BIM在建筑設(shè)計(jì)施工管理一體化中的應(yīng)用與展望

柴亞軍

（陜西銅川煤礦建設(shè)有限公司，陜西 銅川 727000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)、社會、科技的高速發(fā)展，建筑業(yè)也隨之得到了蓬勃的發(fā)展。近年來，人們對于建筑的需求越來越高，建筑設(shè)計(jì)的難度也越來越高，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式工期較長、施工效率低、施工質(zhì)量難以保證，但好在，科技的進(jìn)步為建筑業(yè)的革新打下了基礎(chǔ)。新時代，信息技術(shù)在建筑業(yè)有了更好的應(yīng)用，比如BIM技術(shù)。BIM的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息，還包含了非構(gòu)件對象（如空間、運(yùn)動行為）的狀態(tài)信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)施工管理一體化中的應(yīng)用可以有效解決傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題，更好地指導(dǎo)建筑施工，推動建筑業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。因此，新時代的建筑工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)重視BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)施工管理一體化中的應(yīng)用，最大化地發(fā)揮BIM技術(shù)的功能[1]。

1 滿足建筑全生命周期目標(biāo)

建筑工程設(shè)計(jì)囊括著多方面的任務(wù)，比如建筑模式、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑單元特點(diǎn)、建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)等。BIM技術(shù)可將這些建筑設(shè)計(jì)因素整合在一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。建筑的選址與場地改造，施工過程中的設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù)，都是建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。在進(jìn)行建筑選址和場地改造時，需綜合考慮建設(shè)條件、建筑規(guī)模、建筑功能和經(jīng)濟(jì)效益，此時，可以利用BIM技術(shù)對場地進(jìn)行分區(qū)劃分，分析各區(qū)的功能及利用率，提升土地的整體利用率。在建設(shè)設(shè)計(jì)階段，可通過BIM技術(shù)全面分析建筑的輪廓、規(guī)模、材料選用及性能、建筑內(nèi)部的平面設(shè)計(jì)及建筑外部的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，給出全面、合理的設(shè)計(jì)方案；在建筑工程中的機(jī)電設(shè)計(jì)中，可利用BIM技術(shù)對施工機(jī)械進(jìn)行模擬，精確確定施工所用水、電、材料的用量，為水電線路的設(shè)計(jì)和材料采購與運(yùn)輸提供參考，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約與耗材的精準(zhǔn)控制。在建筑設(shè)計(jì)的全過程中，設(shè)計(jì)人員都可根據(jù)建筑的BIM模型，隨時對建筑方案進(jìn)行調(diào)整，逐步提高建筑工程質(zhì)量。

2 促進(jìn)施工過程中各專業(yè)的協(xié)調(diào)合作

在建筑施工的過程中，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)在各專業(yè)的協(xié)調(diào)合作上比較薄弱，容易在施工過程中產(chǎn)生沖突。BIM模型可以給出建筑設(shè)計(jì)的拓?fù)湫畔ⅰ缀涡畔⒑臀锢硇畔?。其中拓?fù)湫畔@示了建筑中各組件之間的相關(guān)性，幾何信息反映了建筑的三維空間特點(diǎn)，而物理信息給出了組件的物理性質(zhì)，由此，BIM模型基本可以顯示建筑設(shè)計(jì)中的全部信息。各個專業(yè)的建筑設(shè)計(jì)活動可在這一個模型中進(jìn)行，設(shè)計(jì)的決策者轉(zhuǎn)身變?yōu)閳F(tuán)隊(duì)的召集者，在此過程中，各個專業(yè)的設(shè)計(jì)師可以更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢。利用BIM模型進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，有助于設(shè)計(jì)師們更好地核算建筑功能模擬、建筑性能分析、建筑經(jīng)濟(jì)效益等多方面因素，將這些建筑信息更好地應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)和建筑施工過程中。以BIM模型為核心的建筑設(shè)計(jì)模式，為各專業(yè)間的協(xié)調(diào)合作提供了平臺。此外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)施工全過程的動態(tài)模擬，為施工過程中問題的發(fā)現(xiàn)與解決提供了有效的手段，促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)與建筑施工間的銜接，大幅度地縮短了建筑施工的工期，推動建筑業(yè)的發(fā)展。

3 更全面、更及時地實(shí)現(xiàn)建筑分析

BIM技術(shù)可將建筑設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)更有深度、更詳細(xì)、可靠地表現(xiàn)出來，可以將建筑信息全部導(dǎo)入軟件進(jìn)行建筑分析。建筑師可以隨時隨地地對建筑的性能和特點(diǎn)進(jìn)行評估。同時，BIM模型提供的信息具有一致性，工程師、設(shè)計(jì)師以及業(yè)主、承包方可以同步了解建筑的性能、外形和參數(shù)，從多方面對建筑進(jìn)行分析。一個建筑的BIM模型建立完成以后，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)軟件模擬發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，對建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，避免在施工過程中或建筑成型后發(fā)現(xiàn)問題造成工期的延長，對建筑施工造成不良的影響。

4 提高建筑施工效率，減少返工率

傳統(tǒng)的技術(shù)提交一般是在二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的指導(dǎo)下進(jìn)行的，但是對于一些規(guī)模較大的建筑項(xiàng)目，建筑方案往往比較復(fù)雜，且建筑空間的局限性較大，對于像管線走向這類比較復(fù)雜的部分，普通的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖很難清楚地表述設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致施工難以順利進(jìn)行。若采用BIM技術(shù)構(gòu)建模型，用三維的模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維作圖，則可有助于建筑施工更順利地進(jìn)行，提高建筑施工效率，同時也有助于保證建筑施工質(zhì)量。此外，利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑工程模型的設(shè)計(jì)有助于在施工過程中對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和更正。將設(shè)計(jì)思想及時地反應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中，并落實(shí)于實(shí)際建筑生產(chǎn)。由此，項(xiàng)目可以在更優(yōu)化的方案下順利地進(jìn)行。同時，借助BIM模型，從事設(shè)計(jì)和施工的工作人員可以在施工開始之前進(jìn)行碰撞檢查，對于不恰當(dāng)?shù)墓芫€布置方案進(jìn)行及時修改，在正式施工尚未開始的時候，對工程設(shè)計(jì)給予必要的完善，減少設(shè)計(jì)變更的發(fā)生，極大地減少了返工的發(fā)生。

5 通過信息共享實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理

目前大多數(shù)建筑企業(yè)都在沿用傳統(tǒng)的工程管理手段，傳統(tǒng)的手段繁復(fù)單一，難以實(shí)現(xiàn)多部門之間的交叉管理及施工技術(shù)的控制?，F(xiàn)代施工往往過程復(fù)雜，涉及部門多，涉及人員多，這就使得通過傳統(tǒng)管理手段難以將各單位各部門的職責(zé)和管理范圍進(jìn)行清晰的界定。一些規(guī)模較大的施工項(xiàng)目，這種局限性尤其明顯。而通過借助BIM模型，將各個環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，并在多方模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合的分析，充分利用BIM平臺的可視化的特點(diǎn)以及信息共享的優(yōu)勢，根據(jù)模擬出的情況，對管理過程中可能發(fā)生的碰撞和沖突等情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，并根據(jù)工序進(jìn)行必要的調(diào)整。通過對施工方案和安全計(jì)劃的不斷優(yōu)化，保障施工順利進(jìn)行，防止發(fā)生安全事故。此外，還可以利用BIM對一線操作者進(jìn)行安全技術(shù)的培訓(xùn)，BIM技術(shù)的三維模型使文化水平不高的操作者如臨其境，更能理解安全隱患的存在，提高其安全防范意識。利用BIM技術(shù)的復(fù)核設(shè)計(jì)，將模型與現(xiàn)場管理相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)可視化的溝通，有助于糾正工序，縮短施工時間。BIM技術(shù)還具有平臺上傳的功能，將施工管理預(yù)案上傳至協(xié)同管理平臺，更有助于形成施工的大數(shù)據(jù)平臺，更好地實(shí)現(xiàn)信息資源共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的精細(xì)化管理，提高生產(chǎn)效率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

6 結(jié)語

社會的發(fā)展推動了建筑業(yè)的發(fā)展，科技的發(fā)展為建筑業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的競爭日趨激烈，建筑設(shè)計(jì)企業(yè)若想在領(lǐng)域內(nèi)立于不敗之地，就必須改變傳統(tǒng)的工作模式，將新技術(shù)融入建筑設(shè)計(jì)中。BIM技術(shù)可通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)建筑的設(shè)計(jì)，從多方面對建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，高效、可靠，應(yīng)得到大力推廣。