基于BIM的建筑工程計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用研究

劉文娟

（上海市建筑工程學(xué)校，上海 200241）

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基于BIM的建筑工程計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用研究

劉文娟

（上海市建筑工程學(xué)校，上海 200241）

摘 要：伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在建筑工程領(lǐng)域中的不斷融合與不斷滲透，基于BIM的建筑工程計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)、施工、管理等各方面均發(fā)揮著巨大的作用，對(duì)現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展具有重要意義。文章主要闡述了BIM的工作原理，基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其在建筑工程中的具體應(yīng)用，旨在推動(dòng)該技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展與推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑工程；計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)；應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑工程施工技術(shù)有著其獨(dú)有的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，但在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，以基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為代表的新型先進(jìn)技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域更加占據(jù)主導(dǎo)地位，優(yōu)越性更加突出。要想滿(mǎn)足人們對(duì)建筑工程施工質(zhì)量提出的更高要求，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的多樣化需求，提高建筑施工質(zhì)量與效率，就必須使用BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來(lái)對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。

1　BIM的工作原理

BIM（建筑信息模型）既是一種技術(shù)同時(shí)也是一種思想和方法，它的出現(xiàn)與發(fā)展打破了傳統(tǒng)固有的思維模式與任務(wù)分配方式，極大地促進(jìn)了建筑工程施工模式的轉(zhuǎn)變與改革，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。其在建筑工程施工中的工作原理是，首先借助傳感器、掃描儀等儀器設(shè)備，對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行掃描，獲取建筑工程全面信息，并將這些信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)之中，輸入到計(jì)算機(jī)軟件之中進(jìn)行分析和建模。其次，以編碼形式對(duì)對(duì)象化的建筑構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化描述，從而將建筑各結(jié)構(gòu)部分屬性以參數(shù)形式描述出來(lái)，以便于定義和相關(guān)規(guī)則制定［1］。這些參數(shù)包括墻的長(zhǎng)、寬、高，門(mén)窗的尺寸，建筑框架等。最后，確定出各個(gè)參數(shù)及各模塊之間的聯(lián)系，計(jì)算出相關(guān)變量，如地基應(yīng)力、張力等，設(shè)計(jì)施工圖紙，繪制出三維立體模型，制作模型文件。

2　基于BIM的建筑工程計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 變更管理自動(dòng)化

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，對(duì)于工程變更的管理需要有人力的投入，需要花費(fèi)一定的時(shí)間，以人工方式對(duì)變更進(jìn)行整改和調(diào)整，不僅占用較多人力資源，而且變更管理效率較低，顯然不利于節(jié)約型、經(jīng)濟(jì)型建筑行業(yè)發(fā)展。而基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)通過(guò)對(duì)原有技術(shù)模型構(gòu)建方式的改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程變更部分的自動(dòng)化調(diào)整與管理，以及變更圖紙的自動(dòng)化調(diào)整，從而有效節(jié)省了人力、物力，降低了工程施工成本。這是基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)具有的一個(gè)突出性?xún)?yōu)勢(shì)。

2.2 建筑設(shè)計(jì)虛擬化與可視化

在基于BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑工程的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從人工設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。通過(guò)BIM軟件對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬化設(shè)計(jì)，模擬出建筑的結(jié)構(gòu)模型和整體模型，使建筑結(jié)構(gòu)以可視化方式呈現(xiàn)在人們眼前。這種虛擬化與可視化的建筑設(shè)計(jì)不僅有效彌補(bǔ)了人工設(shè)計(jì)的缺陷，而且大大提高了設(shè)計(jì)的速度與設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，能夠很好地滿(mǎn)足現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)施工要求［2］?；贐IM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)虛擬化與可視化方面所表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，更多體現(xiàn)在對(duì)復(fù)雜建筑、造型獨(dú)特建筑的設(shè)計(jì)，因?yàn)楝F(xiàn)代建筑越來(lái)越追求個(gè)性化、復(fù)雜化與獨(dú)特化，而這些復(fù)雜不規(guī)則建筑的設(shè)計(jì)單純依靠人腦想象是很難繪制出來(lái)的，但BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)卻可以通過(guò)軟件將其很好地完成。

2.3 圖紙文檔自動(dòng)生成

在傳統(tǒng)建筑工程建設(shè)過(guò)程中，圖紙的設(shè)計(jì)與文檔的制作具有一定獨(dú)立性，它不是在對(duì)建筑各環(huán)節(jié)、各部分全面協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上制作出來(lái)的，而是對(duì)各環(huán)節(jié)的一種單獨(dú)拼接。這種方式繪制出來(lái)的圖紙?jiān)趯?shí)際施工過(guò)程中容易出現(xiàn)變更、修改圖紙等情況，從而造成成本、人力資源的不必要浪費(fèi)。而利用基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)建筑施工圖紙、文檔文件進(jìn)行制作，則可以實(shí)現(xiàn)圖紙文檔的自動(dòng)化生成與修改［3］。在BIM工作平臺(tái)中，只要輸入建筑地理地形、空間位置等信息以及建筑本身的所有屬性，再點(diǎn)擊繪制按鈕即可實(shí)現(xiàn)圖紙文檔的自動(dòng)生成，非常方便快捷高效。這也是基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑工程應(yīng)用中的一大優(yōu)勢(shì)。

3　基于BIM的建筑工程計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用

3.1 建筑施工場(chǎng)地分析與建筑整體規(guī)劃

在建筑工程施工場(chǎng)地分析中，為保證建筑信息獲取的全面可靠，人們往往將BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與多種其他先進(jìn)測(cè)量技術(shù)結(jié)合使用，包括地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、GPS技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)等。利用這些先進(jìn)測(cè)量測(cè)繪技術(shù)對(duì)建筑施工場(chǎng)地的地形地貌、周?chē)ㄖ锊季帧⒖臻g位置等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、獲取和存儲(chǔ)，并保存到BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用軟件進(jìn)行分析和計(jì)算，并根據(jù)數(shù)據(jù)及其計(jì)算結(jié)果對(duì)建筑工程項(xiàng)目決策進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，對(duì)建筑施工場(chǎng)地進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)建筑布局進(jìn)行合理分配［4］。按照復(fù)雜空間的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)與原則，根據(jù)所得空間信息與地理信息利用地理信息系統(tǒng)對(duì)建筑空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行合理布局，提高建筑分析工作效率與規(guī)劃工作效率，為項(xiàng)目決策提供數(shù)據(jù)支撐與參考。

3.2 建筑工程方案檢驗(yàn)與性能分析

在建筑工程正式施工以前，需要對(duì)建筑施工方案的可行性、科學(xué)性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保施工方案切實(shí)可行，且符合科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性要求。基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)就在建筑工程方案檢驗(yàn)工作中發(fā)揮著巨大的作用，通過(guò)BIM軟件對(duì)設(shè)計(jì)的建筑施工方案進(jìn)行評(píng)估，包括建筑的空間設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等，可以準(zhǔn)確判斷出方案是否切實(shí)可行，各部分設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)是否相互協(xié)調(diào)。同時(shí)，在BIM平臺(tái)之上，建筑工程各利益相關(guān)方還可以對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)與施工中的重點(diǎn)問(wèn)題共同關(guān)注，并及時(shí)達(dá)成共識(shí)，從而有效縮短項(xiàng)目決策時(shí)間。除了建筑方案之外，建筑性能分析也是工程施工中需要考慮的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，只有建筑各項(xiàng)性能都滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，才能為整個(gè)建筑工程施工質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。所以BIM計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑性能分析方面也有著廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)將設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建的建筑模型導(dǎo)入到工程分析類(lèi)軟件當(dāng)中，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑各種性能的客觀分析，從而使建筑性能得到有效改善與提高。

3.3 建筑模型三維可視化設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，在建筑工程的三維可視化模型構(gòu)建中有著非常廣泛的應(yīng)用，并在現(xiàn)代建筑模型建立中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位［5］。利用該技術(shù)構(gòu)建三維立體建筑模型、虛擬可視化模型，不僅可以將整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)直觀清晰地展現(xiàn)出來(lái)，而且模型設(shè)計(jì)的效果與真實(shí)完成的建筑效果十分接近，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)消防、逃生等各種情況的模擬，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中存在的不合理之處，發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的不協(xié)調(diào)之處，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以促進(jìn)各個(gè)部位間的進(jìn)一步協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)建筑整體協(xié)調(diào)性的提高。

4　結(jié)語(yǔ)

基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用具有多種優(yōu)勢(shì)，對(duì)推動(dòng)建筑施工技術(shù)創(chuàng)新改革，促進(jìn)建筑行業(yè)快速發(fā)展具有重要意義。但社會(huì)需求在不斷變化，科技在不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)也在不斷發(fā)展，因而基于BIM的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也需要與時(shí)俱進(jìn)，跟隨時(shí)代發(fā)展進(jìn)行不斷改進(jìn)與優(yōu)化，以適應(yīng)和滿(mǎn)足建筑工程建設(shè)需要。

［參考文獻(xiàn)］

［1］梁波.基于BIM技術(shù)的建筑能耗分析在設(shè)計(jì)初期的應(yīng)用研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2014.

［2］楊新聰.建筑信息模型（BIM）在配筋砌塊砌體建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

［3］田云峰.基于BIM平臺(tái)的建筑工程外部質(zhì)量可視化系統(tǒng)研究［D］.蘭州：蘭州交通大學(xué)，2015.

［4］周華.計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用［J］.無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技，2015（16）：146-148.

［5］劉曉光.BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2014（24）：28-29.

Application of Computer Aided Technology in Construction Engineering Based on BIM

Liu Wenjuan
（Shanghai School of Architectural Engineering，Shanghai 200241，China）

Abstract:With Internet technology，information technology，computer technology and so on in Construction Engineering in the field of continuous integration and continuous infiltration，arises at the historic moment based on the BIM architectural engineering computer aided technology. The technology in architectural engineering design，construction，management plays a huge role，has the vital significance to the development of modern construction industry. The article mainly elaborated the working principle of BIM，based on BIM computer aided technology advantage and application in engineering construction to promote further development and application of the technology.

Key words:BIM；architectural engineering；computer aided；application

作者簡(jiǎn)介：劉文娟（1979-），女，安徽臨泉，本科，講師；研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，信息科技，建筑工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。