和开发方法分析等领域，曾被成功用于检测大型软件源代码中与“千年虫”有关的问题代码。
2.2二维数据可视化
二维数据指包括研究对象两个属性的数据。用长度和宽度来描述平面物体尺寸，用X轴和Y轴来表示物置坐标，以及各种平面图都是二维数据的表现形式。最常见的二维数据可视化示例当属地理信息系统（GIS），地理信息的数据可视化极大的满足了人们对地理信息的需求，各种基于位置的社交类软件在电脑和智能手机领域如雨后春笋般繁荣起来，也从一个侧面反映出二维数据可视化的重要性。
2.3三维数据可视化
三维数据指包括研究对象三个属性的数据。相对于一维的“线”和二维的“面”，三维引入了“体”的概念。三维数据可视化在建筑、医学等领域应用广泛，很多科学计算机可视化也属于三维数据可视化，通过计算机用三维可视化方法模拟现实物体，帮助研究人员进行模拟实验，能有效的降低成本、提高效益。
2.4多维数据可视化
多维数据指研究对象具有三个以上属性的数据。多维信息已经难以在平面或空间中构建出形象的模型，因此人们对多维数据的认知也相对困难。现实生活中有着大量的多维数据，例如学校里的学生信息，其中包含姓名、性别、民族、年龄、专业、班级、地址等。美国马里兰大学人机交互实验室开发了一个动态查询的框架结构软件HomeFinder，该软件可以连接华盛顿特区的售房数据库，使用者可以选择按照价格、面积、地址和房间数量等进行可视化的动态排序。
2.5时间序列数据可视化
时间序列数据指那些具有时间属性的数据，也称时序数据。时序数据容易反映出事件前后发生的持续情况。学者Liddy建立了一个从文本信息中抽取时间信息的系统SHESS，该系统可以自动生成一个知识库，该知识库能够聚集关于任何已命名的实体信息，并且按照时序组织这些知识，时序覆盖知识库的整个周期。
2.6层次结构数据可视化
层次结构是抽象数据信息之间一种普遍的关系，常见的如单位编制、磁盘目录结构、图书分类方法以及文档管理等。描述层次结构数据的传统方法是利用目录树，这种表示方法简单直观，然而对于大型的层次结构数据而言，由于层次结构在横向和纵向的扩展不成比例，树结构的分支很快就会交织在一起，显得混乱不堪。在对层次结构数据可视化研究的过程中出现了一些新的方法，如1.3小节中提到的Tree-map等。
Xerox PARC的科研人员开发了Cone and Cam Trees。该方法用三维空间来描述层次信息，根节点放置在空间的顶端或者最左端，子节点均匀的分布在根节点的下面或者右面的锥形延展部分。Cone and Cam Trees可以动态的显示，当使用者点击了某个节点时，该节点就会高亮显示，同时树结构将该节点旋转到图形的前方。一个完整的Cone and Cam Trees图形能够持续旋转，便于使用者观察大型层次等级结构信息，进而理解其中的关系。研究人员在单独的一个屏幕范围内创造的Cone and Cam Trees图形能够描述80页书本的有组织内容。2.7网络结构数据可视化
网络结构数据没有固定的层次结构，两个节点之间可能会有多种联系，节点与节点之间的关系也可能有多个属性。网络信息不计其数，分布在全球各地的网站上，彼此之间通过超链接交织在一起，其规模还在继续膨胀。如何方便有效的利用网络信息，成为一个迫切需要解决的问题。
数据可视化的概念范围较大，也有认为这七类可视化更是信息可视化的细分[11]。信息可视化是近年来提出的一项新课题，其研究对象以多维标量数据为主，研究重点在于设计合理的显示界面，便于用户更好的从海量多维数据中获取有效的信息。
3基于可视数据分析技术的分类
由Daniel Keim[12]提出的基于可视数据分析技术的分类方法，从数据类型、可视化技术和交互技术的角度来分析研究可视化的分类方法。事实上，这三个要素即是数据可视化的主要组成部分。图12描述了这三要素的具体内容[13]。
数据类型和可视化技术在上文中分别都有介绍。交互和变形技术越来越是可视化技术中必不可少的一项技术，它使用户能够直接生动的与可视化视图进行交互，并根据用户研究重点的变化动态的跟进改变视图呈现方式。用户根据研究对象的相关知识和具体需求可以通过交互变形技术使可视化视图以多种不同的效果来进行展示，方便从多角度对数据信息进行分析观察，从而达到更好的使用效果。
4结束语
以上列举三种可视化分类方法，这三种分类方法比较典型，具有很强的代表性，事实上还有Ed H Chi[14]提出的基于数据状态模
型的分类方法等。可视化理论历经了20多年的发展形成了多种方法和技术，已经难以用某一种分类方法去包罗所有，它们的共同
特点都是利用相关的计算机技术来进行分析并合理显示数据，然而其概念众多，研究重点也不尽相同，实现方法则更是多种多样。可视化分类方法可以用来实现需求与可视化技术的匹配[15]。它可以指导使用者选择合适的可视化方法并利用合理的技术来实
现不同的目的。本文首先从基于处理对象及目的对可视化方法进行分类，这是最常见的分类方法，并介绍了一些常见的可视化技
术；然后介绍了基于数据类型的分类方法，这种分类方法同样较为常见，而实现技术则跟分类方法没有太大关系；最后介绍了基于
可视数据分析技术的分类方法，这种方法将之前介绍的可视化技术以及数据类型跟交互和变形技术结合在一起，这种分类方法能
够让使用者从宏观上把握可视化分类，并系统的认识可视化技术，加强了可视化类型和可视化技术之间的联系。
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篇（8）
BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）。它是利用三维数字技术创建的工程数据模型，并利用该模型集成建筑工程项目各种相关信息，来提高工程项目设计、建造、运营的效率。
BIM的技术核心是在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业信息及状态信息，而且还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含建筑工程信息的三维模型，可以大大提高建筑工程信息的集成化程度，这就为建筑工程项目的相关利益方都提供了一个工程信息交互和共享的平台。这些信息能够帮助建筑工程项目的相关利益方增加效率、降低成本、提高质量。结合更多的相关数字化技术，BIM模型中包含的工程信息还可以被用于模拟建筑物在真实世界中的状态和变化，使得在建筑物建成之前，项目的相关利益方就能对整个工程项目的成败做出最完整的分析和评估。
BIM的特征三维可视化
可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化三维平面的作用是非常大的，例如经常拿到的施工图纸，各个构件的信息在图纸上是采用线条绘制表达的，其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象。而当前建筑形式各异，造型复杂，这种平面的图纸呈现出诸多的局限性。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们面前。
当然，目前也有许多设计单位会做各种效果图，这种效果图是分包给专业的效果图制作团队通过识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，这种可视化的结果不仅可以用于效果图的展示及报表的生成，更重要的是项目的设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
*模拟性
在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在医院建筑策划和设计中可以利用BIM对医院的物流系统、二级医疗系统流程进行模拟，以求最优化的功能布局。
在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
*信息集中与优化
事实上，整个设计、施工、运营的过程就是一个海量信息集中并不断优化的过程，在BIM的基础上可以做更好的集中、更好的优化。没有准确的信息做不出合理的优化结果，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
建筑全生命周期中BIM的应用
从建筑的全生命周期来看，BIM的应用对于提高建筑行业规划、设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。随着BIM在中国被逐渐认识与应用，特别在国内工程建造行业高速发展的背景下，BIM已在国内一些大型工程项目中得到积极应用，涌现出很多成功案例，充分展现了BIM在建筑工程行业的应用价值。在国内的部分医院工程已经开始采纳BIM，将其运用于工程建设和日常运营管理。
BIM的信息具有可追溯性、共享性、透明性的特点，贯穿于工程整个生命周期，使之成为智能化（制造）建设和数字化医院管理的平台。
根据项目建设进度建立和维护BIM模型，实质是使用BIM平台汇总项目团队所有的项目信息，消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中各相关利益方随时共享。
由于BIM的用途决定了BIM模型细节的精度，同时目前仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作，所以目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。根据需要，这些模型可能包括：设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
这种“分布式”模型往往由相关的设计单位、施工单位或者运营单位根据各自工作范围单独建立，最后通过统一的标准合成。这将增加对BIM建模标准、版本管理、数据安全的管理难度，所以有时候业主也会委托独立的BIM服务商，统一规划、维护和管理整个工程项目的BIM应用，以确保BIM模型信息的准确性、时效性和安全性。
BIM在医疗建设项目策划与设计中的运用
*场地与交通组织分析――得出最佳方案
在医院建筑工程中，场地的选择和布置对医院的后期运行起到至关重要的作用。
场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素、确定建筑物的空间方位、确定建筑物的外观、建立建筑物与周围景观的联系过程。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，因此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。例如：利用BIM模拟医院交通流线和出入口布置分析以求最佳方案。
传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端，尤其是一些山坡地、河道低洼地，通过BIM结合地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS），对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过BIM及GIS软件的强大功能，迅速得出令人信服的分析结果（如土方平衡量、排水泄洪方案等），帮助项目在规划阶段评估指定场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地位置、交通流线组织关系、建筑主体布局等关键决策。
*模拟空间发展――做关键性规划
在医院建筑策划时，我们总希望在用地与建筑空间留有发展余地，用于满足日后发展或功能转变之需。
策划是在总体规划目标确定后，根据定量得出设计依据的过程。相对于根据经验确定设计内容及依据（设计任务书）的传统方法，医疗建筑策划利用对建设目标所处社会环境及相关因素，包括对城市化进程、人口图谱、疾病谱和当地医疗资源及分布等进行逻辑数理分析，研究项目任务书对设计的合理导向，制定和论证建筑设计依据，科学地确定设计的内容，并寻找达到这一目标的科学方法。在这一过程中，主要是以实态调查为基础、以数据分析为手段对目标进行研究。
BIM能够帮助项目团队在建筑规划阶段，通过对空间进行分析来理解复杂空间的标准和法规，从而节省时间，为团队提供更多增值活动的可能。特别在客户讨论需求、选择以及分析最佳方案时，借助BIM及相关分析数据，可以做出关键性的决定。
在建筑策划阶段，BIM还会帮助建筑师随时查看初步设计是否符合业主的要求，是否满足建筑策划阶段得到的设计依据，通过BIM连贯的信息传递或追溯，大大减少设计阶段因不合理设计造成修改的巨大浪费。
*评估设计方案――获得较高的互动效应
在方案论证阶段，项目投资方可以使用BIM来评估设计方案的布局、照明、安全、声学、色彩及是否符合相关规范。BIM甚至可以做到利用建筑外观部分的细节来迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。
以某医院某科室门诊区域的设计为例，我们可以利用BIM去模拟测算，以判别门诊设计的合理性。该科室日常常规参数如下：
常规门诊量：150人（最高峰250人）；
峰值门诊时段：9：00―11：00 （平均1人/5分钟）；
平均就诊时间：20分钟；
患者可容忍等候时间：老人45分钟，中青年30分钟。
通过对上述数据进行模拟动态测试，可以对设计方案进行论证，具体内容包括：
人群是否始终或长时间处于聚集状态，从而判断整个科室诊室区域面积是否足够；
什么时间就诊人群开始聚集，聚集在何处，以此判断整个诊室区域面积、诊室数量和候诊空间的比例是否合理；
根据诊量高峰与低谷的比例，调整部分专科门诊的开放时间，如某些慢性专科门诊，高峰时段不开门，而在低谷时段开放；
根据对患者就诊路径、就诊时间、等候时间规律的判别，考虑在诊室区域植入相关医技、治疗功能。
在这个案例中，通过BIM平台的运用，可以优化诊室设计方案，使之更高效、舒适、方便，达到诊室设计效果最佳状态。
方案论证阶段还可以借助BIM方便地、低成本地提供不同的解决方案以供项目投资方进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。
对设计师来说，通过BIM来评估所设计的空间，可以获得较高的互动效应，以便从使用者和业主那里获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈，在BIM平台下，项目各方关注的焦点问题比较容易直观地展现并迅速达成共识，相应地，决策所需的时间会比以往减少。
*可视化设计――真正的三维方式来完成建筑设计
建筑师在与医生沟通的过程中，往往会出现医生无法判别使用面积是否足够的问题，3Dmax、Sketchup这些三维可视化设计手段的出现，有力地弥补了业主对传统建筑图纸识别能力缺乏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均存在相当大的差距。
对于设计师而言，除了用于前期推敲和阶段展现，大量的设计工作还是要基于传统CAD平台来完成。但由于CAD平台的功能局限，使得设计师不得不放弃三维空间的思考方式，退而求其次地使用平、立、剖三视图的方式表达和展现自己的设计成果。这种由于工具原因造成的信息割裂，在遇到项目复杂、工期紧的情况下，非常容易出错。
BIM的出现，使设计师真正回归到了三维的世界，使用三维的思考方式来完成建筑设计，同时也使业主真正摆脱了技术壁垒的限制，随时了解自己的投资与回报。
*多专业协同设计――从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期
协同设计是一种新兴的建筑设计方式，它可以使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络协同展开设计工作。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。
现有的协同设计主要是基于CAD平台。这种基于二维的协同设计并不能充分实现专业间的设计信息交流，这是因为CAD的通用文件格式仅仅是对图形的描述，无法加载附加信息，并且由于平台局限，专业间的数据不具有关联性，导致计算机图形技术和专业设计内容未能很好融合。
BIM的出现，使协同已经不再是简单的文件参照。BIM技术为协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。协同设计不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM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。
*建筑性能化分析――可自动完成
利用计算机进行建筑物理性能化分析，国外的研究开始于20世纪60年代，甚至更早，早已形成较为成熟的理论，并已开发出丰富的工具软件。但是在CAD时代，无论什么样的分析软件，都必须通过手工的方式输入相关数据才能开展分析计算。而操作和使用这些软件不仅需要由专业技术人员经过培训才能完成，同时由于设计方案的调整，造成原本就耗时耗力的数据录入工作需要经常性的重复录入或者校核，导致包括建筑能量分析在内的建筑物理性能化分析通常被安排在设计的最终阶段，使得建筑性能化分析趋于象征性。最终导致了建筑师在进行方案设计时，无法非常方便地对设计方案进行定性与定量的性能化计算分析，或者建筑设计与性能化分析计算之间发生严重脱节的现象。
利用BIM技术，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量的设计信息（包括几何信息、材料性能、构件属性等），只要将模型导入相关的性能化分析软件，就可以得到相应的分析结果，原本需要专业人士花费大量时间输入大量专业数据的过程，如今可以自动完成，这大大降低了性能化分析的周期，提高了设计质量，同时也使设计公司能够向业主提供更专业的技能和服务。
BIM在医院工程建设中的运用
*工程量快速统计――可用于成本估算
BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，从而大大减少根据图纸或者CAD文件统计工程量带来的繁琐人工操作和潜在错误，同时能够非常容易地实现工程量信息与设计方案保持完全一致。
BIM在这一领域的成功应用，给工程项目的造价管理带来质的飞跃。通过BIM获得的准确的工程量统计，可以用于前期设计过程中的成本估算；在业主预算范围内，探索不同的设计方案，或者对不同设计方案的建造成本进行比较；进行施工开始前的工程量预算以及施工完成后的工程量决算。
*3D管线综合――及时排除施工中的碰撞冲突
在CAD时代，设计院主要由建筑或者机电专业牵头，将所有图纸打印成硫酸图，然后各专业将图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失以及缺失直观的交流平台，导致管线综合成为建筑施工前最让业主不放心的“最后一公里”。
利用BIM技术，通过搭建建筑、结构、机电等专业的BIM模型，设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能够及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突，显著减少由此产生的变更申请单，而且大大提高了施工现场的生产效率，降低由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
*4D施工模拟――直观、精确地反映整个施工过程
通过BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。
此外，BIM可以协助评标专家从4D模型中很快地了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等，从而对投标单位的施工经验和实力做出有效评估。
*施工组织模拟――按月、日、时进行施工安装方案的分析优化
通过BIM可以对项目的重点或难点部分进行可建性模拟，按月、日、时进行施工安装方案的分析优化。对于一些重要的施工环节或采用新施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析，以提高计划可行性；也可以利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高复杂建筑体系的可造性（例如：施工模板、玻璃装配、锚固等）。
借助BIM对施工组织的模拟，项目管理方能够非常直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序，并清晰把握在安装过程中的难点和要点，施工方也可以进一步对原有安装方案进行优化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。
*数字化构件加工――自动完成建筑物构件的预制
将BIM模型与数字化建造系结合，可实现建筑施工流程的自动化。尽管建筑不能像汽车一样在“加工”好整体后发送给业主，但建筑中的许多构件的确可以异地加工，然后运到建筑施工现场，装配到建筑中（例如：门窗、预制混凝土结构和钢结构等构件）。通过数字化建造，可以自动完成建筑物构件的预制，这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件，不仅降低了建造误差，并且大幅度提高构件制造的生产率，使得整个建筑建造的工期得以缩短并且容易掌控。
BIM模型直接用于制造环节还可以在制造商与设计人员之间形成一种自然的反馈循环，即在建筑设计流程中提前考虑尽可能多地实现数字化建造。同样与参与竞标的制造商共享构件模型也有助于缩短招标周期，便于制造商根据设计要求的构件用量编制更为统一的投标书。同时标准化构件之间的协调也有助于减少现场发生的问题，降低不断上升的建造、安装成本。
*材料跟踪――与RFID互补
在BIM出现以前，建筑行业往往借助较为成熟的物流行业的管理经验及技术方案（如：RFID无线射频识别电子标签）。通过RFID可以把建筑物内各个设备构件贴上标签，以实现对这些物体的跟踪管理，但RFID本身无法进一步获取物体更详细的信息（如：生产日期、生产厂家、构件尺寸等）。而BIM模型恰好详细记录了建筑物及构件和设备的所有信息。此外BIM模型作为一个建筑物的多维度数据库，并不擅长记录各种构件的状态信息，而基于RFID技术的物流管理信息系统对物体的过程信息都有非常好的数据库记录和管理功能。这样BIM与RFID正好具有了互补性，来解决建筑行业由日益增长的物流跟踪带来的管理压力。
*施工现场3D配合――为各方提供交流的沟通平台
BIM可成为施工现场各方交流的沟通平台，这一平台不仅史无前例地集成了建筑物的完整信息，同时还提供了一个三维的交流环境。这大大提高了传统模式下项目各方人员在现场从图纸堆中找到有效信息进行交流的沟通效率。
通过在施工现场搭建基于BIM模型的交流平台，可以让项目各方人员方便地通过BIM模型协调项目方案，增加项目的可造性，及时排除矛盾，显著地减少由此产生的变更。由于BIM模型直观的表现力，也为机构和专业人员之间的交流减少了语言交流障碍。这些都有助于缩短施工时间，降低由于设计协调造成的成本增长（譬如业主需求变化），提高施工现场生产效率。
*竣工模型交付――为业主提供完整的建筑物全局信息
建筑作为一个系统，当完成建造过程准备投入使用时，首先需要对建筑进行必要的测试和调整，以确保它可以按照当初的设计来运营。在项目完成后的移交环节，物业管理部门需要得到的不只是常规的设计图纸、竣工图纸，还需要正确反映真实的设备、材料安装使用情况，常用件、易损件等与运营维护相关的文档和资料。可实际上这些有用的信息都被淹没在不同种类的纸质文档中了，而纸质的图纸是具有不可延续性和不可追溯性的，这不仅造成项目移交过程中可能出现的问题隐患，更重要的是需要物业管理部门在日后的运营过程中从头开始摸索建筑设备和设施的特性和工况。
BIM模型能将建筑物空间信息和设备参数信息有机地整合起来，从而为业主获取完整的建筑物全局信息提供平台。通过BIM模型与施工过程的记录信息相关联，甚至能够实现包括隐蔽工程图像资料在内的全生命周期建筑信息集成，不仅为后续的物业管理带来便利，并且可以在未来进行翻新、改造、扩建过程中为业主及项目团队提供有效的历史信息，减少交付时间，降低风险。
BIM在医院运行管理中的应用
BIM不是一个简单的医院建筑数字模式，它更是一个数字化的信息平台。
例如，在医院日常运营中，监控系统可以自动发现某个水泵控制阀门出现故障，查阅在库存记录中已无该阀门配件，于是提出采购申请――财务审核――主管领导审批――采购――安装（维修清单）――设备信息重新录入――最后重新进入设备运营监测。
整个过程涵盖了楼宇自动化系统、物业管理系统、财务系统、资源管理系统、ERP系统等等，而这一切都是建立在BIM的基础上的。将原有离散的控制系统、执行系统和决策系统整合在BIM的平台上。
*运营信息集成
在建筑物使用寿命期间，建筑物结构设施（如墙、楼板、屋顶等）和设备设施（如机械、电气、管道等）都需要不断得到维护。一个成功的维护方案将提高建筑物性能，降低能耗和修理费用，进而降低总体维护成本。
BIM模型结合运维管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，分配专人专项维护工作，以降低建筑物使用过程中突发状况的维修风险的次数。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录，以便对设备的适用状态提前做出判断。此外在三维的环境下，维护人员对于设备的位置十分清楚，大大提高了维护效率。
*设施及资产管理
当前企业对资产的管理已经逐步从传统的纸质方式中脱离，一套有序的资产管理系统将有效地提升建筑资产或设施的管理水平。但是由于建筑行业和设施管理行业的割裂，使得这些资产信息需要在运营阶段依赖大量的人工操作来录入资产管理系统，这不仅需要更多的系统数据准备时间，而且很容易出现数据录入错误。
BIM中包含的大量建筑信息能够顺利导入现有的资产管理系统，这对于资产管理而言，大大减少了系统初始化在数据准备方面的时间及人力投入。此外由于传统的资产管理系统本身无法准确定位资产位置，通过BIM结合RFID的资产标签芯片还可以使资产在建筑物中的定位及相关参数信息一目了然，实现精确定位，快速查询。
*辅助能源管理
建筑系统分析是对照着设计规定来衡量建筑物性能的过程。其中包括机械系统如何操作，建筑物能耗分析、内外部气流模拟、照明分析、人流分析等涉及建筑物性能的评估。BIM模型结合专业的建筑物系统分析软件避免了重复建立分析模型，不仅可以验证建筑物是否按照特定的设计规定和可持续标准建造，而且可以通过模拟更换整栋建筑所使用的材料设备，创建假设的解决方案，来显示建筑物性能更好或更差的状态。通过这些分析模拟，最终确定、修改系统参数甚至系统改造计划，以提高整个建筑的性能。
*空间管理
空间管理是业主为节省空间成本、有效利用空间、为最终用户提供良好工作、生活环境并促进人员的沟通与协调而对建筑空间所作的管理。空间管理最重要的是进行空间控制，做到经济而有效地利用空间。
BIM不仅可以用于有效管理建筑设施及资产等资源，也可以帮助资产管理团队记录空间的使用情况，处理业主要求空间的变更请求，分析现有空间的使用情况，以及评估设备试用期间空间相关环境参数的变化情况。
通过BIM模型结合空间追踪系统可以合理分配建筑物空间，追踪当前空间的使用情况，确保设施空间资源最大利用率，还能根据统计数据协助日后空间改造时的空间使用需求。
*灾害应急模拟分析
建筑作为人类栖息的场所和进行各类活动的物质条件，安全是第一位的。直接影响安全的因素，除房屋结构外，还包括各类灾害对其造成的破坏以及由此引发的连锁反应。利用BIM模型及相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前以模型和灾害预警信息为基础，模拟灾害发生的过程，分析灾害发生的原因，制定避免灾害发生的解决措施，以及发生灾害后人员疏散、救援支持的应急预案。
此外，当灾害发生后，BIM模型可以提供救援人员紧急状况点的完整信息，这将有效提高突发状况应对措施。此外楼宇自动化系统能及时获取建筑物及设备的状态信息，通过BIM和楼宇自动化系统的结合，使得BIM模型能清晰地呈现出建筑物内部紧急状况的位置，甚至到紧急状况点最合适的路线，救援人员可以由此做出正确的现场处置，提高应急行动的成效。
BIM的实施
虽然BIM能为行业带来巨大的价值，但我们也看到，实施BIM方面并不是一帆风顺，原因之一在于用户对BIM的实施方式缺乏足够的认识。
对于运用BIM的设计方来说，在成功实施BIM之前，需要充分考虑BIM的实施策略。不仅要考虑购买软件和安排培训，而且要考虑伴随BIM而至的工作流程和组织变更问题。例如：
――希望BIM解决哪些问题？BIM能做很多事情，但在实施BIM的初期，最好先设定一些具体的目标，然后根据目标来选择合适的软件工具和人员配置。
――是让现有设计团队学习BIM软件并直接用于设计，还是成立平行于现有设计团队的全新BIM团队？相当一部分企业现在倾向于成立新的小型BIM团队，从辅助设计开始做起，例如专门进行碰撞检查或绿色分析，以后再逐步扩展到使用BIM软件完成整个设计流程。
――是否具备合适的硬件和网络环境？BIM软件对硬件的要求可能略高于二维CAD软件，但并不超出大部分设计企业能接受的范围。
BIM代表一种新的建筑设计模式，而不仅仅是采用一种新的支撑技术，因而企业需要考虑这一变革性团队的组织结构。参与试点项目的团队成员应当具备灵活的头脑、进取心和大局观，并且热衷于BIM的宣传普及。
篇（9）
BIM技术是一种构建在建筑三维模型化的技术，同时附带有整个全专业建筑工程当中的信息，能够实时做到数字化分析的技术。目前BIM自2005年引入我国后，在应用层面上获得了很大的进步，对提升我国工程建设质量，起到了巨大的推进作用。在当今建筑工程领域，除了土建部分，其房屋智能化、城市智慧化、人工智能的程度不断提高，因此与之相关的机电工程项目的占比正在不断提升，作为智能楼宇系统、智慧城市的关键神经系统和传输中枢的机电系统、设备、管道的安装精度和复杂程度也在不断提升。将BIM技术应用到机电安装项目中，实现对机复杂电设备快捷安装、管道综合精确布置的施工管理-可视化技术交底，增强现实安装工程能力，避免实际工程的失误。
1基于BIM平台的AR技术
AR技术又称之为现实增强技术，是一种将现实同计算机模拟进行交互的技术，强调现实与虚拟场景的实时互动，主要用于校准两个场景的目标位置，在施工现场主要用于三维立体模型的展示，让使用者直观的看到真实物体的情况，也可以进行全角度的管材。例如在机电设备的安装时，无法观察较深层的装配情况，则可以使用AR比较设备安装位置及偏差尺度是否符合BIM模型的工程要求。
2基于BIM技术平台的辅助技术
传统机电安装施工技术存在一些问题较难以解决，由于目前建筑工程的复杂程度越来越高，重难点区域管线安装复杂，深化设计人员无法准确把握现场实际情况，容易造成图纸同施工现场无法匹配，造成返工或变更，使项目进度被耽误。其次目前管线与机电设备安装的定位，基本又施工队完成某，在建筑结构复杂的情况下，存在效率低下，空间局限性大，导致施工精度不足的问题，最终体现为机电安装工程最终验收时的设备安装精度、管线水平度、垂直度不足的情况。因此基于BIM技术平台的辅助技术采用的是测量机器人，通过同BIM技术平台当中的网络将BIM模型导入测量机器人当中，进行现场校核BIM模型的情况，完成BIM模型的调整、碰撞点的优化。同时以平台为基础对个管道、桥架的支架点进行分布测量，准确定位支架点。最后利用软件进行数据处理，选取放样点以三维坐标的形式进行分析并储存，同时对标三维模型，完成数据处理工作。
3AR技术在BIM平台当中的融合使用
1)通过测量机器人的坐标采集功能对BIM平台运用的机电安装工程项目进行测量，完成现场实际施工现场与三维模型的信息交互(预判碰撞点位置、优化后模型、再次测量、确认无误)。2)根据测量所获得的信息及三维建模，进行AR二次建模深化，对原有BIM进行拆分，并进一步处理成按照不同专业分类的AR虚拟场景模型，分类储存入机电安装企业已经架构好的BIM服务器的数据库中，模型的二次深化可以继续使用BIM平台中的Revit软件，也可以使用3Dmax软件，但都必须保持数据格式的一致性即后期协调工作-数据共享与交换的标准格式做准备。3)将符合机电设备、管道深化模型的模型通过ARToolkit导入在VS2013及以上版本的开放环境中进行开发基于AR设备的机电安装、管道安装与定位系统，成功后检查程序正确性，修复BUG，进行实时通讯测试，并发数容量测试，无问题后即可在相关设备上查看虚拟融合的场景，实现增强现实效果。4)采用BIM放样机器人，进行现场定位放样，连接施工作业。例如管道作业时，按照预制管件的拼接流程，对管件进行拼装，同时利用已有该场景的AR模型设备进行查看安装工艺及步骤，另外通过AR具有的增强现实的能力，对放样及机器人已定位的标高在设备上进行虚拟安装查看(设备可以为手机及平板，带有单摄像头)，为安装的顺利进行打下基础。5)利用测量机器人对施工安装后的管线或机电设备数据，对安装管线位置、设备进行复核检测，同时利用AR设备双摄像头具有点与点的图像识别功能，进行现场设备、管道的逆向建模采集，同BIM平台的模型进行三维比较，通过这样实时的现场验收数据与平台中的数据进行比对实现施工验收过程的真实可靠。
4效益分析
篇（10）
中图分类号：TP311.13 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0106-02
随着物联网技术的不断发展，大数据时代也随之到来，大数据处理已经成为当今各个行业领域数据处理的热点研究课题。大数据技术是一种新的技术和数据构架，以低成本、高速采集、处理和分析技术，从各种大规模的数据中提取价值，大数据技术已经被应用于建筑结构的监测数据存储，并在很大程度上提升建筑结构监测系统的整体性能[1][2]。因此，将大数据技术应用于工业建筑结构耐久性监测系统，对于结构耐久性数据管理性能的提升具有很大的帮助。
1 工业建筑结构耐久性大数据种类
不同于大规模数据，大数据具有自身鲜明的4V特征[3]：Volume（规模性）、Variety（多样性）、Velocity（高效性）和Value（价值性）。与大数据的特征类似，工业建筑结构耐久性数据也具有多样性、规模大、辨别难度高等特点。工业建筑结构耐久性数据主要包括：
（1）工业建筑结构的荷载以及工业厂房环境参数等数据；
（2）工业建筑结构内部应力的动静态响应数据；
（3）钢筋混凝土与钢结构表面形态数据；
（4）结构耐久性无线监测信号状态监测数据。
采用大数据技术对工业建筑结构耐久性数据进行存储管理，能够实现结构耐久性数据的高效存储及筛选优化，并且使得系统管理员能够对工业建筑结构耐久性数据进行实时、数字化及可视化管理。大数据应用于工业建筑结构耐久性数据的价值体系如图1所示。
在工业建筑结构耐久性无线监测系统中，大数据技术将应用于结构耐久性数据的采集、管理、分析以及后期的综合评估等各个阶段。将使得工业建筑结构耐久性无线监测系统的高效性、稳定性及可靠性等性能得以很大提升。
2 工业建筑结构耐久性大数据模型
工业建筑结构耐久性数据复杂多样，需要高性能的无线监测系统去完成结构耐久性数据的采集、筛选及存储管理等工作，应用大数据技术的工业建筑结构耐久性无线监测系统需要多服务器的协同工作。大数据技术在工业建筑结构耐久性无线监测系统中应用的模型如图2所示。
大数据应用模型中各阶段的主要工作如下：
（1）工业建筑结构耐久性数据采集、传输和存储阶段，主要依靠结构耐久性无线监测网络以及监测节点去完成主要的监测工作。此阶段工作的好坏主要取决于无线监测网络的稳定性及可靠性。
（2）结构耐久性数据筛选及预处理阶段，对无线监测网络采集的数据质量进行分类。数据质量是指能够一致地满足用户需求的程度，它是区分数据好坏的重要依据[3]。在此阶段主要是对结构耐久性数据进行清洗，保证结构耐久性数据的完整性、正确性及有效性等。
（3）数据整合与特征提取阶段的主要工作是将工业建筑结构耐久性无线监测节点采集的数据进行特征提取，将有关系的结构耐久性数据进行整合，为后期的结构耐久性状态评估做准备。
（4）采集的结构耐久性数据往往含有大量的噪声，在结构耐久性数据挖掘与知识发现阶段，主要工作是把含有噪声的结构耐久性数据转换为可用的数据信息。
（5）在结构耐久性数据可视化与应用阶段，将传统的结构耐久性数据转化为简明的图形化数据，使得工业建筑结构耐久性数据更加直观的展示。
（6）结构耐久性数据智能评估与实时交互阶段，主要工作是从工业建筑结构耐久性数据库中提取结构耐久性数据进行分析，采用智能算法进行建模预测，对工业建筑结构耐久性状态进行评估。
（7）结构耐久性数据智能管理主要是将工业建筑结构耐久性状态评估的数据信息发送到大数据云服务器进行存储管理，便于定期对工业建筑结构耐久性状态进行查询，了解工业建筑的服役状态，为工业建筑结构的维护加固提供重要的参考依据。
大数据的应用将贯穿于工业建筑结构耐久性无线监测系统的各个阶段，保证结构耐久性数据的实时性、精确性、可视化及适用性等特性，为工业建筑后期结构耐久性状态评估及运营维护提供了重要的技术支撑。
3 工业建筑结构耐久性大数据分析平台
工业建筑结构耐久性无线监测系统采集的数据主要包括工业建筑服役的环境参数、工业建筑结构应力以及位移等结构耐久性信息。许多大量的工业建筑结构耐久性数据分散于不同的数据源中，有的存储在结构耐久性数据库服务器中，有的可能存储在其他文本文件中，需要一种智能化的数据分析管理工具来解决此类问题。
将Tableau数据分析软件应用于工业建筑结构耐久性数据的分析，可以实现结构耐久性数据的可视化。数据可视化让枯燥的数据以简单友好的图表形式展现出来，是一种最为直观有效的分析方式[4]。运用Tableau可视化的功能对工业建筑结构耐久性数据进行处理，从而更好地完成对结构耐久性数据的分析工作。将Tableau智能分析平台应用于工业建筑结构耐久性数据分析的优势有以下几方面：
（1）具有实时性且高效率。通过分析平台自身的内存数据引擎，不但可以直接查询外部的工业建筑结构耐久性数据，而且可以动态地从结构耐久性数据库中提取数据，实时更新连接的结构耐久性数据，从而提高了针对工业建筑结构耐久性数据的访问和查询的效率。
（2）多种数据源连接。工业建筑结构耐久性数据类型复杂多样，往往存在于不同类型的数据库或者文件中。Tableau不仅可以与存储工业建筑结构耐久性数据的Excel、Access以及文本文件等数据源连接，而且能够对SQL、Oracle等数据库中的结构耐久性稻萁行访问、筛选及处理等操作。
（3）实现数据融合。在调用工业建筑结构耐久性数据库以及数据文件时，Tableau可以创建多种链接，将存储于多个文件中的结构耐久性数据进行融合，方便对于工业建筑结构耐久性进行全面分析评估。
（4）云端数据连接。Tableau可以实现与工业建筑结构耐久性的Web数据源以及主流的云端数据服务器（如MySQL、Cloudera Hadoop、Oracle等）进行连接。在完成对结构耐久性云端数据的分析处理后，将筛选处理后的结构耐久性信息返回存储到云端服务器，便于后期对工业建筑结构耐久性状态的分析提供重要的参考数据。
采用Tableau大数据分析工具对工业建筑结构耐久性数据进行智能化分析，将对工业建筑结构耐久性的整体分析评价提供很大的帮助。
4 结语
大数据技术逐步被应用于各行各业，将大数据技术应用于工业建筑结构耐久性监测系统具有很大优势，借助于数据可视化可以实现工业建筑结构耐久性数据的图形化，能够将结构耐久性数据清晰有效地展示给管理用户，并使得工业建筑结构耐久性无线监测系统的整体性能得以很大的提升。
参考文献
[1]张付各，孙运良，孙宗军，等.大数据时代下的桥梁检测方法[J].山西建筑， 2016（33）：159-161.
