論究BIM在建筑施工中的應(yīng)用

于瑋

【摘 要】作為數(shù)字化信息集成的載體，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑施工全過程中。它的全面應(yīng)用提高了建筑工程的集成化程度，降低了工程成本，給建筑行業(yè)帶來了巨大效益，推動(dòng)了建筑業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】BIM；建筑施工；應(yīng)用

前言

BIM（建筑信息模型）是近幾年在原有CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多維模型信息集成技術(shù)，可以使工程建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方從項(xiàng)目概念方案產(chǎn)生到完全拆除的整個(gè)生命周期內(nèi)，都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型。從根本上改變從業(yè)人員依靠圖紙進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營管理的工作方式，實(shí)現(xiàn)在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量以及減少錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

一、BIM技術(shù)在建筑施工企業(yè)中的應(yīng)用方法

1、輔助投標(biāo)及方案實(shí)施。為保證施工的順利進(jìn)行、減少返工，施工單位采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工方案的模擬與分析，在真實(shí)施工開始之前找出合理的施工方案，同時(shí)便于與分包單位協(xié)作與溝通。施工單位基于建設(shè)單位的施工招標(biāo)信息，采用BIM技術(shù)將初步制定的施工方案可視化，并制定投標(biāo)方案、參與投標(biāo)。中標(biāo)后，施工單位通常會(huì)與分包單位協(xié)作將施工方案細(xì)化并采用BIM技術(shù)進(jìn)行方案模擬優(yōu)化分析，經(jīng)過多次模擬后提出可行的施工方案進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)際施工。

2、碰撞檢查。碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警工程項(xiàng)目中各不同專業(yè)（結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等）在空間上的碰撞沖突。碰撞分硬碰撞和軟碰撞（間隙碰撞）兩種，硬碰撞指實(shí)體與實(shí)體之間交叉碰撞，軟碰撞指實(shí)體間實(shí)際并沒有碰撞，但間距和空間無法滿足相關(guān)施工要求。目前BIM的碰撞檢查應(yīng)用主要集中在硬碰撞。通常碰撞問題出現(xiàn)最多的是安裝工程中各專業(yè)設(shè)備管線之間的碰撞、管線與建筑結(jié)構(gòu)部分的碰撞以及建筑結(jié)構(gòu)本身的碰撞。進(jìn)行碰撞檢查前，先應(yīng)用BIM相關(guān)軟件創(chuàng)建各專業(yè)三維BIM模型并且各專業(yè)人員要對BIM模型的準(zhǔn)確性、合理性進(jìn)行審核，審核完畢后通過BIM集成應(yīng)用平臺(tái)自動(dòng)查找工程中結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與機(jī)電安裝、機(jī)電安裝各專業(yè)之間的碰撞點(diǎn)并提供相應(yīng)的碰撞檢測報(bào)告。施工前根據(jù)碰撞檢查報(bào)告中的位置信息、標(biāo)高信息，進(jìn)一步深化施工圖紙，及時(shí)調(diào)整施工方案，可以避免因碰撞返工引起的質(zhì)量問題，加快施工進(jìn)度，減少不必要的人工、材料等成本支出。

3、為預(yù)制加工提供精確尺寸

構(gòu)件預(yù)制加工是預(yù)先在建模的時(shí)候就將施工所需構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、類型等一些參數(shù)輸入到模型當(dāng)中，然后將模型根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，待模型調(diào)整到與現(xiàn)場一致的時(shí)候再將構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、類型等信息導(dǎo)成一張完整的預(yù)制加工圖，將圖紙發(fā)給制作單位進(jìn)行預(yù)制加工，等實(shí)際施工時(shí)將預(yù)制好的構(gòu)件送到現(xiàn)場安裝。石材、門窗、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電管道等進(jìn)行工廠化預(yù)制后再到現(xiàn)場進(jìn)行安裝，運(yùn)用BIM導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以極大程度地減少預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場測繪工作量，同時(shí)還有效提高了構(gòu)件預(yù)制加工的準(zhǔn)確性和速度，使原本粗放性、分散性的施工模式變?yōu)榧苫?、模塊化的現(xiàn)場施工模式，從而很好地解決了現(xiàn)場加工場地狹小、垂直運(yùn)輸困難、加工質(zhì)量難以控制等問題，為提高工作效率、降低工作成本提高了關(guān)鍵作用。

4、現(xiàn)場監(jiān)控

在施工過程中，還可以用BIM與數(shù)碼設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的監(jiān)控模式，更有效地管理施工現(xiàn)場，監(jiān)控施工質(zhì)量，使現(xiàn)場管理人員把不用大量的時(shí)間用在現(xiàn)場的巡視監(jiān)控上，可以把更多的精力用在現(xiàn)場實(shí)際情況的提前預(yù)控和對重要部位、關(guān)鍵產(chǎn)品的嚴(yán)格把關(guān)等準(zhǔn)備工作上，這樣不僅提高了工作效率，相應(yīng)減少管理人員數(shù)量，還可以幫助管理人員在盡早發(fā)現(xiàn)并制止質(zhì)量問題成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，還能使工程項(xiàng)目的遠(yuǎn)程管理成為可能，使項(xiàng)目各參與方的負(fù)責(zé)人都能在第一時(shí)間了解現(xiàn)場的實(shí)際情況。

5、協(xié)同設(shè)計(jì)

目前我們所說的協(xié)同設(shè)計(jì)，很大程度上是指基于網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)計(jì)溝通交流手段，以及設(shè)計(jì)流程的組織管理形式。包括：通過CAD文件之間的外部參照，使得工種之間的數(shù)據(jù)得到可視化共享；通過網(wǎng)絡(luò)消息、視頻會(huì)議等手段，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員之間可以跨越部門、地域甚至國界進(jìn)行成果交流、開展方案評(píng)審或討論設(shè)計(jì)變更；通過建立網(wǎng)絡(luò)資源庫，使設(shè)計(jì)者能夠獲得統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件的輔助，使項(xiàng)目組成員以特定角色登錄，可以保證成果的實(shí)時(shí)性及唯一性，并實(shí)現(xiàn)正確的設(shè)計(jì)流程管理；針對設(shè)計(jì)行業(yè)的特殊性，甚至開發(fā)出了基于CAD平臺(tái)的協(xié)同工作軟件等等。

二、BIM在建筑施工企業(yè)應(yīng)用障礙因素分析

由圖1可知，BIM在建筑施工企業(yè)推廣應(yīng)用的影響因素是一個(gè)五級(jí)的遞階系統(tǒng)。從第1級(jí)因素分析，阻礙BIM在建筑施工企業(yè)推廣應(yīng)用的最直接的因素是BIM實(shí)施未能得到施工企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)的鼓勵(lì)與支持。面對新的技術(shù)和理念，如果潛在的實(shí)施主體主觀上不愿意采納這種新事物，則勢必會(huì)影響其在主體內(nèi)的推行。

從第2級(jí)因素分析，BIM實(shí)施的客觀環(huán)境導(dǎo)致施工企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)沒有鼓勵(lì)和支持，包括業(yè)主未對施工企業(yè)提出明確的使用BIM的要求，政府推行BIM力度不夠及施工單位的BIM受益程度相對較低。業(yè)主若沒有對設(shè)計(jì)院或者施工企業(yè)提出明確的采用BIM的要求，設(shè)計(jì)院可能延續(xù)以往的工作習(xí)慣在2D的圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有現(xiàn)有的3DBIM模型，施工單位只能自己嘗試去建立BIM模型，或者干脆按照以往的方式進(jìn)行施工，無法感受到3D建筑模型給施工帶來的優(yōu)越，高層領(lǐng)導(dǎo)推廣BIM的積極性必然會(huì)降低。目前，有些建筑施工企業(yè)仍對BIM知之甚少，主要原因是BIM理念沒有得到足夠的宣傳，政府在整個(gè)建筑行業(yè)宣傳和推廣的力度還不夠。最后，BIM的碰撞檢查功能能夠有效地減少因設(shè)計(jì)沖突而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更次數(shù)，按照目前的行業(yè)現(xiàn)狀，很多建筑施工單位就是通過設(shè)計(jì)變更來獲得更多的利潤，BIM的實(shí)施，減少了返工的次數(shù)，施工單位從中獲利的機(jī)會(huì)也相應(yīng)減少。

從第3級(jí)因素分析，由于專業(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。BIM軟件本身的技術(shù)問題影響了其功能的發(fā)揮，加上高成本的投入，勢必會(huì)造成企業(yè)的BIM受益程度降低。因尚未開發(fā)出針對BIM應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)合同語言，業(yè)主對采用BIM的熱情也會(huì)降低，以免帶來不確定的組織間責(zé)任分工。從業(yè)主、設(shè)計(jì)到施工的對模型的低信息共享度會(huì)阻礙BIM功能的充分發(fā)揮。信息共享度低，設(shè)計(jì)院完成的3DBIM模型不能很好地指導(dǎo)施工，模型的信息不能完整、及時(shí)地傳遞至施工單位，施工單位從BIM的三維模型中的受益程度也會(huì)相應(yīng)降低。

從第4級(jí)因素分析，與BIM相關(guān)的行業(yè)規(guī)程及法律責(zé)任界限不明直接影響針對BIM應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)合同語言的建立，現(xiàn)有的項(xiàng)目流程直接影響項(xiàng)目各參與方對BIM模型的信息共享度。最終的BIM模型需要行業(yè)各專業(yè)的共同努力和投入，但承包商常常無法從設(shè)計(jì)方得到BIM模型，而只能拿到資料后自己著手去建立BIM模型。

在目前的BIM工作流程中，業(yè)主對設(shè)計(jì)方提出采用BIM的要求，設(shè)計(jì)單位完成BIM模型后交由施工單位進(jìn)行施工，這種串聯(lián)式的工作方式使得在施工單位僅能獲得BIM模型，卻不能從設(shè)計(jì)方獲得很好的關(guān)于BIM模型的施工指導(dǎo)，直接導(dǎo)致了較低的BIM受益度。

三、BIM技術(shù)應(yīng)用建議

1、BIM技術(shù)在建筑行業(yè)迅速發(fā)展的大背景下，隨著國家相關(guān)政策的不斷出臺(tái)和建設(shè)投資方對于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)，招聘了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的設(shè)置都還不符合中國規(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，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)針對性培訓(xùn)，從簡單的小項(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)對各種不同項(xiàng)目任務(wù)的挑戰(zhàn)。

結(jié)束語

總之，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，這樣才能在未來的市場上搶占先機(jī)，走在建筑行業(yè)發(fā)展浪潮的前列。

參考文獻(xiàn)：

[1]張孟田.基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)概預(yù)算的應(yīng)用[J].中國勘察設(shè)計(jì).2012（05）

[2]程建華，王輝.項(xiàng)目管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì).2012（06）

[3]潘佳怡，趙源煜.中國建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析[J].工程管理學(xué)報(bào).2012（01）

[4]王珺.BIM理念及BIM軟件在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)2011