基于BIM的建筑設(shè)計與施工優(yōu)化

史巖

摘要：隨著電子信息科學(xué)技術(shù)的不斷提升，眾多新型施工軟件在建筑工程設(shè)計與施工過程中得以應(yīng)用，有效提升了設(shè)計與施工管理的科學(xué)性，為提升建筑工程質(zhì)量，保證建筑實際使用性能打下了良好的基礎(chǔ)。作為建筑工程領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的BIM技術(shù)，在實際使用過程中因其突出的參數(shù)3D化、模型可視化以及信息標(biāo)準(zhǔn)化在建筑工程實際使用中收到了理想的效果，成為了行業(yè)工作者們關(guān)注與研究應(yīng)用的熱點內(nèi)容之一。本文針對BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究分析，分別對建筑設(shè)計與施工管理中BIM技術(shù)應(yīng)用特征進(jìn)行了探討，旨在提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM；建筑設(shè)計；施工；優(yōu)化

中圖分類號：TU201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）14-110-02

1 BIM技術(shù)基本特征

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

BIM技術(shù)是建筑信息模型（Building Infomaation Modeling）技術(shù)的簡稱，該技術(shù)通過數(shù)字化3D技術(shù)對建筑工程中涉及的多種信息進(jìn)行全面的整合，實現(xiàn)了工程數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建。該技術(shù)綜合了建筑工程管理全過程中設(shè)計、施工、運營、維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，將傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計與管理的紙質(zhì)文件轉(zhuǎn)化為數(shù)字化文件，并以3D可視化的形式加以展示，提升了工程設(shè)計與管理人員提取與處理建筑工程信息的準(zhǔn)確性與效率性。

1.2 BIM的特點

1.2.1參數(shù)化3D模型

BIM技術(shù)建模過程中應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息直接來源于建筑設(shè)計參數(shù)，通過參數(shù)化建模的形式直接將方案設(shè)計信息轉(zhuǎn)化為3D模型，以此實現(xiàn)了建筑設(shè)計方案2D向3D的轉(zhuǎn)換。參數(shù)化的3D模型完全與設(shè)計方案向契合，同時在設(shè)計過程中能夠通過參數(shù)的調(diào)整直接進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)智能化設(shè)計，保證建筑設(shè)計整體的合理性。

1.2.2可視化技術(shù)

BIM技術(shù)的應(yīng)用其主要特點在于設(shè)計方案與施工管理過程的可視化，以往的2D設(shè)計與施工管理方案轉(zhuǎn)變?yōu)?D可視化模型，設(shè)計與施工人員能夠通過直接的觀察，實現(xiàn)設(shè)計與施工管理判斷識別，進(jìn)而完成相應(yīng)工作的管理與優(yōu)化?，F(xiàn)階段，建筑工程的體量不斷增大，施工工藝應(yīng)用也相對復(fù)雜，僅僅依據(jù)傳統(tǒng)的方案數(shù)據(jù)往往難以從整體上對設(shè)計與施工工作進(jìn)行把控，應(yīng)用BIM技術(shù)在實現(xiàn)方案可視化的基礎(chǔ)上，結(jié)合工期管理、造價管理等諸多因素對建筑工程進(jìn)行全方位管理工作。

1.2.3統(tǒng)一化的信息標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前，數(shù)字化信息技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的覆蓋范圍不斷擴大，隨之而來的是不同軟件平臺或管理系統(tǒng)內(nèi)部信息標(biāo)準(zhǔn)的銜接問題。當(dāng)前，建筑設(shè)計與施工管理工作中應(yīng)用的BIM軟件執(zhí)行的是IFC標(biāo)準(zhǔn)，也是眾多信息處理軟件的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此BIM軟件在使用過程中能夠更好的實現(xiàn)信息錄入與數(shù)據(jù)輸出，統(tǒng)一化的信息標(biāo)準(zhǔn)有效提升了設(shè)計與施工管理方案使用的便捷性。

2基于BIM的建筑設(shè)計與施工優(yōu)化

2.1建筑設(shè)計階段的BIM應(yīng)用優(yōu)化

2.1.1高度直觀的可視設(shè)計

在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計的過程中，3D模型能夠有效實現(xiàn)建筑設(shè)計理解度的提升，能夠方便的進(jìn)行設(shè)計方案共享交流，數(shù)字化的信息載體有效提升了方案處理效率。同時，高度直觀的設(shè)計結(jié)果為設(shè)計人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化提供了更為便捷的途徑。

2.1.2高度統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)設(shè)計

BIM的3D設(shè)計結(jié)果其基礎(chǔ)是設(shè)計方案的數(shù)據(jù)支撐，相應(yīng)的模型與數(shù)據(jù)是一一對應(yīng)的，這種高度統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)設(shè)計保證了設(shè)計方案與實際成果的一致性，同時也有效實現(xiàn)了設(shè)計方案調(diào)整優(yōu)化過程的統(tǒng)一性，避免了人為操作失誤對設(shè)計結(jié)果的不利影響。

2.1.3高效精確的自動統(tǒng)計

建筑工程設(shè)計階段形成的信息對于工程整體質(zhì)量與成本造價等要點環(huán)節(jié)有著直接的影響。借助BIM技術(shù)，設(shè)計人員能夠?qū)⒐こ淘O(shè)計的全部信息錄入系統(tǒng)形成工程數(shù)據(jù)庫，借助自動統(tǒng)計功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面收集整理，從而實現(xiàn)全過程施工質(zhì)量與成本造價控制，獲得理想的設(shè)計結(jié)果。

2.1.4高效嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮f(xié)同設(shè)計

BIM技術(shù)的應(yīng)用是對建筑工程全過程的優(yōu)化整合，通過數(shù)據(jù)信息可視化的形式為建筑設(shè)計與施工提供了協(xié)同工作的有效途徑。在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員能夠通過BIM技術(shù)提供的共享途徑，不同部位的設(shè)計人員能夠進(jìn)行配合工作，有效避免了因信息傳遞不暢導(dǎo)致的設(shè)計偏差，維持設(shè)計方案的一致性。

2.1.5快速及時的計算模擬

BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)于傳統(tǒng)建設(shè)設(shè)計方法的要點在于信息處理效率的提升，通過BIM軟件內(nèi)置的統(tǒng)計、計算、分析等系列功能模塊，能夠保證設(shè)計分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)設(shè)計流程的標(biāo)準(zhǔn)化控制，對設(shè)計方案與思路進(jìn)行控制，同時對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行及時的評估。

2.2建筑施工階段的BIM應(yīng)用優(yōu)化

2.2.1高度準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

建筑工程施工管理的對象是建筑整體各部件與各施工工藝的應(yīng)用過程，在此過程中形成的相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的是巨大的，實現(xiàn)施工管理優(yōu)化需要依托這部分?jǐn)?shù)據(jù)的收集與使用才能保證其合理性。應(yīng)用BIM技術(shù)施工管理人員能夠直接針對具體施工管理環(huán)節(jié)調(diào)用工程信息與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通過系統(tǒng)化的查閱實現(xiàn)完善的工程資料使用。在施工過程中，出現(xiàn)工程變更的情況下，施工管理人員能夠通過BIM模型數(shù)據(jù)的修改，完成整體性的數(shù)據(jù)變更，優(yōu)化完善后的數(shù)據(jù)自動錄入工程管理模塊，保證了施工管理信息的完整性與有效性。

2.2.2高效精確的各類統(tǒng)計

在完成建筑工程施工管理信息數(shù)據(jù)的獲取后，借助BIM統(tǒng)計分析功能施工管理人員能夠?qū)崿F(xiàn)施工流程的全面控制。建筑工程中涉及的主要管理對象為各種施工材料、設(shè)備以及人員的調(diào)配使用，通過統(tǒng)計分析，管理者能夠?qū)κ┕み^程中涉及的各方面要素進(jìn)行量化統(tǒng)計，通過計算機的運算功能便捷的獲取統(tǒng)計結(jié)果，從而實現(xiàn)工程建設(shè)資源的優(yōu)化配置。同時，應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效避免了以往人工統(tǒng)計過程中可能存在的誤差問題，保證了統(tǒng)計結(jié)果的真實性與有效性，為進(jìn)行建筑工程施工精細(xì)化管理提供了支持。

2.2.3高效靈活的工程管理

建筑工程施工是一個動態(tài)化的過程，在此過程中通過BIM技術(shù)引入工期要素，實現(xiàn)時間維度上的工程施工管理，能夠?qū)こ塘窟M(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計，實現(xiàn)施工資源的有效利用，提升施工管理的精確性。作為BIM信息統(tǒng)計的基本單元，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件層級的細(xì)部施工能夠詳細(xì)錄入在施工管理系統(tǒng)之中，保證施工要素與建設(shè)時間的統(tǒng)一調(diào)配。工程建設(shè)刮泥人員，能夠結(jié)合構(gòu)件施工將施工過程中各工藝的執(zhí)行時間具體到小時的層次，實現(xiàn)工程量、材料量以及人員設(shè)備量的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證工程管理的高效性。

2.2.4高度協(xié)同的施工方案

現(xiàn)階段，建筑工程施工中的工序交叉與干擾現(xiàn)象日益突出，實現(xiàn)多工種的協(xié)同施工是保證施工質(zhì)量與工期的先決條件。BIM模型的三維可視化功能再加上時間維度，可以進(jìn)行虛擬施工，隨時隨地直觀、快速地將施工計劃與實際進(jìn)展進(jìn)行對比，同時進(jìn)行有效協(xié)同，施工方、監(jiān)理方甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場視頻監(jiān)測，可以大幅度提高施工過程中的協(xié)同程度，合理分配工作界面和工作工序，這樣不僅可以有效減少建筑質(zhì)量問題、安全問題及減少返工和整改，還可以提高施工效率，縮短施工周期，有效降低時間成本和人員成本。

2.2.5高效可靠的成本控制

建筑工程施工成本造價控制是一項科學(xué)而系統(tǒng)性的工作，在此環(huán)節(jié)中影響建筑施工成本的工程量、工期、資金等諸多要素間的關(guān)系是動態(tài)變化且相互關(guān)聯(lián)的，實現(xiàn)高效的成本控制需要對這些因素進(jìn)行綜合化的分析與考量，同時實現(xiàn)全過程造價管理，做到隨時監(jiān)控、隨時調(diào)整。完善的BIM數(shù)據(jù)庫還可以實現(xiàn)任一時點上工程基礎(chǔ)信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數(shù)據(jù)的多算對比，可以有效了解項目運營即時的盈虧狀態(tài)，以及采購和庫存情況，實現(xiàn)對項目成本風(fēng)險的有效管控。

3結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提升，建筑工程呈現(xiàn)出了體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的整體特征，給建筑設(shè)計與施工管理帶來了一定的困難。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用實現(xiàn)了建筑設(shè)計行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，利用BIM技術(shù)能夠建立更加科學(xué)和高效的建筑數(shù)字模型，能夠有效提高建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，確保建筑施工安全和提高施工效率。本文闡述了BIM技術(shù)的概念及內(nèi)涵，研究了BIM技術(shù)實現(xiàn)的功能，并對BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工管理中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，具有一定借鑒價值與參考意義。