BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用及發(fā)展前景

王紅梅++劉洋

【摘 要】BIM技術(shù)是結(jié)合了計(jì)算機(jī)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)，BIM的出現(xiàn)和應(yīng)用能夠較好的解決建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)的信息斷層問題。本文從BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用意義著手，闡述了BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了BIM技術(shù)在我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；BIM技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展前景

引言

近年來，國(guó)內(nèi)建筑工程逐漸開始進(jìn)行 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，大型施工企業(yè)也在工程施工過程中成功使用了BIM 技術(shù)。建筑信息模型 （Building Information Modeling） 是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

1.BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的重要意義

BIM（Building Information Modeling）為建筑信息模型，是指創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行維護(hù)全過程進(jìn)行管理和優(yōu)化的過程、方法和技術(shù)。

BIM是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)，是一個(gè)共享的知識(shí)資源，在項(xiàng)目的不同階段、不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)，可以導(dǎo)出各種建筑部件的三維尺寸，并能自動(dòng)生成各種報(bào)表、工程進(jìn)度及概預(yù)算等，其準(zhǔn)確程度與建模的精確程度成正比。BIM強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，也為以后項(xiàng)目的維修、保養(yǎng)、改建甚至拆除提供了很大的便利。由于模型可以精確的計(jì)算出每種材料的數(shù)量，甚至直接自動(dòng)生成數(shù)量報(bào)表，使得施工周期（圖1）變得十分容易。相關(guān)人員只需根據(jù)自己的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)模型自動(dòng)生成的報(bào)表進(jìn)行調(diào)整即可得到較為準(zhǔn)確的估算。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)以及建筑施工進(jìn)程

基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字仿真模型，可以實(shí)現(xiàn)建筑工程的虛擬設(shè)計(jì)、可視化決策、協(xié)同化建造、透明化管理，將極大提升工程決策、規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理的水平，較少失誤，縮短工期，將顯著提高建筑產(chǎn)業(yè)信息化水平，促進(jìn)綠色建筑發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2.BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

BIM自引入我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域以來，帶給行業(yè)的變革不僅體現(xiàn)在技術(shù)手段上，還體現(xiàn)在項(xiàng)目管理過程中，并貫穿于建筑全生命周期，其價(jià)值逐漸被認(rèn)知并日益凸顯，筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，對(duì)BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用做出如下探討。

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于BIM的基礎(chǔ)是一個(gè)3D的建筑模型，平、立、剖面、明細(xì)表雙向關(guān)聯(lián)，一處修改處處更新，自動(dòng)避免低級(jí)錯(cuò)誤，減少設(shè)計(jì)缺陷，降低成本。任何建筑方面的修改，可以及時(shí)的反映在另一個(gè)用戶端的相關(guān)軟件中，避免了重復(fù)工作。

2.2高效溝通

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，建立起基于BIM的數(shù)據(jù)模型終端，使得構(gòu)件、設(shè)備等其他相關(guān)專業(yè)能及時(shí)接收到反饋信息，及時(shí)得到更新版的模型，大大的減少了傳統(tǒng)項(xiàng)目中各專業(yè)在交流和互換信息方面的障礙，還可以把數(shù)量方面的信息直接報(bào)告給施工管理的負(fù)責(zé)人員，讓施工方與項(xiàng)目其他參與方以及施工中各個(gè)專業(yè)的工作人員鏈接起來，使得各專業(yè)的交流從方案設(shè)計(jì)之初就開始進(jìn)行。

2.3虛擬施工

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用和發(fā)展，各種異型曲面的建筑設(shè)計(jì)如雨后春筍般涌現(xiàn)，增加人們視覺美感的同時(shí)，卻給建筑項(xiàng)目施工方帶來了挑戰(zhàn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)代建筑的迫切需求。因此，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的推廣和應(yīng)用，在建筑業(yè)中提出了虛擬施工（Virtual Construction，簡(jiǎn)稱VC）這一概念。

虛擬施工通俗地講，就是實(shí)際建造過程在計(jì)算機(jī)上的仿真實(shí)現(xiàn)，以便發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中存在的或者可能出現(xiàn)的問題。該技術(shù)采用參數(shù)化設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、結(jié)構(gòu)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)硬件等設(shè)備以及相關(guān)軟件本身發(fā)展的基礎(chǔ)上協(xié)同工作，對(duì)施工中的人、財(cái)、物信息流動(dòng)過程進(jìn)行全真環(huán)境的三維模擬，為各個(gè)參與方提供一種可控制、無破壞性、耗費(fèi)小、低風(fēng)險(xiǎn)并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)方法。

2.4碰撞檢查

碰撞檢查一直是施工方的一塊心病，傳統(tǒng)2D模式的時(shí)候，因?yàn)樵O(shè)計(jì)上的錯(cuò)漏碰缺，再加上人工檢查，動(dòng)不動(dòng)就要付出幾十萬、幾百萬，甚至是上千萬的代價(jià)來彌補(bǔ)。利用BIM技術(shù)建立3D可視化模型，運(yùn)用碰撞檢查軟件進(jìn)行管線檢測(cè)，直觀解決空間關(guān)系沖突，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案，減少施工階段存在的返工現(xiàn)象。利用可視化3D模型進(jìn)行施工交底，還可以提高施工質(zhì)量，改善項(xiàng)目質(zhì)量。

2.5運(yùn)維基礎(chǔ)

當(dāng)施工結(jié)束后，自動(dòng)形成的完整的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為工程在施工階段建立基于BIM的管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以集成對(duì)文檔的搜索、查閱、定位功能，充分提高數(shù)據(jù)檢索的直觀性，提供相關(guān)數(shù)據(jù)的利用率。還可以為后期運(yùn)維方及工作人員提供快速查詢及定位。同時(shí)，項(xiàng)目竣工后BIM模型中的所有構(gòu)件都包含了全部的數(shù)據(jù)信息及屬性，這樣為運(yùn)維方提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，方便運(yùn)維方指定維護(hù)計(jì)劃、指定運(yùn)營(yíng)規(guī)劃，大大提高了運(yùn)維效率，降低了成本。

3.BIM技術(shù)發(fā)展前景

BIM技術(shù)的應(yīng)用在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家正在迅速推進(jìn)，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)施工單位承接項(xiàng)目的必要能力，但在我國(guó)還是一門新興科學(xué)技術(shù)，我國(guó)應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流，緊跟世界的步伐。

近些年來，政府致力于BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的扎根與推廣工作，除緊扣國(guó)際上BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與大量搜集國(guó)外相關(guān)技術(shù)信息與引進(jìn)外，積極與國(guó)內(nèi)工程業(yè)界合作進(jìn)行工程項(xiàng)目導(dǎo)入BIM實(shí)作與研發(fā)；并且廣邀國(guó)內(nèi)外各界在BIM技術(shù)相關(guān)的實(shí)作與研發(fā)有杰出成就的專家辦理多次的BIM趨勢(shì)論壇，期對(duì)國(guó)內(nèi)工程各界在BIM技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展與新知的認(rèn)識(shí)有所貢獻(xiàn)。

目前BIM技術(shù)在我國(guó)建筑工程中的應(yīng)用，只是冰山一角，筆者認(rèn)為還應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手研究：

3.1在應(yīng)用的深度上

目前我們應(yīng)用深度比較淺，比方說建建模，做做碰撞檢查，做一做動(dòng)畫這樣的深度，實(shí)際上這些應(yīng)用還可以加深，應(yīng)該由重大項(xiàng)目上的點(diǎn)式BIM應(yīng)用著手，逐漸向項(xiàng)目級(jí)甚至社會(huì)化BIM應(yīng)用過渡。

3.2在應(yīng)用的廣度上

BIM技術(shù)可以應(yīng)用在更多階段，更多的參與方中，應(yīng)用從目前單一階段的建模服務(wù)逐漸轉(zhuǎn)向全過程BIM應(yīng)用，與政府呼吁的綠色建筑、智慧城市、城市管廊、海綿城市逐步與BIM結(jié)合，體現(xiàn)BIM技術(shù)的核心價(jià)值。

3.3標(biāo)準(zhǔn)的提高

BIM技術(shù)最終的目的是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命期，更多的參與方，實(shí)現(xiàn)信息的共享。這個(gè)共享沒有標(biāo)準(zhǔn)是做不到的，標(biāo)準(zhǔn)的制定是難度較大的工作，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開展了一些，但還有很多工作要做。

3.4BIM技術(shù)可以和其他技術(shù)集成應(yīng)用

BIM技術(shù)在集成方面還有待突破，比如從BIM軟件應(yīng)用為主轉(zhuǎn)向BIM軟硬件結(jié)合，和信息化系統(tǒng)集成起來，未來會(huì)有更多的集成，使BIM技術(shù)發(fā)揮很大效率。

由此可見，采用BIM技術(shù)可以使建筑工程更快、更省、更精確，各工種配合得更好和減少了出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，而長(zhǎng)遠(yuǎn)得到的好處已經(jīng)超越了設(shè)計(jì)和施工的階段，惠及將來的建筑物的運(yùn)作、維護(hù)和設(shè)施管理，并導(dǎo)致可持續(xù)地節(jié)省費(fèi)用。

4.結(jié)語

BIM是一種全新的理念，它涉及到規(guī)劃—設(shè)計(jì)—施工—維護(hù)等的一系列創(chuàng)新和改革，是建筑業(yè)信息化的發(fā)展趨勢(shì)。BIM的研究對(duì)提高建筑生命周期管理，提高建筑行業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

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