BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用探究

喬華文

本文將從當(dāng)前BIM技術(shù)概況出發(fā)，對(duì)BIM主要的工程施工應(yīng)用進(jìn)行分析與探究，希望為相關(guān)建筑企業(yè)提供一些幫助和建議，更好地開(kāi)展建筑工程的各項(xiàng)施工工作。

BIM即建筑信息模型，該技術(shù)出現(xiàn)于二十一世紀(jì)初期，當(dāng)前在世界范圍得到了一致認(rèn)可與廣泛好評(píng)，能夠?yàn)榻ㄖ畔⒓商峁┖艽蟮膸椭?，在建筑工程設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)行階段等全部階段發(fā)揮著重要作用，把多種信息整合到三維模型中，以建筑信息模型為基礎(chǔ)，業(yè)主、運(yùn)營(yíng)部門、施工單位、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠開(kāi)展協(xié)同工作，充分提高施工效率，降低成本、節(jié)省資源，有利于可持續(xù)發(fā)展。

一、當(dāng)前BIM技術(shù)概況

目前，建筑信息模型在國(guó)內(nèi)得到大量建筑企業(yè)的應(yīng)用，使自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與施工管理能力得到提高。借助建筑信息模型，不但能開(kāi)展建筑工程建模的工作，還能做到信息化管理整個(gè)建筑工程，充分控制建筑項(xiàng)目的單價(jià)、造價(jià)等多個(gè)方面，如奧運(yùn)場(chǎng)地“水立方”就對(duì)revit等多個(gè)三維軟件進(jìn)行了應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的程度大大降低，解決了多個(gè)施工難題。

二、BIM主要的工程施工應(yīng)用

1.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行施工模擬

隨著建筑施工規(guī)模的增加，會(huì)使項(xiàng)目管理的各種工作變得十分復(fù)雜。由于施工時(shí)的施工流程具有不可逆轉(zhuǎn)性，必須按照事先制定的施工方案進(jìn)行，導(dǎo)致建筑施工如果產(chǎn)生誤差就需要重頭再來(lái)，如果出現(xiàn)這樣的情況，不但浪費(fèi)財(cái)力、物理和人力，還會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程質(zhì)量造成較大影響。若將建筑信息模型中的4d模擬應(yīng)用到施工過(guò)程中，那么就能借助施工進(jìn)度、3d模型兩者的有效連接，整合施工現(xiàn)場(chǎng)中各種信息、數(shù)據(jù)、資源，構(gòu)建出一個(gè)項(xiàng)目施工的4d信息模型，可視化模擬施工場(chǎng)地、施工設(shè)備、施工資料、施工人員等諸多要素，協(xié)調(diào)不同團(tuán)體間的施工工作。與此同時(shí)，把施工4d模擬和施工組織方案進(jìn)行有機(jī)結(jié)合能夠有效安排建筑材料的進(jìn)場(chǎng)，并合理、科學(xué)地配置勞動(dòng)力，讓整個(gè)項(xiàng)目施工流程的清晰性與合理性得到加強(qiáng)。

2.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行碰撞檢查

開(kāi)展項(xiàng)目施工以前，通常施工人員會(huì)對(duì)管線進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)，以此為基礎(chǔ)對(duì)建筑物中不同構(gòu)件間碰撞的現(xiàn)象進(jìn)行處理，不過(guò)，原有2d圖紙一般很難對(duì)系統(tǒng)、個(gè)體的各種碰撞情況進(jìn)行充分反映，其離散行為有較大不可預(yù)知性存在，導(dǎo)致施工人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中容易將建筑物的一些碰撞現(xiàn)象忽略掉。因此，可以把建筑信息模型應(yīng)用到碰撞檢查中，積極利用其可視化的功能。建筑信息模型的可視化監(jiān)測(cè)，不但能將項(xiàng)目施工中多種軟碰撞、硬碰撞進(jìn)行消除，還能使項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)得到完善和優(yōu)化，使施工中出現(xiàn)的錯(cuò)誤損失、返工問(wèn)題等大大減少，從而對(duì)構(gòu)件方案進(jìn)行合理優(yōu)化。另外，借助建筑信息模型碰撞檢查后的3d模型，施工人員能夠進(jìn)一步開(kāi)展施工交底、施工過(guò)程等模擬工作，不斷提高項(xiàng)目施工質(zhì)量。

3.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行三維渲染

要想宣傳、展示建筑工程，可利用建筑信息模型中的三維渲染功能，借助現(xiàn)實(shí)虛擬化把最真實(shí)的代入感提供給客戶，使其感受到強(qiáng)烈的感官體驗(yàn)和視覺(jué)體驗(yàn)。在對(duì)三維渲染相關(guān)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，需要與項(xiàng)目工程的施工方案、施工調(diào)整、招投標(biāo)等相結(jié)合，使人們能夠更加清晰、全面、直觀地認(rèn)識(shí)這個(gè)項(xiàng)目工程。另外，當(dāng)建筑信息模型建成之后，可以用于再次渲染的基礎(chǔ)模型，使三維渲染精確度、效果得到充分提升，把建筑工程整體內(nèi)容更為直觀地介紹、宣傳給客戶，使建筑工程中標(biāo)的幾率得以增加。

4.運(yùn)用建筑信息模型打造施工團(tuán)隊(duì)

為了在建筑工程中更好地對(duì)建筑信息模型進(jìn)行應(yīng)用，還需要打造專門的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為施工過(guò)程、施工管理等方面提供支持。在建立的技術(shù)團(tuán)隊(duì)中，項(xiàng)目經(jīng)理、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人主要進(jìn)行工程施工中建筑信息模型實(shí)施目標(biāo)、實(shí)際應(yīng)用等方面的協(xié)商，包括建筑信息模型的應(yīng)用目標(biāo)效益、編制投資方案、制定各部門任務(wù)等。與此同時(shí)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)成立協(xié)商、成本核算、模型建立、模型分析等多個(gè)部門，不同施工人員與施工部門間都應(yīng)盡心盡力，共同進(jìn)行建筑信息模型的有效規(guī)劃。

5.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行統(tǒng)一建模

首先，應(yīng)統(tǒng)一軸網(wǎng)的標(biāo)高。建筑信息模型工程師需要在revit軟件中導(dǎo)入這個(gè)建筑工程的cad圖紙，然后按照施工圖紙構(gòu)建對(duì)應(yīng)軸網(wǎng)標(biāo)高，借助共享平臺(tái)把它分享給其他建筑信息模型工程師，從而確保不同專業(yè)在建模過(guò)程中的軸網(wǎng)標(biāo)高相一致，為后續(xù)施工不同專業(yè)的整合、鏈接奠定良好基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)建筑建模的軸網(wǎng)標(biāo)高統(tǒng)一性。其次，應(yīng)統(tǒng)一不同專業(yè)。建筑信息模型工程師應(yīng)將二維施工圖紙向可視化施工3d模型進(jìn)行轉(zhuǎn)變。不同建模人員需要防止自身專業(yè)管道的碰撞現(xiàn)象，如機(jī)電建模人員應(yīng)按照水管不可越橋架、有壓管優(yōu)于無(wú)壓管、水管優(yōu)于風(fēng)管、大管優(yōu)于小管等主要原則，并且機(jī)電管道需要對(duì)梁柱進(jìn)行避讓，建筑信息模型建模人員需要按照cad圖紙需要，把需要洞口的地方預(yù)留出一個(gè)洞口，從而使后續(xù)施工碰撞檢查難度大大降低，增加建筑工程效率與質(zhì)量。另外，建筑信息模型工程師需要導(dǎo)出已經(jīng)建成的不同專業(yè)revit模型，然后開(kāi)展不同專業(yè)碰撞檢查，按照檢查的結(jié)果對(duì)管道走勢(shì)進(jìn)行及時(shí)修改，使建筑施工效率全面提高，并降低工程施工成本。

6.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行虛擬漫游

借助優(yōu)化碰撞后的模型，在相關(guān)模擬軟件中輸入漫游效果的命令，讓模擬人嘗試由建筑最下一層走到最頂層，把這個(gè)過(guò)程錄制并制作成動(dòng)態(tài)模擬漫游視頻，向業(yè)主、甲方與乙方分別發(fā)送該視頻，讓多方對(duì)于管線走向有一個(gè)全面的了解，對(duì)建筑虛擬模型進(jìn)行親身體驗(yàn)，全方位、多角度地對(duì)室內(nèi)裝潢、內(nèi)外構(gòu)造等效果進(jìn)行觀察，有效增加彼此之間的溝通與交流效率，讓業(yè)主按照可視化模型給出符合人們需求的修改建議與意見(jiàn)。

7.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行管線綜合

原有二維管線綜合在技術(shù)方面有許多設(shè)計(jì)上的缺陷和不足，具體進(jìn)行施工的時(shí)候也屬于重點(diǎn)、難點(diǎn)。對(duì)于管線綜合，建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)二維管道向三維管道的轉(zhuǎn)變，借助三維綜合設(shè)計(jì)，能夠把不同管道間關(guān)系、狀態(tài)等進(jìn)行直觀反映，這使得建筑信息模型變成布置繁瑣管線的有效方案之一。借助revit這個(gè)軟件，把二維平面圖進(jìn)行可視化三維立體管線模型的轉(zhuǎn)變，通過(guò)檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)間存在的沖突，然后深入、細(xì)致地報(bào)告各種沖突點(diǎn)，再向不同專業(yè)設(shè)計(jì)人員加以反饋?zhàn)屍湫薷氖┕つＰ?，但再次檢測(cè)完成以后，向設(shè)計(jì)人員反饋新問(wèn)題，循環(huán)幾次以后，使機(jī)電管道的改善和優(yōu)化工作得以完成。利用建筑信息模型的綜合優(yōu)化，使很多涉及人員解決了管線綜合的問(wèn)題，讓設(shè)計(jì)人員有效控制了施工方案可行性，在節(jié)省人力的同時(shí)，加快了建筑施工進(jìn)度，減少了建筑施工周期，從而有效節(jié)約施工成本，使施工單位控制整體施工進(jìn)度的能力得到充分提高。

8.運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行圖紙輸出

當(dāng)前我國(guó)審查施工圖的工作依然以二維作為主要標(biāo)準(zhǔn)，要求施工單位進(jìn)行三維建筑模型向二維圖紙的轉(zhuǎn)化，因此設(shè)計(jì)施工圖時(shí)主要都是二維的設(shè)計(jì)繪圖。不過(guò)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展使建筑行業(yè)得到不斷發(fā)展，建筑的設(shè)備、構(gòu)建、形狀等方面出現(xiàn)了翻天覆地的變化，原有cad平面圖逐漸無(wú)法使工程施工需要得到滿足，一般要充分結(jié)合立面圖、剖面圖、平面圖才可以對(duì)空間的位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，導(dǎo)致施工人員進(jìn)行建筑施工的過(guò)程中需要花費(fèi)大量的時(shí)間與精力查看設(shè)計(jì)圖，容易使建筑工程的工期被延誤，在一定程度上降低了施工效率。若運(yùn)用建筑信息模型，可以對(duì)異性設(shè)備、構(gòu)件的空間位置、幾個(gè)特征等信息進(jìn)行直觀、全面的反應(yīng)。在revit中輸入自動(dòng)出圖的指令，對(duì)任意一個(gè)建筑模型位置進(jìn)行剖切，就能對(duì)施工人員需求的二維施工圖進(jìn)行輸出。除此之外，該圖紙只可以在項(xiàng)目的內(nèi)部進(jìn)行使用，發(fā)揮輔助施工的作用，不能當(dāng)作直接的根據(jù)。利用輔助圖紙，施工人員不但使看圖的時(shí)間得到了節(jié)省，還對(duì)具體的施工進(jìn)行了積極指導(dǎo)，發(fā)揮縮短工期、提高效率等多種作用。

三、應(yīng)用實(shí)例

本文通過(guò)某個(gè)建筑工程實(shí)例，分析建筑信息模型具體的應(yīng)用。某個(gè)工程處于商務(wù)中心區(qū)的中軸線位置，建筑面積約為44萬(wàn)平方米，地上有36萬(wàn)平方米的建筑面積，地下有9萬(wàn)平方米的建筑面積，這個(gè)建筑是一個(gè)甲級(jí)的辦公樓，具備觀光、商業(yè)等多種功能。該建筑工程的施工具有一定難度，因此考慮對(duì)建筑信息模型進(jìn)行運(yùn)用，具體步驟為：第一，建立三維模型。第二，制定設(shè)計(jì)方案。第三，進(jìn)行碰撞檢查工作。第四，進(jìn)行施工4d模擬。第五，進(jìn)行輔助施工。第六，構(gòu)建組織建構(gòu)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，該建筑達(dá)到了既定設(shè)計(jì)目標(biāo)，有效縮短了工期，節(jié)約了物力與人力，實(shí)現(xiàn)了收益、成本、投資的最大化。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，研究BIM主要的工程施工應(yīng)用具有十分重要的意義。相關(guān)施工人員應(yīng)對(duì)當(dāng)前BIM技術(shù)概況有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，能夠熟練運(yùn)用建筑信息模型進(jìn)行施工模擬、碰撞檢查、三維渲染、打造施工團(tuán)隊(duì)、統(tǒng)一建模、虛擬漫游、管線綜合、圖紙輸出等工作，進(jìn)行精細(xì)化的建筑施工管理，制定和實(shí)施最佳施工方案，借助建筑信息模型的模擬增強(qiáng)整體施工安全，從而推動(dòng)建筑行業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。