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1、泓域/光学膜项目建筑工程计划光学膜项目建筑工程计划目录一、 项目简介3二、 产业环境分析6三、 壮大平台赋能体系7四、 必要性分析9五、 智能建筑与智慧城市10六、 新一代智能制造技术在建筑业的应用19七、 BIM技术在规划设计阶段的应用22八、 BIM技术在运营维护阶段的应用33九、 竣工决算编制36十、 竣工决算报批39十一、 设备及工器具购置费40十二、 建筑安装工程费用44十三、 投资估算方法49十四、 概预算方法50十五、 FIDIC施工合同条件56十六、 英国NEC和美国AIA合同文本65十七、 工程设计合同管理69十八、 工程勘察合同管理75十九、 设计施工总承包合同履行管理84
2、二十、 项目投资计划88建设投资估算表90建设期利息估算表91流动资金估算表92总投资及构成一览表94项目投资计划与资金筹措一览表95二十一、 项目经济效益分析95营业收入、税金及附加和增值税估算表96综合总成本费用估算表97利润及利润分配表99项目投资现金流量表101借款还本付息计划表104一、 项目简介(一)项目单位项目单位:xxx(集团)有限公司(二)项目建设地点本期项目选址位于xxx(待定),占地面积约84.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。(三)建设规模该项目总占地面积56000.00(折合约84.00亩)
3、,预计场区规划总建筑面积105326.59。其中:主体工程64009.01,仓储工程25456.03,行政办公及生活服务设施8879.25,公共工程6982.30。(四)项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况,xxx(集团)有限公司将项目工程的建设周期确定为12个月,其工作内容包括:项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。(五)项目提出的理由1、长期的技术积累为项目的实施奠定了坚实基础目前,公司已具备产品大批量生产的技术条件,并已获得了下游客户的普遍认可,为项目的实施奠定了坚实的基础。2、国家政策支持国内产业的发展近年来,我国政府出台了一系列政策鼓励、
4、规范产业发展。在国家政策的助推下,本产业已成为我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业,伴随着提质增效等长效机制政策的引导,本产业将进入持续健康发展的快车道,项目产品亦随之快速升级发展。“十三五”期间,我省坚持把工业互联网作为推动新一代信息技术与制造业深度融合的关键,全省工业APP创新应用企业的关键业务环节工业技术软件化率超40%,规上工业企业数字化研发设计工具普及率达76.1%。工业互联网在重点行业加速实现融合应用,个性化定制、网络化协同、智能化制造、服务化延伸等新模式新业态加速推广,涌现了一批国家级试点示范项目。,(六)建设投资估算1、项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和
5、流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资36399.41万元,其中:建设投资28074.09万元,占项目总投资的77.13%;建设期利息361.94万元,占项目总投资的0.99%;流动资金7963.38万元,占项目总投资的21.88%。2、建设投资构成本期项目建设投资28074.09万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用24381.94万元,工程建设其他费用2976.25万元,预备费715.90万元。(七)项目主要技术经济指标1、财务效益分析根据谨慎财务测算,项目达产后每年营业收入67000.00万元,综合总成本费用56379.94万元,纳税总额5342.22万元,净利润7
6、743.17万元,财务内部收益率14.14%,财务净现值-1193.82万元,全部投资回收期6.57年。2、主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积56000.00约84.00亩1.1总建筑面积105326.59容积率1.881.2基底面积34160.00建筑系数61.00%1.3投资强度万元/亩325.202总投资万元36399.412.1建设投资万元28074.092.1.1工程费用万元24381.942.1.2工程建设其他费用万元2976.252.1.3预备费万元715.902.2建设期利息万元361.942.3流动资金万元7963.383资金筹措万元3639
7、9.413.1自筹资金万元21626.183.2银行贷款万元14773.234营业收入万元67000.00正常运营年份5总成本费用万元56379.946利润总额万元10324.227净利润万元7743.178所得税万元2581.059增值税万元2465.3310税金及附加万元295.8411纳税总额万元5342.2212工业增加值万元18777.5613盈亏平衡点万元30514.17产值14回收期年6.57含建设期12个月15财务内部收益率14.14%所得税后16财务净现值万元-1193.82所得税后二、 产业环境分析预计区域地区生产总值增长xx%,提前实现比xx年翻一番目标。一般公共预算收入
8、增长xx%,其中税收收入占比达xx%。规上工业增加值增长xx%,保持区域前列。社会消费品零售总额增长xx%,位居区域第一。新增社会融资规模xx亿元,其中新增贷款xx亿元、创十年来最好水平。适应发展进入新阶段、社会主要矛盾发生变化的必然要求,突出系统思维、辩证思维、创新思维、底线思维,把注意力集中到解决各种不平衡不充分问题上,集中到打基础、谋长远的大事要事上,使创新、协调、绿色、开放、共享五大理念成为引领高质量发展最强大的动力。主动把城市发展放在更高的坐标系中进行审视,善于跟最好的学,敢于跟最强的争,努力在瞄准标杆、追赶标杆、超越标杆中争做他人的标杆。综合各方面因素,今年区域经济社会发展的主要预
9、期目标是:地区生产总值增长xx%xx%,一般公共预算收入增长xx%以上,规上工业增加值增长xx%以上,规上固定资产投资增长xx%左右,社会消费品零售总额增长xx%xx%,外贸进出口稳中提质,实际使用外资xx亿美元左右,全社会研发经费支出占地区生产总值比重达到xx%以上,居民消费价格涨幅控制在xx%以内,城乡居民人均可支配收入与经济增长同步,城镇登记失业率控制在xx%以内,单位地区生产总值能耗降低xx%左右。三、 壮大平台赋能体系建设特色鲜明的平台发展体系。围绕主导优势产业、重点区域和核心企业的发展需求,持续优化“企业级+行业级+区域级”的省级工业互联网平台建设推广体系。聚焦数字基础好、带动效应
10、强的重点行业,培育行业工业互联网平台,引导平台供应商强化软件、装备、综合解决方案供给能力,加快工业设备和业务系统“上云上平台”。面向制造资源集聚程度高、产业转型需求迫切的区域,打造区域特色工业互联网平台,推动平台在重点产业集聚区落地,赋能区域制造业数字化转型升级。面向特定工业场景和企业具体转型需求,建设企业工业互联网平台,解决企业生产经营实际问题,加速生产方式和组织形态创新变革。培育实用型工业APP。构建“企业专用+行业通用+基础共性”工业APP发展体系。推动工业APP向工业互联网平台汇聚,引导平台企业强化工业数据集成管理和工艺、控制、运维等工业机理建模等核心能力,完善应用程序编程接口(API
11、)、专用开发工具(SDK)、开发环境等基础能力,构建功能齐全、使用方便的集成开发环境和部署分发生态(AppStore)。面向新模式标杆应用场景,鼓励平台企业与龙头制造企业联合开发一批工业互联网原生应用程序。聚焦中小企业“上云上平台”重点共性需求,鼓励平台企业、云服务企业、工业软件企业、系统集成商合作开发一批轻量型Web应用程序。发展适用性解决方案供应商。培育一批围绕工业互联网重点领域的通用供应商,具备细分场景技术优势的专业供应商,与行业知识经验及需求深度结合的行业供应商。培育工业互联网运营服务商,提升网络运维、安全保障、行业应用推广等运营服务能力。结合省级平台建设计划和应用示范情况,围绕工艺、
12、控制、运维等核心环节,聚焦高性能网络、智能模块、智能联网装备、工业软件等核心软硬件产品,遴选一批面向不同工业场景、具有智能技术特征、深度应用数据分析工具的优秀解决方案。围绕推进中小企业“上云上平台”,形成动态更新的中小企业数字化赋能服务产品推荐目录,加快应用推广。构建平台间开放协同机制。以产业联盟、技术标准、开源组织等为纽带,构建“API+APP+开源”产业协同体系。鼓励企业级平台、行业级平台、区域级平台建设功能开放平台和服务市场(APIStore),规范平台间功能调用、信息互通、模型共享接口,促进平台间数据采集能力、数据管理与分析能力、业务运营能力的互补,联合打造一批能够快速交付的成熟解决方
13、案或工业APP,推动工业APP跨平台流动迁移。支持平台企业深度参与工业互联网领域开源社区、技术标准组织建设,推动共性经验知识沉淀提炼,基础架构、通用工具、代码和计算框架的开放共享。支持平台企业加大开发者社区和工业APP商店建设力度,广泛汇聚第三方应用开发者,形成集体开发、合作创新、对等评估的开发机制。,四、 必要性分析1、现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过优化生产流程、强化管
14、理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。2、公司产品结构升级的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势,保持公司在领域的国内领先地位。五、 智能建筑与智慧城市(一)智能建筑智能建筑概念源于美国。美国智能建筑学会认为:智能建筑是对建筑物的结构、系统、服务和管理四
15、个基本要素进行最优化组合,为用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。我国智能建筑起步于20世纪90年代,在90年代中后期达到建设高峰。2015年11月正式实施的智能建筑设计标准(GB50314-2015)将智能建筑定义为:以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。1、智能建筑基本构成智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和绿色建筑为目标,追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和经济合
16、理。智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能化系统机房工程等组成。(1)信息化应用系统。信息化应用系统是指以信息设施系统和建筑设备管理系统等智能化系统为基础,为满足建筑物各类专业化业务、规范化运营及管理需要,由多种类信息设施、操作程序和相关应用设备等组合而成的系统。信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务等应用功能。(2)智能化集成系统。智能化集成系统是指为实现建筑物运营及管理目标,基于统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成的具有信息汇聚、资源共享、协同运
17、行、优化管理等综合应用功能的系统。智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统组成,采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式,以实现绿色建筑,满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标。(3)信息设施系统。信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物公共通信服务综合基础条件的系统。信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内信号覆盖系统、卫星通信系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议系统、信息导引及发布系统、时钟系统
18、等。(4)建筑设备管理系统。建筑设备管理系统是指对建筑设备监控和公共安全系统等实施综合管理的系统,其包括建筑设备监控系统、建筑能效监管系统,以及需要纳入管理的其他业务设施系统,以节约资源、优化环境质量管理为目标,具有建筑设备能耗监测,运行监控信息互为关联、共享的功能。(5)公共安全系统。公共安全系统是指为维护公共安全,运用现代化科学技术,具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综合技术防范或安全保障体系综合功能的系统,其包括安全防范综合管理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、停车场(库)管理系统等。(6)应急响应系统。应急响应系统是指为应对各类突发公共安全事件,提高应
19、急响应速度和决策指挥能力,有效预防、控制和消除突发公共安全事件的危害,具有应急技术体系和响应处置功能的应急响应保障机制或履行协调指挥职能的系统。(7)智能化系统机房工程。智能化系统机房工程是指为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件,以确保各智能化系统安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程。智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系统总配线机房、智能化总控室、信息网络机房、用户电话交换机房、消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间(弱电间、电信间)等。机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间,必须与消防疏散指示标志,照明备用电源的
20、连续供电时间一致。2、智能建筑技术基础计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础,能实现对建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、交换、传输、处理、存储、检索与显示等功能。自动化控制技术通过信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控,根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节设备,使设备运行始终处于最佳状态,对电力、供热、供水等能源的调节,安全、舒适、节能。(二)智慧城市2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念。2012年我国智慧城市试点全面启动。我国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出:以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化
21、为重点,充分运用现代信息技术和大数据,建设一批新型示范智慧城市。截至2018年11月,全国100%副省级以上城市、90%地级以上城市,总计700多个城市提出或在建智慧城市,已有277个智慧城市试点和3个新型智慧城市试点。智慧城市术语(GB/T37043-2018)将智慧城市定义为:运用信息通信技术,有效整合各类城市管理系统,实现城市各系统间信息资源共享和业务协同,推动城市管理和服务智慧化,提升城市运行管理和公共服务水平,提高城市居民幸福感和满意度,实现可持续发展的一种创新型城市。1、智慧城市顶层设计智慧城市顶层设计是指从城市发展需求出发,运用体系工程方法统筹协调城市各要素,开展智慧城市需求分析
22、,对智慧城市建设目标、总体框架、建设内容、实施路径等方面进行整体性规划和设计的过程。(1)基本原则。智慧城市顶层设计遵循以下基本原则。1)以人为本。以“为民、便民、惠民”为导向。2)因城施策。依据城市战略定位、历史文化、资源禀赋、信息化基础设施及经济社会发展水平等方面进行科学定位,合理配置资源,有针对性地进行规划和设计。3)融合共享。以实现数据融合、业务融合、技术融合,以及跨部门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务为目标。4)协同发展。体现数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇聚和辐射应用,建立城市管理、产业发展、社会保障、公共服务等多方面的协同发展体系。5)多元参与。在开展智慧
23、城市顶层设计过程中应考虑政府、企业、居民等不同角色的意见及建议。6)绿色发展。考虑城市资源环境承载力,以实现可持续发展、节能环保发展、低碳循环发展为导向。1)创新驱动。体现新技术在智慧城市中的应用,体现智慧城市与创新创业之间的有机结合,将智慧城市作为创新驱动的重要载体,推动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新。(2)基本过程。智慧城市顶层设计基本过程分为需求分析、总体设计、架构设计、实施路径设计四步。1)需求分析。通过城市发展战略与目标分析、城市现状调研分析、智慧城市现状评估、其他相关规划分析等方面的工作,梳理出政府、企业、居民等主体对智慧城市的建设需求。2)总体设计。在需求分析基础上,
24、确定智慧城市建设的指导思想、基本原则、建设目标等内容,识别智慧城市重点建设任务,提出智慧城市建设总体框架。3)架构设计。依据智慧城市建设需求和目标,从业务、数据、应用、基础设施、安全、标准产业七个维度和各维度之间的关系出发,对业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准体系及产业体系进行设计。4)实施路径设计。在前期阶段成果的基础上,依据智慧城市重点任务建设,提出智慧城市建设重点工程,并明确工程属性、目标任务、实施周期、成本效益、政府与社会资金、阶段建设目标等,设计各工程项目的建设运营模式、实施阶段计划和风险保障措施,确保智慧城市建设顺利进行。2、智慧城市评价指标(1)评价指标设
25、计原则。智慧城市评价指标设计应遵循以下原则1)导引性。指标设计要突出智慧城市的本质和特征,注重智慧城市建设的质量与成效,可充分发挥对本领域智慧化建设的引导作用。2)代表性。评价指标应体现本领域特点,应具有典型性和代表性。3)人本性。评价指标应注重为民、便民、惠民成效,突出城市管理和公共服务的质量和水平。4)规范性。指标选取要制定分项评价指标。5)可操作性。评价指标应可量化计算,且指标相关的历史数据、最新数据便于采集。6)系统性。评价指标共同组成评价本领域智慧城市建设水平成效的有机整体,彼此之间尽可能相对独立。(2)评价指标体系内容。智慧城市评价指标体系可分为能力类指标、成效类指标两类。能力类指
26、标、成效类指标所涉及的各个方面均可作为一级指标。每个一级指标下又包含若干二级指标评价要素,每个二级指标评价要素代表对一级指标某一个侧重面的考量依据。1)能力类指标。能力类指标是指对智慧城市建设运营基础能力的评价指标,即城市运用各种资源建设运营智慧城市的基本能力评价指标。能力类指标可用于评价城市运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,进行城市规划、建设和提升城市管理.服务水平的一系列要素项。智慧城市评价中的能力类一级指标通常包括信息资源、网络安全、创新能力、机制保障及基础设施五方面。其中,信息资源一级指标又可包括三项二级指标,即信息资源开放、信息资源共享、信息资源开发利用;
27、网络安全一级指标又可包括四项二级指标,即网络安全管理,监测、预警与应急,信息系统安全可控,要害数据安全;创新能力一级指标又可包括四项二级指标,即新一代信息技术应用、模式创新、技术研发与创新、科研成果转化;机制保障一级指标又可包括五项二级指标,即规划与建设方案、标准体系、政策法规、投融资机制、组织管理机制;基础设施一级指标又可包括两项二级指标,即信息基础设施和公共基础设施。2)成效类指标。成效类指标是指对智慧城市建设运营效果的评价指标,即城市各应用领域智慧化建设运营的成效评价指标。成效类指标可用于评价城市居民、企业及政府管理者本身所感受到的通过智慧城市建设带来的便捷性、宜居性、舒适性、安全感、幸
28、福感等一系列相关的要素项。智慧城市评价中的成效类一级指标通常包括公共服务、社会管理、生态宜居、产业体系四方面。其中,公共服务一级指标又可包括五项二级指标,即服务便捷度、服务丰富度、服务覆盖度、服务集成度、服务满意度;社会管理一级指标又可包括六项二级指标,即办理快捷度、管理公开度、管理精准度、跨部门协同度、公共安全管理水平、信用环境建设水平;生态宜居一级指标又可包括四项二级指标,即生态环境改善度、环境监测防控能力、社区信息服务水平、生活数字化程度;产业体系一级指标又可包括五项二级指标,即农业生产经营信息化水平、两化融合水平、新型信息服务提供能力、特定行业信息化发展水平、电子商务发展与应用成效。六
29、、 新一代智能制造技术在建筑业的应用智能制造可归纳为三个基本范式,即数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成,不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源能耗,是新一轮工业革命的核心驱动力,是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智能制造的技术机理,能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程实践。(1)传统制造与“人-物理系统”(Human-
30、PhySicalSyStemS,HPS)。传统制造系统包含人和物理系统两大部分,是完全通过人对机器的操作控制来完成各种工作任务。动力革命极大地提高了物理系统(机器)的生产效率和质量,物理系统(机器)代替了人类大量体力劳动。传统制造系统中,要求人完成信息感知、分析决策、操作控制及认知学习等多方面任务,不仅对人的要求高,劳动强度大,而且系统工作效率、质量还不够高,完成复杂工作任务的能力还很有限。(2)新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制造系统相比,智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信息系统,形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发展,“人一信息一物理系统
31、”发生质的变化,形成新一代“人一信息物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习功能,信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力,更具有学习提升、产生知识的能力。(二)3D打印技术1、基本原理(1)建筑3D打印技术作为新型数字建造技术,集成了计算机技术、数控技术、材料成型技术等,采用材料分层叠加的基本原理,由计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息,并对其进行一定处理,按某一方向(通常为Z向)将模型分解成具有一定厚度的层片文件(包含二维轮廓信息)然后对文件进行检验或修正并生成正确的数控程序,最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现建筑物或构筑物的自动
32、建造,也被称为“增材建造(additivecOnStructiOn)三维模型建立与近似处理。三维建模方法有两种:首先,通过建筑参数化建模软件(如Revit,3Dmax等)直接建模;其次,利用逆向工程(reverSeengineering,RE)或反求工程(如三维扫描等)通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维模型导出为特定的近似模拟文件,如STL格式文件等,为后续工作做好准备。(2)模型切片与路径规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打印数控系统,系统对模型进行两步处理用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合,即分层切片处理。将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径,即层片路径规划。2
33、、机器人建造特征人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征:一体化、体外化和虚拟/物质化的数字。(1)一体化。一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打通,其次是设计与建造的打通。这一切是建立在建筑设计方法从几何参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。(2)体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是人在思维和身体上的延伸,而是独立于人体,有着与人类不同的能力与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp“参与到设计过程中。机器的目的不是主导设计,而是在预设条件下增强人的能力。(3)虚拟化/物质化的数字孪生。虚拟化/物质化的数字孪生是人机协作成果获得
34、直接体现的重要原因,无论是可视化、参数化还是性能化模拟,都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事物之间精确的映射关系,也是将可视化信息转化为实体建造的关键,这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。七、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采
35、用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。(1)场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面。(2)场地设计。其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。(3)匹配规划设计条件。在设计的前期阶段,匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段,很难做到对指标的实时监控,而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。(4)投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中,其主要原因是
36、对工程项目投资估算和预算不准确,在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主,指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生,而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。(5)BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说,其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。(二)BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构
37、思阶段很重要,因此,方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代,但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模(1)体量建模。方案构思阶段,设计师往往从概念开始建模,体型确定后再通过具体构建去实现造型。(2)参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系,生成可以灵活调控的计算机模型。(3)体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计,BIM软件在构件化方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟,并在此基础上有针对性地改进
38、和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的,因此,不仅对几何模型有较高要求,同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。(1)能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论,针对建筑进行全年逐时仿真模拟,以预测建筑的能源消耗量。(2)自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟,以获得更高的使用舒适度,并降低不必要的照明及空调消耗。(3)自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度,从而为进一步优化设计提供坚实依据,同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分
39、析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性,设计者可以实时检视设计成果,同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此,BIM结合虚拟现实技术应用,还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。(三)BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形体设计细节,确认结构系统、机电系统方案细节,协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立BIM模型对于整个工程设计策划至关重要,其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划。2、建筑设
40、计消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实再现,对工程设计起到优化参考作用。3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时,除具有常见的建筑机电设备系统外,通常还会配置特殊的工艺设备设施系统,用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率。在初步设计阶段,这些特殊工艺设备设施系统,作为建设工程已形成生产能力的一个组成部分,已成为达成生产服务目标必不可少的支撑系统。4、工程概算近年来随着BIM在我国的快速发展,BIM在工程概算及工程量计算中的应用得到研究与探索,逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱节甚至流于形式的情况。(
41、四)BIM在施工图设计阶段的应用施工图设计是建筑设计的重要阶段,借助BIM技术,施工图设计在信息时代发生了深刻变化。以BIM建筑信息模型作为设计信息的载体,将设计信息归总为数字化、数据库,以数据库方式部分代替传统的图纸模式传递设计信息,从而使工程建设信息可以快捷、准确地查询、更新、删除和保存。1、专业模型深化建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流程与初步设计阶段并无多大区别,施工图设计BIM模型承接初步设计阶段BM模型,以高效保证BM模型在设计周期内流转、传递与深化,为BIM模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。(五)基于BIM的虚拟建造基于BIM的虚拟建造是实际建造过程在计算机
42、上的虚拟仿真实现,以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、虚拟现实、结构仿真、计算机辅助设计等技术,在高性能计算机硬件等设备及相关软件本身发展的基础上协同工作,可对建造中的人、财、物信息流动过程进行全真环境的3D模拟,为工程项目各参与方提供一种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法,可以有效地提高建造水平,消除建造隐患,防止建造事故,减少施工成本与时间,增强施工过程中的决策、控制与优化能力,增强建筑企业核心竞争力。基于BIM的虚拟建造包括基于BIM的预制构件虚拟拼装和基于BIM的施工方案模拟两方面内容。1、基于BIM的预制构件虚拟拼装在预制构件生产完成后,其
43、相关的实际数据(如预埋件实际位置、窗框实际位置等参数)需要反馈到BIM模型中,对预制构件的BIM模型进行修正。在出厂前,需要对修正的预制构件进行虚拟拼装,旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差对安装精度的影响在可控范围内,则可出厂进行现场安装;反之,不合格的预制构件则需要重新加工。构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同,主要体现在:深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度,其预拼装结果反馈到设计中对深化设计进行优化,可提高预制构件生产设计的水平;而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息,其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化,同时对不合格
44、的预制构件进行报废,可提高预制构架生产加工的精度和质量。2、基于BIM的施工方案模拟通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型,可以实现对施工方案进行实时交互和逼真模拟,进而对已有施工方案进行验证、优化和完善,逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作时,能预知实际施工过程中可能碰到的问题,提前避免和减少返工及资源浪费现象,优化施工方案,合理配置施工资源,节省施工成本,加快施工进度,控制施工质量,达到提高建筑施工效率的目的。虚拟施工流程。从图中可以看出,虚拟施工是一个复杂的系统工程,不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件先后顺序、对施工过
45、程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优方案判定等不同阶段,同时还涉及建筑、结构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。(六)基于BIM的施工现场临时设施规划应用BIM技术协调施工现场临时设施规划,主要是为解决多阶段平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息不连续问题。BIM作为工具可代替传统的CAD直接进行施工现场临时设施规划工作。基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施,可对施工场地进行布置,合理安排塔吊、库房、加工场地和生活区等位置,解决现场施工场地平面布置问题,解决场地划分问题;通过与业主的可视化沟通协调,对施工场地进行优化,选择最优施工路
46、线。(1)标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理,施工现场临时设施规划模型建立前,要依照企业标准、设计图纸、设备选型建立临时设施族库,族库应包含必要的可调参数。(2)主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆场、机具、临时设施布置情况,因此,可对主体模型进行必要的简化处理以降低模型复杂程度,对周围的主要建筑物、道路、环境等以外轮廓形式予以体现。(3)模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化调整的重要依据,因此,充足、标准的模型信息对平面布置协调具有重要意义。(4)平面布置模拟。在模型及信息完备的基础上,可对使用紧张的堆场、大重物资和大型设备进场、重型材料吊装
47、进行平面布置模拟,对材料运输路径、堆放场地、起重半径进行复核,从而确定最优化方案。(5)模型信息使用。上述各种模型信息均是日后平面管理的重要依据,通过信息整合,可将孤立的施工现场临时设施规划连续化,形成施工现场临时设施规划变化过程,系统地统筹各阶段平面布置,作为平面管理、分包堆场申请、使用、考核的参考指标。(七)基于BIM的施工进度管理BIM技术应用,有助于提升工程施工进度计划和控制效率。一方面,支持总进度计划和项目实施中分阶段进度计划的编制,同时进行总、分进度计划之间的协调平衡,直观高效地管理施工进度有关信息。另一方面,支持管理者持续跟踪工程实际进度信息,在BIM条件下将实际进度与计划进度进行动态跟踪及可视化模拟对比,进行工程进度趋势预测,为项目管理人员采取纠偏措施提供依据,实现工程进度动态控制。1、基于BIM的施工进度计划基础信息要求BIM模型是BIM施工进度管理实现的基础。BIM建模软件一般将模型元素分为模型图元、视图图元和标注图元。模型图元是BIM模型的核心元素,是对建筑实体最直接的反映。2、基于BIM的施