淺談BIM在建筑工程施工中的應(yīng)用及研究

文/舒炳霞 池州市遠東房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 安徽池州 247000

1、BIM 在施工過程中的獨有優(yōu)勢

1.1 可視化

BIM 的可視化技術(shù)是應(yīng)用三維實體繪制技術(shù)和三維渲染等技術(shù)，將平面上的二維線性構(gòu)件呈現(xiàn)出來，并將施工圖紙轉(zhuǎn)化為極其逼真的動態(tài)模型。將以前難以想象的圖形進行可視化呈現(xiàn)，同時將連續(xù)構(gòu)件進行交互的反饋操作，使整個建設(shè)項目不僅達到視覺上的可視化，而且在整個設(shè)計和運行過程中都可以形成可視化。

1.2 信息共享、協(xié)調(diào)和互動

BIM 利用計算機提供的數(shù)字模型，為參與者提供一個共同監(jiān)督、使用數(shù)據(jù)、協(xié)同工作、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的平臺。BIM 模型集成了建筑物的所有相關(guān)信息，并有一套完整的設(shè)計文件。它能夠承載各種圖形，并能處理與施工有關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，特別是能夠支持施工項目中的各種計算，系統(tǒng)中輸入的信息可以在平臺上由各部門共享，實現(xiàn)信息的共享、協(xié)調(diào)和交互功能，從而大大地提高了整體的工作效率。從項目開始到設(shè)計、施工、運營，所有的甲方和乙方都可以通過BIM隨時了解到項目的進度，在項目的每個階段都進行提前溝通，配合有關(guān)部門的規(guī)劃，提前制定計劃方針，并能保證在有效的時間內(nèi)不斷修改并完善施工方案，實現(xiàn)了方案的最優(yōu)化設(shè)計，同時滿足了不同參與部門的意愿，使建設(shè)項目的施工質(zhì)量得到了大幅度的提高，確保施工項目能夠保質(zhì)保量地完成。

1.3 優(yōu)化性

由于建設(shè)項目的特殊性，一個微小的錯誤就可能導(dǎo)致整個項目毀于一旦，這是一個非常嚴(yán)峻的考驗，這就要求建設(shè)項目的制定必須嚴(yán)謹(jǐn)，而傳統(tǒng)的手工測量數(shù)據(jù)，計算的結(jié)果不可避免地存在各種各樣的偏差。在傳統(tǒng)的建筑施工圖設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)工程師首先在二維圖紙上完成整個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后獨立設(shè)計暖通、消防、給排水、電氣等各個項目，并把他們呈現(xiàn)在一個共同的結(jié)構(gòu)圖紙上，最后直接把所有的組件放在一起，但是這樣很容易產(chǎn)生設(shè)計不一致的結(jié)果，出現(xiàn)這種問題時，正好可以運用BIM 技術(shù)解決。利用BIM 技術(shù)建立的模型，可以直接找出設(shè)計中的空間位置碰撞問題，及時對施工圖提出合理化的建議，形成修改方案，最終修改施工圖。

2、BIM 在施工中的具體應(yīng)用

2.1 虛擬仿真建設(shè)

BIM 可以在虛擬的計算機中完整地顯示未成形的工程，通過相關(guān)技術(shù)人員的操作，顯示施工的整體過程，進行施工模擬工作，可以顯示出工程實際的施工效果圖，將梁、板，柱等結(jié)構(gòu)及各專業(yè)管道的空間在計算機上進行立體顯示，根據(jù)不同的工程環(huán)境和特點，為施工項目提供最優(yōu)化的建議，可以明顯地提高圖紙的可操作性。在施工前，BIM 技術(shù)將靜態(tài)的平面信息通過計算機進行合理地轉(zhuǎn)換，在室內(nèi)形成直觀的三維模型，通過指令操作完成對實際施工狀態(tài)的高仿真模擬試驗，模擬施工的重要過程和核心技術(shù)，在仿真的過程中，BIM 利用信息數(shù)據(jù)庫確定施工的關(guān)鍵節(jié)點，并逐一還原具體施工的操作過程和最終施工效果圖。不僅如此，該技術(shù)還可以識別施工圖的缺陷，并提供優(yōu)化方案，保證施工工藝的可行性。

2.2 施工進度及控制

BIM 模型在成本方面已經(jīng)相當(dāng)成熟。從目前的發(fā)展趨勢來看，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于施工的全過程管理，即將BIM 技術(shù)與項目管理知識相結(jié)合，控制施工的整體進度，是工程領(lǐng)域的一個主要研究方向。施工進度控制包括工程工期控制和整個工程的質(zhì)量控制，在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短工期。這就要求在施工過程中，施工的人員必須及時掌握施工進度的相關(guān)信息，為實際的計劃進度的對比提供數(shù)據(jù)信息，技術(shù)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并解決好相關(guān)的問題。在進行項目進度管理前，施工方將根據(jù)合同的要求、施工條件和設(shè)計方案，如甘特圖、網(wǎng)絡(luò)計劃圖等等，合理制定施工的進度計劃，這些傳統(tǒng)的方法缺乏動態(tài)調(diào)整的可控性，基于構(gòu)件的進度控制很難計算，在實際運行中往往不能真正地發(fā)揮作用，BIM 技術(shù)的施工仿真技術(shù)可以在原有三維模型的基礎(chǔ)上增加進度維度，形成獨特的4D 模型，并在計算機上同時顯示曲線圖、柱狀圖和模型仿真，進行對比分析，幫助用戶確定不同時間節(jié)點的計劃工程完成程度，并應(yīng)用于實際施工中。施工人員將比照BIM 計劃，現(xiàn)場實際完成的工程能清楚地掌握工程的實際實施情況，及時調(diào)整施工進度。而BIM 的兼容性也允許接受圖紙和施工外部因素的變化，自行改變施工進度，為施工方提供最佳的施工方案，減少大量的人力和物力，保證施工的整體進度。

2.3 施工期資金和物資的動態(tài)監(jiān)測

在傳統(tǒng)的施工中，借助人工計算資金，材料的使用不僅費時費力，而且不準(zhǔn)確。此外，原材料市場價格波動大，國家福利政策隨時變化，材料價格參差不齊，沒有時效性，因為數(shù)據(jù)波動性大，往往無法對建設(shè)資金做出非常完整的計劃，影響到實際工程的效益。BIM 技術(shù)將具體的工程量數(shù)據(jù)、工程造價和材料造價加入到BIM 造價信息中心數(shù)據(jù)庫，建立施工現(xiàn)場的三維模型數(shù)據(jù)庫。在BIM 信息平臺下，根據(jù)實際的工程進度計算指定節(jié)點的工程量，分期計算工程量，方便短期工程結(jié)算和使用。平時也可以隨時用各種電子或移動通訊設(shè)備追蹤到施工現(xiàn)場，隨時掌握工程的資金占用和材料使用情況，掌握主要工程的進度，避免盲目施工，影響施工進度。還可以實現(xiàn)動態(tài)地監(jiān)測技術(shù)，為現(xiàn)場提供準(zhǔn)確、直觀的施工指導(dǎo)，控制人員的成本，為了降低成本，避免資金鏈斷裂或物資供應(yīng)不足等問題。而在實際的施工中，管理者可以看到整個工程分包的動態(tài)成本變化示意圖，實現(xiàn)復(fù)雜工程施工預(yù)算的計算、檢查、調(diào)配和分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)及時調(diào)整施工方案。

結(jié)論：

BIM 技術(shù)在工程施工階段的應(yīng)用，在很大程度上提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，解決了傳統(tǒng)施工中存在的不足和缺陷，極大地促進了整個建筑業(yè)的進步。各施工單位要更加重視BIM 技術(shù)，注重它的實際應(yīng)用，培養(yǎng)掌握BIM 技術(shù)的人才，提高BIM 技術(shù)在施工中的效益。