淺談BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

張國(guó)權(quán)

（江西泰如建設(shè)工程有限公司 江西南昌 330000）

1 BIM技術(shù)的理論基礎(chǔ)

1.1 BIM基本概念

BIM簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是一種工程方法，這一技術(shù)體現(xiàn)在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)中。每個(gè)階段的計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)過程就在一定的信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行信息協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)信息共享。具體而言，就是充分運(yùn)用各種計(jì)算機(jī)輔助工具，將一系列基本工程對(duì)象作為單位，比如部件、構(gòu)件或組件等，分別對(duì)每個(gè)建筑工程階段實(shí)行有計(jì)劃的綜合管理，完成了一個(gè)在信息生產(chǎn)、傳遞和分析基礎(chǔ)上的多實(shí)務(wù)協(xié)同建筑作業(yè)。

1.2 BIM的基本特征

1.2.1 參數(shù)化

從傳統(tǒng)的CAD脫穎而出的BIM具有一個(gè)特別鮮明的特征，即參數(shù)化，正是基于參數(shù)化特征建立起來(lái)為了使模型具有更高的完整性信息，采用參數(shù)化方法建立了三維可視化模型，該模型包含了項(xiàng)目所有構(gòu)建的屬性。這種模型屬性能根據(jù)內(nèi)容隨時(shí)變換，但保持相互之間的邏輯和空間關(guān)系不變。

1.2.2 可視化

可視化，從字面意思理解即為“所見即所得”，其代表著直觀和易于理解。可視化的技術(shù)在建筑行業(yè)中有著較為廣泛的應(yīng)用，但其中的可視化并非經(jīng)過渲染處理后的效果圖。BIM的可視化是指不經(jīng)過藝術(shù)處理的真實(shí)性的建筑空間，展現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件之間的反饋性和互動(dòng)性。在構(gòu)件屬性和空間尺寸上，由建筑信息模型展示出來(lái)的結(jié)果和實(shí)物具有高度的統(tǒng)一性，整個(gè)設(shè)計(jì)中的缺陷在模型精度范圍內(nèi)都將被一一的暴露出來(lái)，以便有關(guān)人員有針對(duì)性的開展優(yōu)化工作。建筑信息模型的可視化結(jié)果在BIM環(huán)境里的體現(xiàn)不僅僅是展示或者匯報(bào)成果，主要的價(jià)值體現(xiàn)在提供了一個(gè)信息交流平臺(tái)，用于建設(shè)項(xiàng)目參與方無(wú)論在建設(shè)項(xiàng)目的哪個(gè)階段都能進(jìn)行高效的溝通。

2 建筑施工項(xiàng)目中運(yùn)用BIM技術(shù)的必要性分析

建筑施工工程不僅是組成市政公用工程的重要部分，也是城市基礎(chǔ)設(shè)施的有機(jī)組成之一，通過提供基礎(chǔ)的服務(wù)和保障讓城市的生活和生產(chǎn)活動(dòng)有序進(jìn)行。在我國(guó)現(xiàn)代化城市進(jìn)程不斷深入的過程中，建筑施工工程已慢慢成為了人口和經(jīng)濟(jì)問題的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也因此建筑施工工程的建設(shè)質(zhì)量與效果受到了國(guó)家和政府部門的重視。不斷擴(kuò)大的工程建設(shè)規(guī)模，日益繁雜的建筑施工工藝讓整個(gè)工程的管理難度大大增加。

2.1 建筑施工過程中存在的主要問題

2.1.1 從設(shè)計(jì)到施工各環(huán)節(jié)中存在信息偏誤

CAD是傳統(tǒng)建筑施工設(shè)計(jì)工作的主要操作平臺(tái)，所有設(shè)計(jì)成果的呈現(xiàn)都是在一類的二維圖紙方式呈現(xiàn)。手工繪制的二維圖形，以不同的尺寸標(biāo)注來(lái)反映三維狀態(tài)下建筑物的空間位置關(guān)系，由于數(shù)據(jù)信息表達(dá)不準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)成果可視性差導(dǎo)致很多信息偏誤的問題存在。當(dāng)設(shè)計(jì)師的三維設(shè)計(jì)理念以二維圖紙的方式呈現(xiàn)出來(lái)后，還要經(jīng)過層層的傳遞，多次二、三維信息的轉(zhuǎn)換，這就很容易對(duì)二維圖紙信息有理解偏差。信息傳遞一旦出現(xiàn)偏差，又未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)，很容易導(dǎo)致問題擴(kuò)大，從而影響正常施工進(jìn)度。

2.1.2 施工過程中存在管理問題

項(xiàng)目管理在建筑施工建設(shè)過程中的問題主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①?zèng)]有確立明確的施工總體目標(biāo)，自然也沒有階段性的小目標(biāo)，因此，不可能對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行系統(tǒng)的指導(dǎo)和控制，最終導(dǎo)致施工的高度盲目性；②施工計(jì)劃需要改進(jìn)。準(zhǔn)確性不高的施工技術(shù)和內(nèi)容，容易引起后期材料進(jìn)廠和施工進(jìn)度不同步的情況而滯后了工期，出現(xiàn)窩工浪費(fèi)成本資源的現(xiàn)象。沒有被合理分配的資源必然會(huì)引起一系列的問題，比如工期長(zhǎng)、浪費(fèi)大、效率低等。

2.2 BIM技術(shù)對(duì)建筑施工的作用與意義

2.2.1 進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)建筑轉(zhuǎn)化

基于BIM技術(shù)創(chuàng)建出的建筑信息模型是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含著指定項(xiàng)目的所有相關(guān)信息，比如建設(shè)項(xiàng)目中構(gòu)建的數(shù)量、每一個(gè)構(gòu)建的尺寸、各自之間的位置關(guān)系等，透過這些參數(shù)化的信息就能得到項(xiàng)目建成后的真實(shí)效果展示，最終呈現(xiàn)的效果通過這個(gè)信息模式能有多視角的立體呈現(xiàn)。施工圖紙的優(yōu)化設(shè)計(jì)最好能在處于設(shè)計(jì)階段的建筑信息模型構(gòu)建過程中完成，這樣有利于建立視圖與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的雙向聯(lián)系關(guān)系，繼而快速的得出一個(gè)三維立體圖，在不同的需求下呈現(xiàn)出完全不一樣的剖面圖，一些非圖形數(shù)據(jù)在信息模型中也能通過明細(xì)表被統(tǒng)計(jì)，大大的提升了建筑施工效率[2]。

2.2.2 綜合專業(yè)之長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)作互補(bǔ)

基礎(chǔ)工程是在多個(gè)部門的配合下完成的，而在BIM技術(shù)中，它是由不同的專業(yè)來(lái)設(shè)計(jì)的。各專業(yè)設(shè)計(jì)的最終模型可以通過相關(guān)的應(yīng)用軟件集成到一個(gè)整體中。實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，從根本上改變過去通過文字和圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的方式。該軟件通過檢查模型中不同專業(yè)之間的沖突并對(duì)其進(jìn)行修改以滿足需求，避免了協(xié)同問題對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的影響。

3 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

3.1 工程施工階段的應(yīng)用

3.1.1 實(shí)現(xiàn)虛擬施工的目標(biāo)

虛擬施工是在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的，對(duì)整個(gè)施工階段都具有不可替代的重要價(jià)值。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①通過BIM技術(shù)建立虛擬的施工模型，讓整個(gè)施工過程清晰而完整的被呈現(xiàn)，為施工計(jì)劃的擬制和優(yōu)化提供足夠的數(shù)據(jù)支撐；②通過BIM技術(shù)，將項(xiàng)目開展的具體情況詳細(xì)呈現(xiàn)給項(xiàng)目的各個(gè)參與方知曉，幫助其了解項(xiàng)目開展的具體情況，找出其中存在的主要問題和影響因素，建立項(xiàng)目施工的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓施工方、監(jiān)理方以及業(yè)務(wù)擁有查詢功能，實(shí)行信息共享機(jī)制，避免因?yàn)樾畔鬟_(dá)的不及時(shí)和不對(duì)稱導(dǎo)致各方合作過程中的矛盾和摩擦。

3.1.2 三維動(dòng)畫渲染

當(dāng)建筑產(chǎn)品的所有者被出售時(shí)，施工項(xiàng)目尚未完成，需要使用3D動(dòng)畫來(lái)使用虛擬建筑項(xiàng)目。三維動(dòng)畫效果都需要渲染，主要目的是吸引客戶。但是在缺少素材的情況下，創(chuàng)建3D動(dòng)畫是一個(gè)困難的過程。即使3D動(dòng)畫完成，業(yè)主也很難滿意。如果廣告未能達(dá)到預(yù)期的效果，廣告需要大量的投入。宣傳工作就是無(wú)效的。三維技術(shù)，包括大量建筑項(xiàng)目的真實(shí)數(shù)據(jù)，為廣告公司生產(chǎn)三維動(dòng)畫提供了有用的素材，從而使三維動(dòng)畫更真實(shí)地反映了建筑的實(shí)際情況。

3.2 工程造價(jià)管理中的應(yīng)用

3.2.1 風(fēng)險(xiǎn)管控

目前工程造價(jià)管理方法具有廣泛的應(yīng)用范圍，仍然是傳統(tǒng)的。這種造價(jià)管理方法在項(xiàng)目完成后對(duì)整個(gè)工程有更全面的認(rèn)識(shí)，使得工程造價(jià)的準(zhǔn)確性難以保證，經(jīng)常出現(xiàn)業(yè)主和施工單位因違法的現(xiàn)象。他投資基金。法庭的事件BIM技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用，可以使風(fēng)險(xiǎn)管理更好地控制，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)精細(xì)化管理的目標(biāo)，從而使工程造價(jià)管理早日進(jìn)入過程控制的時(shí)間。

3.2.2 訪問工程數(shù)據(jù)信息，確保相關(guān)信息的準(zhǔn)確性

在過程成本控制時(shí)代，項(xiàng)目成本管理需要先進(jìn)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)來(lái)支持，必須準(zhǔn)確地獲得與工程相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。BIM技術(shù)本身就是一種信息手段，是一個(gè)大容量的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在建設(shè)項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中存儲(chǔ)所有的數(shù)據(jù)信息，也允許項(xiàng)目參與者訪問數(shù)據(jù)。因此，BIM技術(shù)在工程造價(jià)管理中的應(yīng)用，可以保證信息獲取的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

3.3 施工過程的模擬

三維建筑信息模型是虛擬建筑的基礎(chǔ)。通過使用相關(guān)的BIM應(yīng)用軟件，結(jié)合一些編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑施工過程的全面準(zhǔn)確的模擬。建立實(shí)時(shí)4D模型的具體方法：從RevIT到NVISWOK軟件中的外部工具導(dǎo)出RevIT平臺(tái)完成的三維模型，并詳細(xì)介紹了施工進(jìn)度，并建立了施工任務(wù)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容，并附上了任務(wù)，并與施工進(jìn)度計(jì)劃相結(jié)合，結(jié)合NavISWorksVirtualFi動(dòng)畫工具。

3.3.1 模擬施工進(jìn)程

（1）建立施工進(jìn)度計(jì)劃

由于污水處理工程建設(shè)項(xiàng)目龐大，施工過程較為復(fù)雜，專業(yè)施工人員有必要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將整個(gè)工程分解為一個(gè)基本單元，并利用工程軟件進(jìn)行施工。施工進(jìn)度計(jì)劃，并通過施工經(jīng)驗(yàn)估算任務(wù)的持續(xù)時(shí)間和不同任務(wù)之間的關(guān)系。施工進(jìn)度的甘特圖。使用NavISWork軟件中的TimelInER工具，可以將進(jìn)度任務(wù)導(dǎo)入到NavISWorkS平臺(tái)中，并且可以將時(shí)間信息添加到3D建筑信息模型中。

（2）創(chuàng)建選擇集

使用Navisworks中的Timeline功能，將進(jìn)度計(jì)劃中個(gè)基本單元所包含的構(gòu)件創(chuàng)建為選擇集，并附著到對(duì)應(yīng)的任務(wù)名稱中，完成進(jìn)度信息與模型的關(guān)聯(lián)，即可完成施工進(jìn)度的模擬。在4D模型中，通過定義每道工序甚至每個(gè)構(gòu)件的作業(yè)時(shí)間，能夠把任意時(shí)間點(diǎn)的工程進(jìn)展情況展現(xiàn)出來(lái)，方便項(xiàng)目經(jīng)理向各作業(yè)班組人員布置進(jìn)一步工作任務(wù)，并與計(jì)劃進(jìn)度作對(duì)比，隨時(shí)掌握進(jìn)度偏差，發(fā)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃中的問題，從而及時(shí)調(diào)整方案，合理安排人工、材料、機(jī)械等資源，確保按期完成任務(wù)。

3.3.2 虛擬施工進(jìn)度過程中存在的問題

通過BIM三維模型在碰撞檢測(cè)和施工進(jìn)度控制中的實(shí)際案例操作，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)和建議：

（1）當(dāng)修改碰撞結(jié)果時(shí)，可以通過將NavISWork的返回函數(shù)修改為ReVIT模型來(lái)修改，這必須確保原始模型RIFIT文件被打開，并且該文件只能輸出到NavISWorkS模型原始文件。

（2）由于個(gè)人專業(yè)能力的局限性和建模水平的限制，模型相對(duì)粗糙，施工進(jìn)度不夠?qū)I(yè)化，使得模型構(gòu)建的仿真結(jié)果不夠精細(xì)。它只是作為輔助工具，希望能在今后的研究和研究中不斷改進(jìn)和完善。

4 結(jié)論

通過對(duì)BIM技術(shù)概念、應(yīng)用價(jià)值和在建設(shè)施工管理中各部分應(yīng)用的論述研究，本文認(rèn)為，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣與使用也將提到一個(gè)新的高度上來(lái)。BIM所具有的許多優(yōu)越性能諸如碰撞檢測(cè)功能、工程造價(jià)動(dòng)態(tài)管理、后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)等將極大的提高生產(chǎn)建設(shè)等方面的效率。加快BIM技術(shù)的廣泛推廣，完善人才培養(yǎng)機(jī)制，推動(dòng)國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)的相互溝通交流。在未來(lái)的一段很長(zhǎng)時(shí)間里，BIM技術(shù)一定將是飛躍性的發(fā)展，不僅為建筑業(yè)服務(wù)，相信未來(lái)的BIM技術(shù)也可以為各行各業(yè)提供幫助。