BIM在建筑工程技術(shù)中的應(yīng)用

呂冰松 劉峰 吳立之 吳澤坤 高博鑫 包琳

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建造效率和建造質(zhì)量雙優(yōu)化，應(yīng)認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)給現(xiàn)代項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及管理工作帶來(lái)的改變，并能在掌握項(xiàng)目建造工作以及管理工作關(guān)鍵點(diǎn)的基礎(chǔ)上，科學(xué)的運(yùn)用BIM技術(shù)。本文就BIM技術(shù)在現(xiàn)代工程建造中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑；BIM；施工

在建筑物規(guī)格逐漸提高、對(duì)細(xì)節(jié)越發(fā)重視的情況下，過(guò)去的工程管理以及工程技術(shù)已不能全面滿足工程建造以及管理的各種要求，這也對(duì)保證建造質(zhì)量制造不利影響。因此BIM技術(shù)在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用也在不斷增多，并給工程虛擬模擬、工程結(jié)構(gòu)分析、項(xiàng)目管理方面帶來(lái)了改變。

1 現(xiàn)代工程中的BIM概念以及應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM作為信息化發(fā)展的成果，除了具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等優(yōu)點(diǎn)外它最核心的競(jìng)爭(zhēng)力在于其強(qiáng)大的信息整合能力。傳統(tǒng)的信息交換方式是一種分散的信息傳遞模式，各個(gè)參與方必須與其他所有參與方進(jìn)行信息交換才能獲取自己所需的信息以及將信息傳遞出去。從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高項(xiàng)目管理的效率。簡(jiǎn)單地說(shuō)，BIM就是工程項(xiàng)目管理中使用的一種信息化管理技術(shù)。

目前在中國(guó)，BIM正在為越來(lái)越多的人了解，建筑行業(yè)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)BIM的洗禮。軟件公司、設(shè)計(jì)單位、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商、施工單位、高?？蒲袡C(jī)構(gòu)等都已經(jīng)開(kāi)始設(shè)立BIM研究機(jī)構(gòu)。國(guó)家“十一五”規(guī)劃中BIM已成為國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家“十二五”規(guī)劃中進(jìn)一步將BIM建筑信息模型作為信息化的重點(diǎn)研究課題。BIM在項(xiàng)目中的全程應(yīng)用尚屬首次，為以后BIM更廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)了BIM在中國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭。BIM在國(guó)內(nèi)的三種應(yīng)用模式目前BIM的應(yīng)用主要在設(shè)計(jì)階段和施工階段，從BIM技術(shù)的應(yīng)用方來(lái)分，國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM的應(yīng)用模式主要包括：設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式、施工單位主導(dǎo)模式、業(yè)主方主導(dǎo)模式。

2 現(xiàn)代工程中BIM技術(shù)的運(yùn)用

借助與BIM技術(shù)的力量，現(xiàn)代工程中多個(gè)方面的操作模式發(fā)生了改變，并在BIM技術(shù)和現(xiàn)代工程聯(lián)系越發(fā)緊密的情況下，其促進(jìn)工程建造質(zhì)量提升效果也越明顯。

2.1 工程整體設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的運(yùn)用

在工程設(shè)計(jì)階段運(yùn)用BIM技術(shù)，就能將過(guò)去工程設(shè)計(jì)階段的平面靜態(tài)構(gòu)圖，轉(zhuǎn)換成新型三維立體化的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)還能結(jié)合電腦強(qiáng)大的圖形處理技術(shù)，從多視角、多方面對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核以及檢驗(yàn)，從而更好的檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方面的安全質(zhì)量，從設(shè)計(jì)源頭上避免出現(xiàn)安全隱患。

將平面設(shè)計(jì)圖形轉(zhuǎn)化為三維立體類型的建筑結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的飛躍，改變了人們對(duì)于建筑設(shè)計(jì)方案的理解，設(shè)計(jì)師能在建筑完成建造前就看到建筑物的全貌，方便工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)整，這種可視化的建筑設(shè)計(jì)方案處理形式也能讓業(yè)主更快捷、直接的看到建筑物全貌。

其次，過(guò)去的項(xiàng)目設(shè)計(jì)當(dāng)中，在將項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案落實(shí)到實(shí)際工程建造階段后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)問(wèn)題，影響項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量。比如建筑當(dāng)中的管道結(jié)構(gòu)部件和建筑受力結(jié)構(gòu)部件之間發(fā)生碰撞、或者是建筑設(shè)備裝置和建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突、或者是建筑中一些專業(yè)設(shè)施之間在位置上存在沖突的情況。這些問(wèn)題在過(guò)去平面設(shè)計(jì)方案模式的審核中不易被發(fā)現(xiàn)，而當(dāng)這些問(wèn)題被暴露在項(xiàng)目施工中的時(shí)候，如果要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改正，就要使用大量的建造材料，不利于項(xiàng)目成本控制。在應(yīng)對(duì)這種設(shè)計(jì)沖突問(wèn)題的時(shí)候，工作人員可以借助BIM技術(shù)的功能，進(jìn)行虛擬化的項(xiàng)目建造，這樣就能在虛擬的三維平臺(tái)上將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化成實(shí)際的建筑物，準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中存在的各種問(wèn)題。由于BIM技術(shù)下建筑物模擬建造也是以數(shù)據(jù)模式存在的，在模擬建造中發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題之后就能將問(wèn)題以數(shù)據(jù)的形式發(fā)送給設(shè)計(jì)人員，形成“設(shè)計(jì)工作——模擬施工——信息反饋——設(shè)計(jì)工作”的良性循環(huán)，真正的推動(dòng)建筑物建造質(zhì)量的強(qiáng)化。

2.2 對(duì)工程管理工作的優(yōu)化

在過(guò)去的工程現(xiàn)場(chǎng)管理中，由于項(xiàng)目建造規(guī)模大、建造工人數(shù)量多，因此會(huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)存在一些突發(fā)的不安全因素，不利于工程現(xiàn)場(chǎng)管理工作開(kāi)展，甚至還會(huì)由于管理工作不到位、不及時(shí)，而造成重大事故。在過(guò)去應(yīng)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)施工安全問(wèn)題的時(shí)候，會(huì)采用增加工程管理人員數(shù)量的方式，但這種處理方式在增加了項(xiàng)目總成本的同時(shí)也未能避免出現(xiàn)安全事故。

工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理中融入了BIM技術(shù)后，能更加直觀的審視項(xiàng)目施工各個(gè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)工程現(xiàn)場(chǎng)管理質(zhì)量的強(qiáng)化。通過(guò)BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，不僅能促使項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，同時(shí)還能對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、施工階段主要的工藝設(shè)備進(jìn)行分析，制定更貼合工程管理實(shí)際需要管理方案。BIM技術(shù)進(jìn)一步強(qiáng)化之后，借助虛擬施工，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理人員還能對(duì)工程建造的施工順序、項(xiàng)目建造設(shè)備調(diào)試以及項(xiàng)目建造資源配置等方面進(jìn)行檢驗(yàn)，并借助施工模擬功能發(fā)現(xiàn)在施工順序不合理、建造設(shè)備規(guī)格問(wèn)題、建造資源運(yùn)用不合理的問(wèn)題。

2.3 竣工模型交付

當(dāng)一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目建造完成準(zhǔn)備投入使用時(shí)，首先需要對(duì)建筑進(jìn)行必要的測(cè)試和調(diào)整，以確保它可以按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng)。通過(guò)BIM與施工過(guò)程記錄信息的關(guān)聯(lián)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息集成，不僅為后續(xù)的設(shè)施管理帶來(lái)便利，并且可以在未來(lái)進(jìn)行維修、改造、擴(kuò)建過(guò)程中提供有效地資料信息。

2.4 當(dāng)前BIM技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

盡管BIM技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)不少建筑企業(yè)開(kāi)始使用，但該技術(shù)要求建設(shè)者必須有相當(dāng)水平的計(jì)算機(jī)能力，在此基礎(chǔ)上掌握三維建模技術(shù)和信息處理技術(shù)，而實(shí)際現(xiàn)狀是大多數(shù)施工企業(yè)仍依靠傳統(tǒng)方法進(jìn)行施工，從業(yè)建設(shè)者多數(shù)沒(méi)有相匹配的技術(shù)做支持。這就要求我們更多的進(jìn)行充電，及時(shí)更新自己所學(xué)的知識(shí)，從而可以更容易、更有效的做好施工管理。各級(jí)建設(shè)主管部門(mén)也應(yīng)該定期組織BIM技術(shù)的培訓(xùn)或者專設(shè)BIM技術(shù)培訓(xùn)班來(lái)滿足大家對(duì)該技術(shù)的學(xué)習(xí)。

3 BIM發(fā)展前景分析

3.1 以移動(dòng)技術(shù)來(lái)獲取數(shù)據(jù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)智能終端的普及，人們現(xiàn)在可以在任何地點(diǎn)和任何時(shí)間來(lái)獲取信息。而在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，將會(huì)看到很多承包商，為自己的工作人員都配備這些移動(dòng)設(shè)備，在工作現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 數(shù)據(jù)采集分析

現(xiàn)在可以把監(jiān)控器和傳感器放置在建筑物的任何一個(gè)地方，針對(duì)建筑內(nèi)的溫度、空氣質(zhì)量、濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然后，再加上供熱信息、通風(fēng)信息、供水信息和其他的控制信息。這些信息匯總之后，設(shè)計(jì)師就可以對(duì)建筑的現(xiàn)狀有一個(gè)全面充分的了解。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目施工是推動(dòng)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展深化的基石，在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域大面積發(fā)展的形勢(shì)下，不僅要保證建造效率，更能要實(shí)現(xiàn)建造質(zhì)量的提升。BIM技術(shù)的合理運(yùn)用能對(duì)現(xiàn)代建筑項(xiàng)目的發(fā)展起到積極推動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建造質(zhì)量、建造效率的提升。

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作者簡(jiǎn)介：呂冰松，大連海洋大學(xué)，學(xué)生，工程管理專業(yè)。

通訊作者：劉峰（19810，3-），男，碩士，實(shí)驗(yàn)師，從事土木工程研究。