BIM技術(shù)在建筑機電工程中的應(yīng)用解析

何懷武

（廣西建工集團第二安裝建設(shè)有限公司 廣西柳州 545006）

引言

現(xiàn)在我們國家飛快的發(fā)展，也帶來一些其他方面的發(fā)展，計算機就是其中之一，而且計算機發(fā)展的非常之快，這樣就使CAD這種比較傳統(tǒng)的技術(shù)的設(shè)計的想法和方式改變了，使一些部分的相關(guān)技術(shù)人人員改變了手寫畫圖的方式，從而走向了電子化，從而縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計質(zhì)量，可以說CAD技術(shù)的應(yīng)用是建筑工程領(lǐng)域的第一次革命。BIM技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一項數(shù)字化新技術(shù)，為建筑工程領(lǐng)域帶來了第二次變革，實現(xiàn)了從二維圖紙到三維模型的轉(zhuǎn)變。作為一項新興的科學(xué)技術(shù)，BIM正引領(lǐng)著建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次，它的全面廣泛應(yīng)用將對建筑工程領(lǐng)域產(chǎn)生無可估量的影響，為建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益，使整個工程的質(zhì)量和效益顯著提高。然而BIM技術(shù)在中國的應(yīng)用還只是剛剛開始，但會逐步推廣和深入到建筑行業(yè)各個領(lǐng)域，從全球化的視角看，BIM作為一種全新的理念和技術(shù)，對其應(yīng)用已成為建筑行業(yè)的主流。

1 建筑信息模型的發(fā)展及應(yīng)用

在介紹建筑信息模型的發(fā)展及應(yīng)用之前，應(yīng)該首先了解下什么上建筑信息模型，這樣我們才能更準確應(yīng)用這個模型到實際生活中。所謂的建筑信息模型，就是在現(xiàn)在比較自由的工業(yè)化生產(chǎn)的方式下，在建筑施工時，其的物理性質(zhì)、所具有的功能性質(zhì)和與之一切相關(guān)的有關(guān)這個工程的施工終止日期的是否可以算出來或者可以運算出阿里的一種形式，它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，通過一個共同的標準（IFC，Industry Foundation Class），集成的建設(shè)程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。建筑信息模型是對工程項目實體與功能特性的數(shù)字化、參數(shù)化的表達，可以持續(xù)、及時地提供有關(guān)項目的各種實時數(shù)據(jù)，且完整可靠，是設(shè)計人員和工程技術(shù)人員應(yīng)對各種建筑信息，實現(xiàn)協(xié)同工作的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計主要采用AutoCAD等設(shè)計軟件進行二維圖形的設(shè)計，然而這種工作模式與傳統(tǒng)手工繪圖方法類似，只是利用了計算機作為繪圖工具，提高了繪圖效率和繪圖精度，并未從根本上將設(shè)計師從繁重的繪圖任務(wù)中解放出來；另一方面，為了推敲細節(jié)與最終設(shè)計效果，設(shè)計師們雖然可以在3dsMax等三維設(shè)計軟件中制作效果圖，然而此類三維模型并未集成建設(shè)工程所用的材料、材質(zhì)及其他相關(guān)信息，其目的僅僅是為了得到三維動畫或效果圖；此外，傳統(tǒng)設(shè)計軟件無法將平面、立面、剖面與三維模型統(tǒng)一關(guān)聯(lián)，某一圖紙作了變動，其它圖紙并不隨之改變，因此往往出現(xiàn)各種圖紙表達互相矛盾的現(xiàn)象。以上是目前CAD設(shè)計面臨的普遍問題，是進一步提高設(shè)計水平和設(shè)計效率所面臨的嚴重挑戰(zhàn)，因此通過計算機新技術(shù)來解決這些問題便成為各軟件廠家競相研究的對象。建筑信息模型技術(shù)提供了可靠的解決方案，它根據(jù)設(shè)計圖紙將整個建筑在電子三維環(huán)境中完整的表現(xiàn)出來，模型中蘊含了完整的實際信息，包括材料、材質(zhì)、規(guī)格、型號、尺寸、構(gòu)造及其他各種相關(guān)信息，從而把整個建筑模型化、數(shù)字化。

在機電的工程中可以應(yīng)用這個建筑信息模型。我們相關(guān)方面的技術(shù)人員在進行有關(guān)機電作業(yè)的時候，可以充分利用BIM這項技術(shù)，BIM里的一些特殊的功能比如碰撞檢查、施工模擬及工程量統(tǒng)計，可以指導(dǎo)我們?nèi)绾卧诂F(xiàn)場工作，達到節(jié)約材料、控制成本、加快施工進度、確保工期目標的目的。在工程建設(shè)過程中，借助于BIM技術(shù)，還可以對施工現(xiàn)場的施工管理預(yù)先進行模擬，對建筑材料的堆放位置、方法和建筑設(shè)備的位置、工作流程進行優(yōu)化，提出最優(yōu)施工方案，合理調(diào)配人員數(shù)量、建筑材料、機械設(shè)備等建設(shè)資源。對于重難點施工部位，還可以通過精確預(yù)演模擬現(xiàn)場施工過程，減少因施工順序，施工技術(shù)方案不合理造成的返工和浪費。通過BIM技術(shù)相關(guān)軟件建立三維數(shù)字信息模型，在施工深化階段對建筑、結(jié)構(gòu)及機電專業(yè)管線進行綜合碰撞檢查，是BIM技術(shù)較為直觀、突出的功能之一。由于BIM軟件所搭建的數(shù)學(xué)模型是帶有材料材質(zhì)、規(guī)格、型號及尺寸信息的數(shù)字模型，因此在信息量足夠的條件下，可以對現(xiàn)場施工所用建筑材料的數(shù)量進行準確計量和預(yù)算，同時，可以準確測量預(yù)制構(gòu)件的尺寸，從而避免預(yù)制構(gòu)件的尺寸錯誤。它可以將發(fā)生沖突的管線以高亮的形式顯示出來，從而使施工技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)沖突，并在施工深化階段對管線布局進行合理優(yōu)化，避免因后期返工帶來工程費用的增加及建設(shè)工期的延長。

2 BIM技術(shù)在模擬施工中的應(yīng)用

在四維環(huán)境中對施工進度和施工流程進行仿真，可以通過可視化的方式分析項目活動，減少工期延誤和施工工序中的其它問題。利用AutodeskNavisworksSimulate進行四維仿真的具體步驟如下：將模型幾何圖形與時間、日期相關(guān)聯(lián)制定施工順序；從項目管理軟件導(dǎo)入時間、日期和其它任務(wù)數(shù)據(jù)，以此在明細表和項目模型之間創(chuàng)建動態(tài)鏈接；制定預(yù)計時間和實際時間，以及可視化的計劃進度與實際進度之間的偏差。AutodeskNavisworksSimulate軟件，有很多優(yōu)秀的工具供我們使用，這里面給我們準備了很詳細的關(guān)于4D的動畫的模擬演示和如何制作一個動畫的步驟，如果我們想對我們的想法進行實踐，這也是可以允許的，對施工流程進行模擬仿真，從而幫助加深項目理解，提高可預(yù)測性。為了驗證該軟件在模擬施工中的可行性，我們建立了仿真模型，并根據(jù)樣板間工程的實際施工進度，進行了仿真分析，期間通過改變某些工作間的銜接關(guān)系、縮短某些工序的持續(xù)時間，加快了施工進度，保證了計劃工期的順利實現(xiàn)。通過仿真分析，BIM技術(shù)可以通過可視化的方式對施工進度和施工程序進行模擬，可以對施工難度大及重點施工部位進行精確預(yù)演，從而減少因施工順序、施工技術(shù)方案不合理等原因造成的返工和浪費。

3 BIM技術(shù)在機電工程材料數(shù)量統(tǒng)計中的應(yīng)用

BIM技術(shù)，除了能在上面所介紹的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用，還可以進行其他方面的研究，對于材料的統(tǒng)計就是其中之一。Autodesk R evitMEP里含有很多內(nèi)容而且對于這些內(nèi)容都有很細的描述，可以對很多方面所涉及的材料的數(shù)量、型號等進行統(tǒng)計計數(shù)。從長遠利益看，BIM技術(shù)得到的效益已經(jīng)超越了設(shè)計和施工階段，并將惠及整個建筑物的運行、維護和設(shè)施管理。并可以對統(tǒng)計結(jié)果計算求和。BIM技術(shù)是建筑業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的必然產(chǎn)物，對BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使建筑工程更快、省、更精確，各工種相互配合更協(xié)調(diào)、更方便。

4 結(jié)論

總之，我們可以通過與Autodesk R evit有關(guān)的或者相近似的軟件可以實現(xiàn)我們將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑機電施工方面的想法，結(jié)合工程實際分析了BIM技術(shù)在模擬現(xiàn)場施工、材料數(shù)量統(tǒng)計方面的應(yīng)用，通過一個很巧妙的方面就可以解決很困難的機電管線的問題，這個方法就是相互碰撞之間的檢查，并將其仿真結(jié)果應(yīng)用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工。BIM技術(shù)的出現(xiàn)極大地提高了建筑業(yè)的生產(chǎn)效率，隨著軟件與硬件的進一步發(fā)展，BIM技術(shù)作為一種新生的科技力量，必將推動傳統(tǒng)建筑行業(yè)快速發(fā)展，并引起整個建筑生產(chǎn)方式的巨大變革。

[1]龍文志．建筑業(yè)應(yīng)盡快推行建筑信息模型（BIM）技術(shù)[J]．建筑技術(shù)，2011（1）：9～13．

[2]何清華，錢麗麗，段運峰，等．BIM在國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究[J]．工程管理學(xué)報，2012（1）：12～16．

[3]劉烈輝．建筑信息模型與建筑室內(nèi)設(shè)計[J]．土木建工程信息技術(shù)，2009（2）：83～86．