BIM在建筑工程項(xiàng)目全壽命周期中的應(yīng)用研究

陳子潤

摘 要：一項(xiàng)項(xiàng)目的周期主要包括：前期的策劃、制定方案、設(shè)計(jì)階段、施工前期準(zhǔn)備階段、完工核驗(yàn)、工程交接、運(yùn)營維護(hù)等多個階段，BIM技術(shù)滲透在這幾個階段中，但因?yàn)榻ㄖ康暮凸芾硇再|(zhì)等的差異，BIM技術(shù)在各個階段的重點(diǎn)和所用內(nèi)容會有所差異。文章基于此對BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目全壽命周期中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為信息技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑工程；全壽命周期

中圖分類號：TU17；TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0056-02

建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的步伐越來越快的情況下起著重要的作用。今后，建筑行業(yè)的項(xiàng)目會越來越大，越來越復(fù)雜，而且不光只是建筑專業(yè)，還會有與建筑專業(yè)相關(guān)的各個專業(yè)的交叉融合，這樣就會對組織和交流的問題要求更高。

當(dāng)前是信息時代，未來的生活工作方式會越來越數(shù)字化，當(dāng)然也會影響到我們建筑行業(yè)。BIM技術(shù)是一個信息數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以包含工程項(xiàng)目全過程的數(shù)據(jù)，施工過程可視化，提高了工作效率，減少了風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)相當(dāng)于把所有參與方都聯(lián)系在了一起，讓大家一起分享共同的模型和信息。本文將探討B(tài)IM技術(shù)在工程項(xiàng)目全壽命周期中的初步應(yīng)用。

1 前期策劃

1.1 目前策劃工作中存在的問題

①在策劃方案的時候沒有考慮到施工成本。在進(jìn)行策劃的時候，往往過分重視項(xiàng)目的功能性，對建設(shè)成本和預(yù)算以及風(fēng)險(xiǎn)分析的缺乏，會使得項(xiàng)目在后期是施工的時候，成本過高，又因?yàn)楣こ桃呀?jīng)開始，無法因?yàn)槌杀具^高的原因而停止，這對項(xiàng)目投資人在結(jié)算工人工資的時候出現(xiàn)的拖欠工資等情況的發(fā)生也是有很大影響的。

②在項(xiàng)目沒有考慮到投資成本的情況下，項(xiàng)目具有的功能所帶來的經(jīng)濟(jì)收益無法計(jì)算，項(xiàng)目利潤是由項(xiàng)目成本和收益所決定的，所以一項(xiàng)項(xiàng)目能否獲利也成為一個重要的問題。

③在進(jìn)行施工的時候，往往是根據(jù)數(shù)據(jù)和圖紙來進(jìn)行的，但項(xiàng)目具體落實(shí)之后的效果無法在圖紙上得到預(yù)見，也無法根據(jù)項(xiàng)目的模擬效果對項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行修整，修整工作往往是在施工時進(jìn)行的，不可避免的會出現(xiàn)施工重建部分建筑的情況，由此浪費(fèi)了項(xiàng)目資源，極有可能延誤工期。

1.2 BIM在前期策劃中的應(yīng)用

BIM技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了上述中的問題。在前期策劃階段中，BIM包含了：現(xiàn)狀建模、場地分析、成本核算、方案決策數(shù)據(jù)支撐、總體規(guī)劃等模塊。

在項(xiàng)目進(jìn)行前期策劃的時候，需要調(diào)查分析多種因素對項(xiàng)目建設(shè)的影響，場地環(huán)境、天氣環(huán)境等，基于BIM技術(shù)上的軟件分析技術(shù)可以對這些因素進(jìn)行自動分析和比較，排除找出最大印象因素，以便策劃的時候能制定合適的方案來避免某種因素的影響。同時，BIM模型可以根據(jù)目前所擁有的數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫中的信息，對項(xiàng)目成本進(jìn)行自動估算，這就使得項(xiàng)目的前期策劃變得科學(xué)化和高效化。

BIM通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持和三維模型的直觀顯示，可以對項(xiàng)目的各方面進(jìn)行對比分析，修改項(xiàng)目內(nèi)容使項(xiàng)目最大合理化，同時也在各階段起著至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。

2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)

2.1 目前設(shè)計(jì)階段存在的問題

①設(shè)計(jì)溝通與協(xié)調(diào)之間有著很大的問題，在設(shè)計(jì)過程有多方參與：其中主要包含了：政府的主管部門、建設(shè)、設(shè)計(jì)、管理咨詢各個單位，如何高效率的完成建設(shè)單位所需的設(shè)計(jì)，且取得相關(guān)政府部門的審核，同時與其他相關(guān)設(shè)計(jì)、咨詢對接，是目前設(shè)計(jì)過程中所面臨的重要問題。

②設(shè)計(jì)方案容易與后期施工出現(xiàn)偏差。在項(xiàng)目施工時，在其中真正的設(shè)計(jì)意圖并沒有真正的貫徹落實(shí)，其主要信息在各個交流環(huán)節(jié)中流失，上述現(xiàn)象的產(chǎn)生其一方面是因?yàn)闆]有一個好的承載各類信息的工具，另一方面是各個設(shè)計(jì)人員對信息的理解不同，從而導(dǎo)致施工越來越偏離前期規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

③各專業(yè)人員之間溝通的不徹底。由于工程建設(shè)中涉及到眾多領(lǐng)域，故各專業(yè)由各專業(yè)分別設(shè)計(jì)進(jìn)行，工程項(xiàng)目雖從組織、流程上進(jìn)行了明確的分工，但語言的交流與二維圖紙的表達(dá)仍不能將其內(nèi)涵表達(dá)清楚，從而導(dǎo)致了各個方面工作人員出現(xiàn)了碰撞或遺漏的問題，這便是圖紙所存在又一重大問題，上述問題往往給后期施工帶來眾多不可預(yù)見性的問題，從而導(dǎo)致在后期運(yùn)營的過程中沒有統(tǒng)一的施工信息，故增加了運(yùn)營者在其過程中管理的難度

④由于綠色建筑等要求的精細(xì)化、參數(shù)化，設(shè)計(jì)的難度再次提高。而其首要問題是設(shè)計(jì)是否能滿足各項(xiàng)綠色建筑的問題，其次便是裝配建筑設(shè)計(jì)的圖紙是否滿足現(xiàn)場施工的要求，如何實(shí)現(xiàn)“照圖施工”其基礎(chǔ)前提便是設(shè)計(jì)上的無誤

2.2 BIM在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

也就是在BIM技術(shù)應(yīng)用的越來越的情況下，很多的工程項(xiàng)目已經(jīng)可以充分的調(diào)動主觀能動性設(shè)計(jì)出合理的動態(tài)多維參數(shù)、仿真以及可出圖等。這樣就能夠有效解決前文中出現(xiàn)的幾個問題：

在前期設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)中，BIM可以將其所設(shè)計(jì)出來的成果進(jìn)行全面的、動態(tài)的展示。設(shè)計(jì)者和另一方就能夠在這時候通過BIM進(jìn)行交流和溝通。溝通的內(nèi)容主要包括建筑效果、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各類經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對比等。

在設(shè)計(jì)方案時產(chǎn)生的模型將成為施工圖階段重要的指標(biāo)，在進(jìn)行施工時，進(jìn)行比對，大體的施工將和施工圖紙上的模型基本上是相同的，細(xì)節(jié)方面的東西需要調(diào)整的地方也要經(jīng)過設(shè)計(jì)者的討論才能更改?？梢哉fBIM是直觀的指導(dǎo)現(xiàn)場的主要工具。

以建筑信息模型技術(shù)為基礎(chǔ)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，有著大量的技術(shù)方法，比如從體量、平面等方面入手，便能簡化解決復(fù)雜形體所需的設(shè)計(jì)、復(fù)雜部位深化優(yōu)化、出圖難等問題。

以建筑信息模型技術(shù)為基礎(chǔ)所完成的設(shè)計(jì)成果，其中包含大量的信息，這一龐大的信息群存在于同一個模型，可以提供給不同軟件進(jìn)行模型分析，與此同時模型信息的唯一性也保證了各方面分析出的結(jié)果一致。

3 施工準(zhǔn)備與施工

3.1 施工階段存在的問題

①在施工過程中，設(shè)計(jì)的施工方案與現(xiàn)場的情況是存在很大的出入的，而這些出入幾乎是無可避免的，施工現(xiàn)場的協(xié)調(diào)管理難度很大，出現(xiàn)了問題主要是因?yàn)橐韵聨c(diǎn)：其一，施工人員對現(xiàn)場的情況并不是很理解，施工組織對場地、材料、以及計(jì)劃的了解還不夠透徹。那么施工進(jìn)度就會變慢。從而影響整個進(jìn)程。其二，現(xiàn)有的技術(shù)還尚且在二維階段，比如施工現(xiàn)場的布置安排、進(jìn)度計(jì)劃、工程量以及人、材料、機(jī)器的安排等等。

②設(shè)計(jì)停留較淺，使得施工現(xiàn)場的不可預(yù)見性增加。綜合管線施工圖、結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞圖、裝飾等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、加工預(yù)制、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)深度尚淺，必然會導(dǎo)致現(xiàn)場施工出現(xiàn)各種各樣的問題。這些問題同時會帶來諸多的“盲點(diǎn)”比如管線與管線是否會處在碰撞、所預(yù)留的孔洞是否準(zhǔn)確、技術(shù)問題不能及時解決所帶來的工期延誤問題等等，出現(xiàn)上述一系列問題的原因是圖紙表達(dá)太淺，不能詳細(xì)的指導(dǎo)現(xiàn)場施工，其加大了工程的質(zhì)量、進(jìn)度等一系列目標(biāo)的控制難度。

③在施工進(jìn)程中，圖紙上審計(jì)的精準(zhǔn)度會隨著施工難度的加大逐漸降低，而綠色建筑、裝配式建筑的概念的提出，就意味著在工程項(xiàng)目建設(shè)時，工程項(xiàng)目的質(zhì)量要求將會更加的嚴(yán)格。那么如何在控制成本不變的情況下，將成本控制在預(yù)期的范圍內(nèi)，就成了建設(shè)工程施工過程中最需要注意的事情了?，F(xiàn)在很多建筑的單位都在對此項(xiàng)項(xiàng)目做出計(jì)劃，力求減少成本。

3.2 BIM在施工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工階段的運(yùn)用，不論是從精細(xì)化、還是可視化、還是動態(tài)管理，最終到精準(zhǔn)的深化設(shè)計(jì)，這些過程都是可以進(jìn)行了一次又一次的模擬的。系統(tǒng)的總體施工過程從三維、四維、五維都進(jìn)行了全方位的模擬過程，這樣問題從這些模擬中明確的指出來。并對其進(jìn)行可行性分析。

①施工組織的設(shè)計(jì)將以二維圖紙為基本的分析樣式，從二維中進(jìn)一步建立三維模型，并將二維圖紙中的設(shè)計(jì)進(jìn)度全面的導(dǎo)入到三維模型中去。而利用三維模型為研究對象，不斷的對施工進(jìn)行進(jìn)行四維模擬，并進(jìn)行施工演示。而在此時，設(shè)計(jì)中的各個階段在演示過程中也可以將其各個專業(yè)、各個細(xì)節(jié)所需要材料經(jīng)費(fèi)。并命令財(cái)務(wù)部將其做成表格，其中包含了每一份采購計(jì)劃以及規(guī)劃，對使用經(jīng)費(fèi)就能有一個大致的了解。項(xiàng)目在開工的前，就要將在模擬過程中出現(xiàn)的各種問題解決出來，防止在施工單位施工時，施工現(xiàn)場因?yàn)檫@些失誤產(chǎn)生“打架”的現(xiàn)象，一旦發(fā)生了這些問題，就將會給工程項(xiàng)目帶來巨大的損失，更有可能因?yàn)楣て诘难诱`，導(dǎo)致成本急劇增加。只有在施工前期就將這些問題全部解決，才能讓管理者不用擔(dān)心工程的各項(xiàng)指標(biāo)。

②設(shè)計(jì)深度的到底應(yīng)該怎么把控還是現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙時存在的最大的問題，BIM技術(shù)將從項(xiàng)目建設(shè)的微觀上來考慮，這樣才是解決上述問題的關(guān)鍵所在。BIM模型主要包含了整個項(xiàng)目中的全部細(xì)節(jié)信息，它可以從施工圖紙中導(dǎo)出，又可以全部解決局部建設(shè)過程中的細(xì)節(jié)部分的加工圖以及安裝定位圖。從設(shè)備中可以觀察到，BIM就能詳細(xì)的將施工管道的線路的具體排布方案進(jìn)行精準(zhǔn)安排，所以將其全面定位到預(yù)先設(shè)計(jì)的孔洞，將其現(xiàn)場的施工問題進(jìn)行精確化處理。

③對于綠色建筑、裝配式建筑中所需要的條件，就可以使用BIM模型進(jìn)行綜合的分析、并不斷的優(yōu)化建筑細(xì)節(jié)。比如：模擬四維施工，它就是能夠在施工進(jìn)程中，全面而客觀的將工程項(xiàng)目控制好。在不同的階段，從局部到整體，掌控施工進(jìn)度。根據(jù)所統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)及時的安排材料的采購計(jì)劃，使投資管理精細(xì)化，避免在材料、人力等方面的浪費(fèi)；提前在模型中對工程中較為重要的難點(diǎn)進(jìn)行模擬，能夠更好的控制工程質(zhì)量的安全。

4 竣工驗(yàn)收與移交

4.1 竣工驗(yàn)收階段存在的問題

將工程檔案資料移交給相關(guān)部門；組織和辦理注冊登記以及項(xiàng)目驗(yàn)收移交手續(xù)。

其一是驗(yàn)收人員只是從單方面質(zhì)量上進(jìn)行驗(yàn)收，對建設(shè)工程使用功能方面驗(yàn)收的關(guān)注度較低；

其二是對項(xiàng)目的整體把控力較低，比如整條管線的排布是否符合施工設(shè)計(jì)以及規(guī)范要求，是否符合美觀等等，缺乏一個直觀的依據(jù)；

其三是竣工圖紙較難反映現(xiàn)場的實(shí)際情況，給后期的運(yùn)營管理帶來諸多的不可預(yù)見性，從而增加了后期運(yùn)營管理的難度

4.2 BIM在竣工驗(yàn)收階段的應(yīng)用

從完整的、可視的數(shù)據(jù)BIM模型與現(xiàn)場實(shí)際竣工的建筑進(jìn)行對比，可以較好的解決上述問題。

驗(yàn)收人員可以直觀的根據(jù)BIM所展現(xiàn)的模型，掌握現(xiàn)場竣工的整個工程情況，其中包括建筑、結(jié)構(gòu)、水、電等各個專業(yè)設(shè)計(jì)的具體情況，有利于整體把握使用功能，檢查整體質(zhì)量，與此同時可以對其局部進(jìn)行全方位的驗(yàn)收。

驗(yàn)收人員借助于BIM模型對現(xiàn)場的實(shí)際施工情況進(jìn)行校核，比如各個管線排布是否有利于后期的檢修等等。

通過對BIM竣工模型的搭建，使其更好將其整個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)、管理等信息糅合在一起，放入同一個模型，以便于后期的檢修管理，更有效率的檢索到該項(xiàng)目不同類型的信息，為其運(yùn)營管理提供良好的保障。

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