BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目全過程應(yīng)用價(jià)值分析

楊文娟

（甘肅建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

1 BIM的內(nèi)涵

關(guān)于BIM的概念，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者提出了多種不同的描述，就其字面理解，BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling)，而2009年美國(guó)麥克格勞.希爾提出的概念簡(jiǎn)單直觀：BIM技術(shù)是利用數(shù)字模型對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)和管理的過程。如果用一個(gè)形象的公式來定義BIM的內(nèi)涵，則應(yīng)該這樣表達(dá)：

BIM=3d圖形+Nd參數(shù)信息+應(yīng)用

BIM的基礎(chǔ)是三維圖形模型，人類世界的建筑都是以三維的形態(tài)存在于三維空間，因此三維是BIM的技術(shù)基礎(chǔ)，只有基于三維，才能完整地將建筑的造型、構(gòu)件關(guān)系和三維空間狀態(tài)表達(dá)出來。但是，對(duì)于建筑，我們關(guān)心的不僅是它的造型與空間狀態(tài)，還想通過模型盡可能多地讀到其他信息，這些信息要在建筑物不同階段被不同使用主體提取，并利用各種軟件加以分析和應(yīng)用，這些信息包括三維形狀，也包括各種參數(shù)化信息。應(yīng)用BIM技術(shù)，將建筑數(shù)字模型賦予各類信息，并且能在整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)維全過程便捷使用，快速智能地解決工程中的技術(shù)問題和管理問題，這應(yīng)該是BIM技術(shù)的內(nèi)涵。

2 BIM信息

BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是BIM模型，而BIM模型的價(jià)值在于其所承載的信息量，所以BIM模型的質(zhì)量取決于BIM信息，一個(gè)BIM模型可以記錄的信息很多，包括宏觀信息和微觀信息。

2.1 宏觀信息

BIM宏觀信息包含的范圍比較廣，比如建筑的地理信息、空間信息、氣象信息等。其中地理信息包括建筑物經(jīng)緯度、海拔高度；建筑的空間信息包括建筑在城市中所處的位置、周邊的配套交通設(shè)施、周圍原有建筑信息等；氣象信息包括所在城市的濕度、溫度、風(fēng)速、太陽高度以及小區(qū)環(huán)境的光照遮擋、溫度、周邊噪音風(fēng)速等。

2.2 微觀信息

BIM微觀信息是在專業(yè)化的基礎(chǔ)上細(xì)分的，比如，建筑構(gòu)件的幾何信息（長(zhǎng)寬高尺寸），建筑構(gòu)件的專業(yè)信息，包括構(gòu)件名稱、構(gòu)件分類、構(gòu)件編號(hào)、構(gòu)件分組等，建筑構(gòu)件的空間信息，包括軸網(wǎng)位置、定位點(diǎn)、放置向量等。這些BIM信息都可以輸入模型中，方便提取和利用。

3 BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目全過程的應(yīng)用

BIM技術(shù)不僅僅是建立一個(gè)模型，更重要的是使用BIM模型在建設(shè)項(xiàng)目的每個(gè)階段解決一些問題。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以貫穿建筑的全生命周期，從方案設(shè)計(jì)階段開始，創(chuàng)建BIM方案模型，然后根據(jù)工作流程，經(jīng)過初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工程招投標(biāo)、建設(shè)實(shí)施、交付使用及后期運(yùn)維，每個(gè)階段在其上游工作傳遞的BIM模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)加載，依次形成設(shè)計(jì)模型、算量模型、施工模型、竣工模型、運(yùn)維模型。通過模型傳遞，到最終的運(yùn)維模型應(yīng)該是一個(gè)完整集合了建筑全生命周期信息的數(shù)字模型，這也是BIM的內(nèi)涵在建筑物中的完整信息表達(dá)方式。通過對(duì)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期范圍內(nèi)容易遇到的問題和BIM技術(shù)的融合，形成了BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目全過程中的應(yīng)用點(diǎn)。

3.1 可視化設(shè)計(jì)

多年來，建筑設(shè)計(jì)師傳統(tǒng)設(shè)計(jì)均為平面設(shè)計(jì)，建筑三維表達(dá)通過制圖規(guī)則采用平面、立面、剖面相結(jié)合的方式進(jìn)行。無論是最初的圖板制圖，還是后來“甩圖板”的基于CAD設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成果呈現(xiàn)方式一直都是平面表達(dá)，這種方式信息傳遞比較慢，尤其是在工程項(xiàng)目比較復(fù)雜或者設(shè)計(jì)工期緊張的情況下，非常容易出現(xiàn)前后設(shè)計(jì)文件不一致或數(shù)次改圖，為后期的施工變更埋下了隱患。BIM技術(shù)的出現(xiàn)將建筑設(shè)計(jì)三維表達(dá)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，模型將設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)一覽無余，無論是設(shè)計(jì)師自身的設(shè)計(jì)直觀性還是各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的配合都因?yàn)榭梢暬兊幂p松、直觀，更能使設(shè)計(jì)師使用三維思考方式來完成建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)也使業(yè)主（最終用戶）真正擺脫技術(shù)壁壘限制，讓業(yè)主和設(shè)計(jì)師可以通過模型順暢溝通，很好地解決了業(yè)主看不懂設(shè)計(jì)圖紙而帶來的溝通隱患。

3.2 專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)一個(gè)最大的特點(diǎn)是涉及專業(yè)多，各專業(yè)工程師需要共同協(xié)作完成一個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，這就是“協(xié)同設(shè)計(jì)”。當(dāng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基于CAD平臺(tái)進(jìn)行，各專業(yè)工程師為下游專業(yè)提資時(shí)，因?yàn)镃AD通用文件格式僅是對(duì)圖形的描述，無法加載附加信息，導(dǎo)致專業(yè)間數(shù)據(jù)不具有關(guān)聯(lián)性，不能充分實(shí)現(xiàn)各專業(yè)間信息交流。而BIM模型設(shè)計(jì)軟件解決了這一問題，通過中心文件或工作集的方法，使上游專業(yè)設(shè)計(jì)師的任何設(shè)計(jì)改動(dòng)與中心文件聯(lián)動(dòng)，使“協(xié)同”不再是簡(jiǎn)單地通過文件參照進(jìn)行，很好地避免了反復(fù)修改圖紙的問題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)設(shè)計(jì)師可以在不同地方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同展開設(shè)計(jì)工作，增加了工作的靈活性，為后期成本控制奠定了基礎(chǔ)。

3.3 建筑性能分析

目前新型綠色節(jié)能建筑是發(fā)展趨勢(shì)，利用BIM技術(shù)，建筑各專業(yè)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中賦予所創(chuàng)建的建筑模型以大量建筑信息（幾何信息、材料性能、熱工屬性等），根據(jù)設(shè)計(jì)需求，只要將BIM模型導(dǎo)入相關(guān)性能化分析軟件（如綠建分析、風(fēng)環(huán)境檢測(cè)等），就可得到相應(yīng)分析結(jié)果，有些分析軟件還提供多種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使建筑性能分析更科學(xué)，設(shè)計(jì)更合理。

3.4 工程量統(tǒng)計(jì)

BIM模型各構(gòu)件均為參數(shù)化設(shè)計(jì)構(gòu)件，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算優(yōu)勢(shì)，可快速提取各專業(yè)構(gòu)件的實(shí)物數(shù)量，如構(gòu)件的長(zhǎng)度、個(gè)數(shù)、面積、體積等，為工程造價(jià)確定提供原始數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行三維空間位置分析，并自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析生成實(shí)物工程量清單報(bào)表，目前的難點(diǎn)在于BIM模型標(biāo)準(zhǔn)化與各品類造價(jià)軟件之間的無縫對(duì)接。因?yàn)楣こ塘坑?jì)算需要的計(jì)算規(guī)范并沒有載入revit基礎(chǔ)建模軟件中，也就是統(tǒng)計(jì)的實(shí)物工程量清單和計(jì)價(jià)工程量清單之間存在偏差。針對(duì)這一現(xiàn)象，目前各造價(jià)軟件開發(fā)商都在開發(fā)基于revit的造價(jià)產(chǎn)品來解決這一問題。

3.5 管線綜合

隨著建筑規(guī)模擴(kuò)大及使用者對(duì)于建筑物功能的要求提高，建筑機(jī)電設(shè)計(jì)在建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中所占的比重也隨之增加，建筑通風(fēng)空調(diào)、給排水、電氣設(shè)備等各類管線數(shù)量繁雜，為了減少后期施工的碰撞返工，業(yè)主方對(duì)于管線綜合出圖的需求也越來越高。BIM技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，各專業(yè)可以在協(xié)同工作平臺(tái)中創(chuàng)建各自的專業(yè)BIM模型，然后通過模型鏈接進(jìn)行碰撞檢查，設(shè)計(jì)師能夠在三維環(huán)境下快捷發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的碰撞沖突，進(jìn)行修正設(shè)計(jì)，提高了出圖質(zhì)量，降低了因?qū)I(yè)施工協(xié)調(diào)造成的成本增加和工期延誤。

3.6 施工組織與管理

施工現(xiàn)場(chǎng)管理對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用，目前主要集中在BIM5D應(yīng)用，即在已有施工三維模型的基礎(chǔ)上融入時(shí)間進(jìn)度及成本信息，由3D模型衍生到5D應(yīng)用，在原有進(jìn)度橫道圖及網(wǎng)絡(luò)圖的基礎(chǔ)上，通過模擬施工進(jìn)度演示，直觀顯示施工流程，清晰表達(dá)施工過程及物料組織，使施工管理可視化，讓原有的勞動(dòng)密集的施工現(xiàn)場(chǎng)信息化，管理科學(xué)化。當(dāng)然，這對(duì)于施工模型的建立及應(yīng)用人員技術(shù)提出了更高的要求，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員掌握BIM技術(shù)成為未來的發(fā)展需求。

3.7 物料跟蹤

隨著建筑智能化發(fā)展，建筑現(xiàn)場(chǎng)物料跟蹤的需求越來越明顯，傳統(tǒng)建筑行業(yè)可以借助較為成熟的物流行業(yè)管理技術(shù)（比如RFID無線射頻識(shí)別電子標(biāo)簽），給建筑物內(nèi)的各個(gè)設(shè)備構(gòu)件貼上標(biāo)簽，并標(biāo)注記錄其存在狀態(tài)、制作過程、設(shè)備來源等，以此對(duì)其進(jìn)行跟蹤管理。但RFID本身無法進(jìn)一步地獲取構(gòu)件的更詳細(xì)信息（比如生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家、構(gòu)件尺寸等），而BIM模型中的各個(gè)構(gòu)件都是以參數(shù)族的形式存在的，可以很好地記錄構(gòu)件的詳細(xì)信息，構(gòu)件族信息與RFID形成互補(bǔ)，從而可以有效解決建筑行業(yè)對(duì)日益增長(zhǎng)的物料跟蹤所帶來的管理壓力，并且可以進(jìn)一步延伸到運(yùn)維階段。

3.8 竣工模型交付及運(yùn)維管理

通過上游模型的不斷傳遞，以及各階段模型信息的不斷加載，到竣工階段，已形成一份完整的建筑信息模型，其上加載有設(shè)計(jì)信息、完整的施工信息、建造成本信息、設(shè)備參數(shù)信息等，通過竣工資料整理，形成竣工交付模型，既使歸檔資料信息化，又為后續(xù)建筑物運(yùn)維及物業(yè)管理帶來便利，并且可在未來進(jìn)行的建筑物更新、改造、擴(kuò)建過程中為業(yè)主提供有效詳實(shí)的歷史信息。在后期運(yùn)維管理階段，可通過模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入資產(chǎn)管理系統(tǒng)，大大減少資產(chǎn)管理系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入，通過BIM模型記錄和查看在此建筑中的資產(chǎn)設(shè)施，管理起來更為方便快捷。

綜上所述，當(dāng)下基于BIM的項(xiàng)目全過程管理應(yīng)用日趨完善，CIM(City Information Modeling)的概念也已經(jīng)提出，將BIM技術(shù)擴(kuò)展，每一個(gè)建筑都是一個(gè)BIM模型，整合城市的所有BIM模型，這將為智慧城市建設(shè)提供了最強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。BIM的升級(jí)應(yīng)用之路必將延續(xù)，且為智慧城市的建造發(fā)揮至關(guān)重要的作用。