淺談BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

李 淼

(廣西柳州建筑設(shè)計(jì)科學(xué)研究院， 廣西 柳州 545001)

隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了突破性的進(jìn)步。工程建設(shè)是一個(gè)典型的高風(fēng)險(xiǎn)高投資的資本集中過(guò)程，一個(gè)質(zhì)量不良的建筑工程不僅會(huì)增加投資成本，還會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響，還有可能造成工期的延誤，這些都會(huì)對(duì)整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目造成巨大的損失。為了能有效解決類似的問(wèn)題，同時(shí)提升工作效率，很多建設(shè)項(xiàng)目都引入了BIM技術(shù)，并取得了良好的效果。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM的理論基礎(chǔ)主要源于制造行業(yè)集CAD、CAM于一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)理念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM與STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。BIM是在原有CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的信息集成技術(shù)，可以使建筑工程的各參與單位，包括業(yè)主、監(jiān)理、施工、設(shè)計(jì)、造價(jià)及政府監(jiān)管部門，在模型中操作信息和在信息中操作模型都能夠貫穿于項(xiàng)目的全生命周期內(nèi)，從業(yè)人員依靠二維圖紙、文字符號(hào)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式得以從根本上改變，不僅使得建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的工作效率和質(zhì)量得以提高，還可以使錯(cuò)誤減少和風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)降低。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 信息完備性

不僅描述了工程對(duì)象的3D幾何特征，同時(shí)還具有建筑物理特征和功能特征，不僅提供二維和三維圖紙，而且還提供設(shè)計(jì)信息、虛擬建造、施工管理、造價(jià)估算、工程量清單、工程安全性能維護(hù)等豐富的信息。

2.2 信息一致性

在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無(wú)需重復(fù)輸入，在不同階段不需重新創(chuàng)建模型對(duì)象便可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改和擴(kuò)展，使得模型對(duì)象信息一致。

2.3 信息關(guān)聯(lián)性

信息模型中的各個(gè)構(gòu)件是相互關(guān)聯(lián)的，改變模型中的某個(gè)對(duì)象，系統(tǒng)會(huì)隨之更新與之關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象。如刪除一面墻，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)刪除墻上的門窗；刪除一扇窗，墻上就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為完整的墻。

2.4 可視化

BIM具備了可視化的特性，BIM技術(shù)通過(guò)對(duì)建筑設(shè)計(jì)施工管理工程三維化的應(yīng)用，可以把以往的二維圖形轉(zhuǎn)換成三維的立體實(shí)物圖形在人們的面前予以清晰展示。因此，可在BIM可視化的狀態(tài)下進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等各項(xiàng)工作的溝通討論。

2.5 模擬性

BIM不僅可以對(duì)設(shè)計(jì)出的建筑物模型進(jìn)行模擬，還可以對(duì)真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物進(jìn)行模擬，比如在招投標(biāo)及施工階段可以對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行4D模擬,根據(jù)編制好的施工組織設(shè)計(jì)來(lái)模擬實(shí)際施工，以便選擇最優(yōu)的施工方案。

2.6 協(xié)調(diào)性

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位，往往會(huì)出現(xiàn)施工中各專業(yè)之間的碰撞問(wèn)題。BIM建筑信息模型各專業(yè)可在建筑物建造之前進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，管線綜合，從而可以檢查建設(shè)項(xiàng)目的碰撞問(wèn)題，同時(shí)生成相應(yīng)的檢查報(bào)告以及相應(yīng)的處理方法。

2.7 可出圖性

BIM可以生成常用的建筑設(shè)計(jì)圖紙及其他圖紙，通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)及優(yōu)化，可以生成消除碰撞點(diǎn)、優(yōu)化后的綜合管線圖，生成預(yù)留孔洞圖、碰撞檢查報(bào)告等。

3BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

3.1 基于BIM的工程設(shè)計(jì)

作為一名設(shè)計(jì)師，首先要把他們腦海中的建筑造型予以展示，在使用BIM之前，很多時(shí)候設(shè)計(jì)師是通過(guò)泡沫、紙盒做的手工模型展示頭腦中的創(chuàng)意，方案調(diào)整工作也同樣在這樣的情況下進(jìn)行，一般情況下模型制作完還需要反復(fù)多次修改，這都會(huì)花費(fèi)設(shè)計(jì)師大量的時(shí)間。

BIM模型具有真實(shí)的三維特性，它具有直觀的可視化糾錯(cuò)能力，設(shè)計(jì)師可以實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)，這樣在設(shè)計(jì)階段就可提前把施工過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題予以處理，減少了施工階段的反復(fù)，不僅節(jié)約了施工成本，還可縮短工期。

BIM模型便于設(shè)計(jì)人員跟業(yè)主進(jìn)行溝通。二維和一些效果圖軟件只能制作表面模型，無(wú)法查看其內(nèi)部構(gòu)造；而三維模型可以提供一個(gè)內(nèi)部可視化的虛擬建筑，業(yè)主可以通過(guò)電腦里的虛擬建筑物，對(duì)建筑物內(nèi)部的任意一個(gè)房間、走廊等進(jìn)行查看，了解構(gòu)件的尺寸、位置，通過(guò)直觀視覺(jué)的感受，確定建筑構(gòu)件布置是否合理，很多現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的問(wèn)題就可在前期方案設(shè)計(jì)階段予以解決。

3.2 基于BIM的施工及管理

通過(guò)BIM技術(shù)與施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)BIM的虛擬施工，這種施工本身不消耗資源，通過(guò)可視化的過(guò)程卻可以了解施工的過(guò)程和結(jié)果，提前發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)施工方案不斷的進(jìn)行優(yōu)化，消除施工隱患，找出最佳施工方案，不但可以降低返工成本和管理成本，同時(shí)還可以降低風(fēng)險(xiǎn)和縮短工期，提高項(xiàng)目管理人員對(duì)施工過(guò)程的管控能力。從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、機(jī)械設(shè)備和場(chǎng)地布置的動(dòng)態(tài)集成管理及施工過(guò)程的可視化模擬，以提供合理的施工方案及配置人員、材料、機(jī)械設(shè)備，從而在最大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源合理運(yùn)用。

3.3 基于BIM的建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理

綜合應(yīng)用GIS技術(shù)，將BIM與維護(hù)管理計(jì)劃相鏈接，實(shí)現(xiàn)建筑物業(yè)管理與樓宇設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控相集成的智能化和可視化管理，及時(shí)定位問(wèn)題來(lái)源。結(jié)合建筑物所處環(huán)境，可對(duì)建筑物進(jìn)行安全耐久性進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

3.4 基于BIM的全生命周期管理

BIM的意義在于完善了整個(gè)建筑行業(yè)各個(gè)管理系統(tǒng)和工作流程間的縱、橫項(xiàng)溝通交流，在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理等整個(gè)項(xiàng)目全生命周期的各個(gè)階段的信息全部建立在一個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全生命周期的信息化管理。

3.5 基于BIM的協(xié)同工作平臺(tái)

BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問(wèn)題。工程建設(shè)各參與方使用信息源是單一的，以確保工程信息的一致性。項(xiàng)目各參與方基于紙質(zhì)方式進(jìn)行信息交流形成的“信息斷層”和“信息孤島”問(wèn)題從根本上予以解決。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)被認(rèn)為是能夠突破建筑業(yè)生產(chǎn)效率低和資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題的一項(xiàng)技術(shù)，在我國(guó)也被越來(lái)越多的單位所重視，整體上還處于起步階段，遠(yuǎn)未發(fā)揮出其全生命周期的應(yīng)用價(jià)值，因此相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)積極的應(yīng)用和推廣這一技術(shù)，促使其能更好的發(fā)揮作用。

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