淺談BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

寧棟 毛璐陽(yáng)

摘 要：BIM技術(shù)作為繼CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)后出現(xiàn)的建設(shè)領(lǐng)域的又一重要的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用。在我國(guó)，要想發(fā)展BIM技術(shù)，需要重視基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件的開發(fā)，還應(yīng)該建立和完善BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)該勇于實(shí)踐探索有效的應(yīng)用模式。只有這樣，才能讓BIM技術(shù)在我國(guó)建設(shè)領(lǐng)域中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑施工；工程建設(shè)信息化

隨著社會(huì)文明的發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)為制造業(yè)、電子業(yè)等行業(yè)帶來(lái)了革新性的變化，而建筑業(yè)信息化程度還一直處于較低水平。在追求低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展的大背景下，工程建設(shè)信息化已經(jīng)成為了時(shí)代發(fā)展的必然方向。BIM 技術(shù)作為一種新一代創(chuàng)新性的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具與生產(chǎn)方式，成為建設(shè)信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息為基礎(chǔ)，建

立起的三維建筑模型。BIM不僅是通常理解的一種或者一類軟件，也不局限于建筑模型的建立。BIM是貫穿于整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目生命周期的信息集合，是一種有別于傳統(tǒng)的工作模式和協(xié)同管理模式，是將傳統(tǒng)粗放型的建筑行業(yè)向精細(xì)、高效、統(tǒng)一轉(zhuǎn)變的一場(chǎng)技術(shù)革命，這次技術(shù)革命被稱為是建筑行業(yè)繼20世紀(jì)甩掉手工繪圖板向CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變后的又一次重大的技術(shù)變革。

BIM技術(shù)的提出始于20世紀(jì)末的美國(guó)，近年來(lái)，BIM技術(shù)的應(yīng)用在歐美及日本等國(guó)家發(fā)展迅速，統(tǒng)計(jì)表明美國(guó)建筑300強(qiáng)企業(yè)中80%以上都應(yīng)用了BIM 技術(shù)，而且歐美國(guó)家相繼出臺(tái)了國(guó)家的BIM技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用還處于起步階段，應(yīng)用BIM的建筑企業(yè)不到10%。但在中央“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目《現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究》中，已明確提出將深入研究BIM技術(shù)，并構(gòu)建基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和符合我國(guó)國(guó)情的BIM規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，把BIM列入“十二五”期間建筑信息化的發(fā)展重點(diǎn)，數(shù)字城市的建設(shè)是建筑科技發(fā)展的總體目標(biāo)，BIM技術(shù)的發(fā)展是達(dá)到這一目標(biāo)的必然途徑。目前國(guó)內(nèi)已有許多成功應(yīng)用BIM的案例，如上海中心大廈、奧運(yùn)“水立方”場(chǎng)館、世博場(chǎng)館等大型復(fù)雜建設(shè)項(xiàng)目，都取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用價(jià)值

BIM技術(shù)是貫穿于建設(shè)生命全過程的技術(shù)模式。工程建設(shè)的施工階段，是將建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工企業(yè)建立以BIM應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化體系，能夠提升施工建設(shè)水平，保證施工質(zhì)量，得到更多的經(jīng)濟(jì)效益。BIM 技術(shù)在施工階段具體應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）三維渲染，宣傳展示，給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊。依據(jù)施工計(jì)劃，形象地展示場(chǎng)地和大型設(shè)備的布置情況，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工方案，施工順序的選擇，進(jìn)行4D的模擬，對(duì)不同的施工方案進(jìn)行對(duì)比選擇等。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ)，大大提高了三維渲染效果的精度與效率，給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹，提升中標(biāo)幾率。例如浙江建工集團(tuán)的浙商銀行總部大樓、浙報(bào)大樓、地鐵蓋挖逆作施工中的應(yīng)用都起到了很好的效果。

2）快速算量，大幅提升精度。BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建，通過建立6D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí)，可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升施工管理效率。通過BIM模型提取材料用料，設(shè)備統(tǒng)計(jì)，管控造價(jià)，預(yù)測(cè)成本造價(jià)，從而為施工單位項(xiàng)目投標(biāo)及施工過程中的造價(jià)控制提供合理的依據(jù)。

3）精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)。施工企業(yè)精細(xì)化管理很難實(shí)現(xiàn)的根本原因在于海量的工程數(shù)據(jù)無(wú)法快速準(zhǔn)確獲取以支持資源計(jì)劃，致使經(jīng)驗(yàn)主義盛行。而BIM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理人員快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為施工企業(yè)制定精確人材計(jì)劃提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。

4）虛擬施工，有效協(xié)同。三維可視化功能再加上時(shí)間維度，可以進(jìn)行虛擬施工。隨時(shí)隨地直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)進(jìn)行有效協(xié)同，施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對(duì)工程項(xiàng)目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)，大大減少建筑質(zhì)量問題、安全問題，減少返工和整改。

5）碰撞檢查，減少返工。BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化，利用BIM的三維技術(shù)在前期可以進(jìn)行碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量，同時(shí)也提高了與業(yè)主溝通的能力。

3 施工企業(yè)BIM應(yīng)用中存在的主要問題

第一，對(duì)信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)和信息化意識(shí)有待加強(qiáng)。建筑施工企業(yè)信息化建設(shè)是國(guó)家建筑業(yè)信息化的基礎(chǔ)之一，也是企業(yè)管理轉(zhuǎn)型、升級(jí)的關(guān)鍵工作，是企業(yè)管理的新鮮事物。但是，在實(shí)際工作中，企業(yè)決策層、管理層和作業(yè)層的人員對(duì)此項(xiàng)工作普遍存在認(rèn)識(shí)不足、意識(shí)不強(qiáng)、動(dòng)力欠缺的現(xiàn)象。

第二，對(duì)信息化建設(shè)的資金投入不足。目前，建筑施工企業(yè)開展信息化建設(shè)，包括了硬件的投入和軟件的開發(fā)，需要較大的資金投入，特別是企業(yè)在首期建設(shè)中，需要很大的資金投入量，通過機(jī)房改造、硬件升級(jí)、軟件開發(fā)和采購(gòu)等，才能形成企業(yè)信息系統(tǒng)和發(fā)揮效用。但建筑施工企業(yè)是微利行業(yè)，產(chǎn)值利潤(rùn)率、資產(chǎn)利潤(rùn)率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他產(chǎn)業(yè)，難以籌措大量資金進(jìn)行信息化建設(shè)和維護(hù)。

第三，專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量不足、質(zhì)量不高。在建筑施工企業(yè)內(nèi)部，從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用和管理的專業(yè)屬小眾業(yè)務(wù)，人員配備少，開發(fā)能力弱。特別是既懂計(jì)算機(jī)技術(shù)、又懂建筑專業(yè)技術(shù)的復(fù)合型人才更為缺乏，難以滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需要。

4 施工企業(yè)如何開展BIM技術(shù)應(yīng)用

1）BIM技術(shù)在建筑行業(yè)迅速發(fā)展的大背景下，隨著國(guó)家相關(guān)政策的不斷出臺(tái)和建設(shè)投資方對(duì)于BIM技術(shù)的重視程度增加，施工企業(yè)決策者要及時(shí)轉(zhuǎn)變方向提出策略，積極主動(dòng)地投入到BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用中。

2）BIM技術(shù)對(duì)軟硬件的要求較高，需要投入較大的資金進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件的升級(jí)換代，BIM軟件前期投入費(fèi)用較高，但是正版軟件功能齊全，適合企業(yè)作為商業(yè)用途使用，軟件廠家同時(shí)可以提供配套的咨詢和培訓(xùn)服務(wù)。

3）BIM軟件的使用需要既能夠熟練地操作計(jì)算機(jī)又具有工程建設(shè)專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員，而且一個(gè)項(xiàng)目工程量很大，需要一整個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作才能完成，例如中建二局在天津郵運(yùn)碼頭客運(yùn)大廈的項(xiàng)目中采用BIM技術(shù)時(shí)，招聘40多名計(jì)算機(jī)專業(yè)的技術(shù)人員，整個(gè)項(xiàng)目涉及7家單位，建立了7個(gè)模型才最終完成。因此，培養(yǎng)和引進(jìn)BIM技術(shù)的相關(guān)人才是BIM技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

4）目前施工單位對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于探索應(yīng)用階段，沒有太多的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，BIM軟件中包括一些族庫(kù)的設(shè)置都還不符合中國(guó)規(guī)范的要求，需要施工單位花費(fèi)一定時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn)，建立起自己的構(gòu)件族庫(kù)，甚至自己的BIM企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

5）組織BIM團(tuán)隊(duì)進(jìn)行軟件的相關(guān)針對(duì)性培訓(xùn)，從簡(jiǎn)單的小項(xiàng)目開始，逐步向大型項(xiàng)目邁進(jìn)，積累經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目時(shí)做到合理地組織人員的分配，提高團(tuán)隊(duì)的協(xié)同設(shè)計(jì)工作能力，組建成熟的BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，應(yīng)對(duì)各種不同項(xiàng)目任務(wù)的挑戰(zhàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)目前在我國(guó)的推廣和應(yīng)用還處于初級(jí)階段，但是參照歐美發(fā)達(dá)國(guó)家建筑行業(yè)的發(fā)展情況，隨著國(guó)家相關(guān)政策的相繼出臺(tái)和建設(shè)主管部門的引導(dǎo)與支持，未來(lái)必將有更廣闊的發(fā)展空間，必然成為建筑行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和方向。作為施工單位，在建筑新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵階段，需要在深入研究BIM技術(shù)利弊的同時(shí)，及時(shí)轉(zhuǎn)變公司決策戰(zhàn)略，提前做好人力物力準(zhǔn)備，主動(dòng)將BIM技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目施工中，這樣才能在未來(lái)的市場(chǎng)上搶占先機(jī)，走在建筑行業(yè)發(fā)展浪潮的前列。