BIM技術對比傳統(tǒng)建筑軟件技術的研究

閆積剛，賈福強

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術學院，甘肅 天水 741025；

2.中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司，西安 710075）

BIM技術對比傳統(tǒng)建筑軟件技術的研究

閆積剛1，賈福強2

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術學院，甘肅 天水 741025；

2.中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司，西安 710075）

BIM技術的引進，在我國建設領域掀起一場革命。BIM軟件技術以其參數(shù)化設計、構件關聯(lián)性設計、協(xié)作性設計等優(yōu)勢將會取代傳統(tǒng)的建筑軟件，BIM技術的優(yōu)勢顯而易見，雖然目前在我國還處于摸索階段，但最終它一定會被普及。它的精益化施工能夠提升建造品質(zhì)，提高施工效率，能夠將與建造過程有關的所有活動關聯(lián)起來。BIM技術給建筑行業(yè)將會帶來前所未有的好處。

BIM；革命；優(yōu)化設計；精益施工

0 引言

BIM（Building Information Modeling）技術是以建設工程項目的各種相關信息數(shù)據(jù)為基礎，建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、可協(xié)調(diào)性、可出圖性等特點。BIM在歐美發(fā)達國家出現(xiàn)的比較早，大約到2002年我國才開始接觸有關BIM技術的信息。目前，這種技術在北美等發(fā)達地區(qū)的使用率已超過80%，而在我們國家的建筑行業(yè)的使用率僅為7%左右，而且只是在一些超高層建筑當中使用。

在我國，設計院一般都采用傳統(tǒng)的二維制圖模式，僅僅在進行一些特定分析計算時，才會使用到一些三維模型。我們國家也在嘗試著使用BIM技術，例如2008年北京奧運會奧運村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程以及香港地鐵等項目。BIM技術在我國的應用才剛剛起步，技術不存在太大的問題，主要問題在于，如果想要把BIM技術在整個建筑領域普及應用，讓BIM技術取代傳統(tǒng)的繪圖軟件，這恐怕需要一個較長的發(fā)展過程才可以實現(xiàn)。

1 BIM技術的核心內(nèi)容

在BIM技術中，主要體現(xiàn)了2種思想：一種是把設計項目的各項信息以數(shù)字形式保存在數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享；第二是將所有的數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動更新，即數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一發(fā)生變化，其他與之關聯(lián)的地方馬上也跟著發(fā)生變化。這樣就可以保證各項數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和隨時同步更新，可以在不同專業(yè)之間，不同的利益者之間實現(xiàn)信息的共享和傳遞。

利用BIM軟件來進行建筑設計，與傳統(tǒng)的設計方法會有很大的出入。應用BIM建模時不再繪制簡單的線條、圓弧等元素，而是直接制作建筑物的構件，比如柱子、梁、樓板，并且是立體構件，設計過程中，只要對這些構件的參數(shù)進行修改即可。利用BIM建模的時候需要懂得建筑工程技術專業(yè)的人員才可以，即使不是專業(yè)人員也需要了解大量的專業(yè)知識。例如設計樓梯時，設計人員就要知道樓梯的類型，在自己所設計的建筑物中應該用哪種類型的樓梯，不懂專業(yè)知識的話，樓梯就畫不出來。利用BIM軟件進行設計的時候，我們需要把具體的設計內(nèi)容交代得非常清楚才行，并且要很明確，對于模型中的建筑構件都有明確的名稱，而不是模棱兩可或含糊不清的概念，否則就無法識別。BIM建模技術主要是利用數(shù)據(jù)之間的相關性來進行的，模型建立后要想生成二維的平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖是非常容易的，如果要想修改里面的數(shù)據(jù)，只需要更改原始數(shù)據(jù)就可以了。我們隨便在一個視圖上對所畫內(nèi)容進行更改時，立即就可以在別的視圖上關聯(lián)的地方體現(xiàn)出來，這種相關性是實時的、動態(tài)的。

圖1 可視化溝通

我們建立的建筑信息模型涵蓋了建筑物的所有信息，在這種模型中，能夠生成各種材料表、門窗表以及其他的一些表格。這樣就為建筑信息模型的進一步應用創(chuàng)造了條件。例如，我們可以利用這些表格進行概預算、還可以利用它向建筑材料供貨商提供購貨清單等。實際上，BIM的應用范圍比我們想象的要大，不僅僅局限在建筑設計的范疇。

建筑設計工作會涉及很多不同的專業(yè)，比如建筑、結構、水電等。由于BIM承載的信息量非常大，所有的信息以數(shù)字化的形式儲存在數(shù)據(jù)庫中，但是這些數(shù)據(jù)之間都有關聯(lián)性，不是獨立的。各個專業(yè)共享一個數(shù)據(jù)源，在BIM上構建各個專業(yè)協(xié)同工作的一個平臺。這樣能夠實現(xiàn)各專業(yè)之間信息共享。例如我們對設計進行修改操作、安排施工計劃以及施工進度的可視化模擬、管理各種設計文檔以及管理施工變更等都可以在這個平臺上實現(xiàn)。

2 碰撞檢查及優(yōu)化設計

在BIM模型中進行碰撞檢測、深化設計及管線綜合，這些應用可以給施工單位帶來很多便利。建筑工程中包含建筑、結構、給排水、暖通、電氣、通信等諸多專業(yè)，且外形奇特、結構復雜的建筑物越來越多。工程項目越復雜，各專業(yè)間協(xié)調(diào)不到位、二維CAD設計圖紙發(fā)生碰撞經(jīng)常出現(xiàn)；項目實施過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，各部門、各專業(yè)獲取數(shù)據(jù)的及時性和準確性難于保證，各方的合作與協(xié)同難于實現(xiàn)，導致工程成本增加、工期延誤、甚至影響到質(zhì)量和安全。

現(xiàn)在我國設計院的暖通、給排水、電氣、消防等各個專業(yè)的設計人員都是單獨繪制相關專業(yè)圖紙。所以，各專業(yè)的設計師只是考慮自己設計的內(nèi)容，很少會考慮其他專業(yè)設計師的施工圖紙內(nèi)容，這樣各專業(yè)之間很容易發(fā)生碰撞。以下為代表性的碰撞情況。

2.1 建筑設計與結構設計之間碰撞

如果能夠在施工之前發(fā)現(xiàn)構件碰撞問題，可以有效地減少返工，降低經(jīng)濟損失。

1）從圖2中可看到柱子與扶梯交叉在一起，自動扶梯與梁產(chǎn)生碰撞，必須要調(diào)整自動扶梯的位置。

圖2 REVIT模型截圖

圖3 按照CAD大樣圖建的模型

圖4 優(yōu)化后的模型截圖

2）建筑物負2層自來水泵房水箱進水管與負1層車道結構產(chǎn)生沖突，經(jīng)過調(diào)整，把水箱挪到左側，把水泵放到右側，就可以解決此沖突。

圖5 管線碰撞檢測

2.2 設備與設備的碰撞

對各種管線進行碰撞檢測后，發(fā)現(xiàn)好多管線出現(xiàn)嚴重重疊沖突的情況。我們對這些管線進行調(diào)整，就可以解決管線打架問題。

在設計過程中，如果要修改圖紙中的錯誤，肯定會花去大量的時間，當結構改變時，我們必須要重新進行受力分析與計算，重新進行確定構件截面尺寸和配筋。如果在施工的時候要改變配筋，肯定會耽誤工期，還會浪費材料，甚至可能要重做。對于像這樣的碰撞點，如果我們能及早地發(fā)現(xiàn)，可以為施工單位，或建設單位挽回一定經(jīng)濟損失。

3 基于BIM技術的精益化施工

建筑業(yè)一直都存在施工效率低下、施工材料浪費大的現(xiàn)象，施工質(zhì)量讓人擔憂，有時候經(jīng)常返工，在建設工程中引入精益施工，對于保證建設項目的質(zhì)量有很重要的意義。由于建設工程項目具有一次性和不可重復性，就更需要精益化施工來保證工程質(zhì)量。

在精益化施工中，施工現(xiàn)場的班組長，或多面手員工是最后能夠做出施工計劃的人，而傳統(tǒng)的施工中做計劃的人都是項目經(jīng)理或者技術負責人。前者我們稱之為末位計劃員，后者稱之為首位計劃員。

一般一個建設項目會被分解為多個施工任務，要想保證整個建設項目能夠順利完成，我們在保證進度的同時還要保證質(zhì)量，由于多面手員工有示范效應，可以通過這種示范來保證建設項目中的每個任務都能夠按照要求完成，并且施工工期最短。

通常，建設項目實施計劃是由項目經(jīng)理和技術人員來制訂的，在制訂計劃時對于一些具體操作他們可能了解的不是很透徹，雖然制訂計劃時會與具體的施工人員交流，但是施工人員對于計劃的內(nèi)容缺乏了解，不會把所有的想法告訴對方，他肯定會為自己多爭取一些時間，多留一些余地，以保證能夠順利完成施工任務，這樣工期就會較長。如果雙方都很了解，他們就會無保留，非常精確的制訂計劃。

精益施工比較注重循序漸進的思想，就是不斷地尋找問題，分析問題的原因，最終解決問題，如果把BIM技術與這種思想結合起來，那是非常

圖6

好的，通過BIM技術可以驗證這些結果，解決問題時非常方便。

TU201.4

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1673-1093（2015）08-0070-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.018

2015-03-29；

2015-04-07