淺談BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工及管理中的應(yīng)用

楊良友

摘 要 如今的科學(xué)技術(shù)在飛快的速度下發(fā)展著，進(jìn)而在我國(guó)建筑行業(yè)領(lǐng)域的多個(gè)環(huán)節(jié)里，大量引進(jìn)與運(yùn)用了BIM技術(shù)。一方面，在BIM技術(shù)的廣泛運(yùn)用下可以使得建筑設(shè)計(jì)的方案實(shí)施的更有效，與此同時(shí)，對(duì)于建筑工程的算量和施工模擬方面，BIM技術(shù)也可以起到很好的促進(jìn)作用。然而 隨著近年來城市化的發(fā)展，使得建筑工程方面的要求越來越高，建筑結(jié)構(gòu)也因此變得更加復(fù)雜化，這無疑是給建筑施工增加了很大的難度，所以我們一定要仔細(xì)研發(fā)BIM技術(shù)，并且使得其運(yùn)用的越來越好。本文主要對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行一定的闡述，主要分為建筑設(shè)計(jì)，項(xiàng)目施工和管理三方面。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì);項(xiàng)目施工;管理

1BIM技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年來在建筑行業(yè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)中，最為廣泛且先進(jìn)的就是BIM技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是根據(jù)建筑工程項(xiàng)目中所包含的所有信息數(shù)據(jù)來建立相關(guān)的完整且集成的信息化的模型。在建筑施工的全過程中，BIM技術(shù)所包含的數(shù)據(jù)信息不僅可以對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的變化調(diào)整，同時(shí)也可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中所包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，進(jìn)而使得建筑決策的質(zhì)量和工程的質(zhì)量能夠得到保證，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬辖档凸こ淌┕こ杀荆岣呃麧?rùn)。所以BIM技術(shù)很快能夠在真正意義上對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行全生命的周期管理。

在國(guó)內(nèi)的建筑工程項(xiàng)目中，BIM技術(shù)已經(jīng)很普遍的運(yùn)用在建筑設(shè)計(jì)，項(xiàng)目施工和管理三方面的階段中，在其中BIM技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖效果的可實(shí)施性。然后國(guó)內(nèi)的建筑工程規(guī)模一直在不斷擴(kuò)大，很多建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，大部分的建筑企業(yè)單位都面臨著很大的困難。所以不管是哪個(gè)方面，國(guó)內(nèi)的建筑工程項(xiàng)目對(duì)于BIM技術(shù)的運(yùn)用提出了更大的需求，需要金凱改善國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)還不夠統(tǒng)一和完善的局面。因此我們一定要對(duì)BIM進(jìn)行全面深入的研究，使得BIM技術(shù)更好地運(yùn)用到我國(guó)的建筑行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)建筑利益最大化[1]。

2BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

在我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)是最先被運(yùn)用到該領(lǐng)域中的。值得注意的是，它不僅僅是設(shè)計(jì)的一種工具，它已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)化為一種理念。在建筑設(shè)計(jì)中，它一般以數(shù)字化作為元素來對(duì)建筑實(shí)體和構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)相關(guān)的單元來建立一個(gè)反映實(shí)際特征的虛擬模型，并且在該技術(shù)的輔助下，可以對(duì)這些?的幾何和功能聯(lián)系進(jìn)行自動(dòng)的計(jì)算，從而使得建筑設(shè)計(jì)師的想象力能夠發(fā)揮到最大。因此在加強(qiáng)BIM技術(shù)中，要著重注意協(xié)同設(shè)計(jì)，效果圖等方面。

2.1 BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)

近年來，建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，進(jìn)而需要我們更加注重協(xié)同設(shè)計(jì)的加強(qiáng)。在當(dāng)今那個(gè)二維設(shè)計(jì)時(shí)代，BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)缺少一定的統(tǒng)一平臺(tái)。目前，在建筑的不同專業(yè)中。大部分的集成化領(lǐng)域能夠做到數(shù)據(jù)信息的交流和共享，但是該設(shè)計(jì)領(lǐng)域中所存在的相關(guān)專業(yè)的協(xié)調(diào)問題依舊處于無法解決的階段，所以在BIM技術(shù)基礎(chǔ)上的協(xié)同設(shè)計(jì)一般是采用三維設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行的模型集成，這樣可以確保建筑，結(jié)構(gòu)，電氣等專業(yè)設(shè)備可以在一個(gè)建筑模型上進(jìn)行運(yùn)行。這樣在BIM技術(shù)下的協(xié)同設(shè)計(jì)可以直接生成建筑設(shè)計(jì)的三維模型。與此同時(shí)，不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員就可以通過協(xié)同設(shè)計(jì)來對(duì)不同專業(yè)的模型進(jìn)行修改和及時(shí)解決，進(jìn)而使得建筑設(shè)計(jì)工程的所有數(shù)據(jù)信息能夠得到很好的更新和共享。并且，使得不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員能夠更加有效地傳遞和共享信息，進(jìn)而建設(shè)項(xiàng)目工程的質(zhì)量和效率就能得到有效的保證，其協(xié)同設(shè)計(jì)也就能真正發(fā)揮其作用。

2.2 效果圖及動(dòng)畫展示

在建模和渲染等技術(shù)上，我們可以利用BIM技術(shù)可以將其二維建筑設(shè)計(jì)描述的更為通俗和直觀，使其建筑不再抽象。甚至可以讓一些非專業(yè)性的設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ㄖ?xiàng)目的功能有更為明確和高效的判斷和使用。同時(shí)，在BIM技術(shù)的支持下，就算建筑設(shè)計(jì)的目的和性能發(fā)生變化，設(shè)計(jì)人員也能在最短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整完畢。與此同時(shí)，BIM技術(shù)下，效果圖和動(dòng)畫的制作成本就會(huì)大大降低，企業(yè)也可以獲得更多的回報(bào)。

2.3 設(shè)計(jì)圖紙可施工性的加強(qiáng)

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式中，很多專業(yè)之間會(huì)出現(xiàn)很多的矛盾和沖突，進(jìn)而出現(xiàn)很難解決的局面。但是在BIM技術(shù)模型的支持下，能夠?qū)ㄖ?xiàng)目的各種系統(tǒng)進(jìn)行合理的空間協(xié)調(diào)，進(jìn)而可以使得建筑設(shè)計(jì)的時(shí)間能夠大大縮短，并且其設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和漏洞也能大面積減少。一般來說，很多建筑工程單位的設(shè)計(jì)人員和施工人員的溝通和交流是很少的，例如很多的設(shè)計(jì)人員是缺少很多的施工經(jīng)驗(yàn)，不會(huì)考慮到施工人員在實(shí)際施工中所面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)，進(jìn)而使得施工人員實(shí)際施工出來的效果與設(shè)計(jì)的圖紙不符。所以在BIM技術(shù)的支持下，交流平臺(tái)的可協(xié)調(diào)性被大大增強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員和施工人員之間的交流也會(huì)變得頻繁，傳統(tǒng)落后的建筑設(shè)計(jì)模式就會(huì)被徹底改變，其圖紙的實(shí)際實(shí)現(xiàn)性能夠得到顯著的提高[2]。

3BIM技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用

根據(jù)最新的科學(xué)統(tǒng)計(jì)，全世界的建筑行業(yè)所存在的生產(chǎn)效率低下問題的原因在于百分之三十的項(xiàng)目工程需要返工，百分之六十的勞動(dòng)力被浪費(fèi)，剩下的百分之十則是施工過程中浪費(fèi)了大量的建筑材料。如此復(fù)雜的建筑行業(yè)由于大量的數(shù)據(jù)信息被分離，建筑設(shè)計(jì)也被變更和反復(fù)進(jìn)行的施工，使得其行業(yè)被破壞的三分五裂。因此在BIM技術(shù)下建立的虛擬模型可以使得所以早數(shù)據(jù)庫(kù)的信息包含在內(nèi)，進(jìn)而可以在時(shí)間和成本方面入手，對(duì)建筑工程項(xiàng)目有最為具體全面的施工管理。所以，在施工過程的各種方面都相應(yīng)應(yīng)用了BIM技術(shù)。

3.1 三維碰撞檢查

一般來說，在傳統(tǒng)的二維建筑設(shè)計(jì)圖中，向所有的工程師將圖紙上的問題全部發(fā)現(xiàn)和解決需要很多的流程和步驟，這必然會(huì)需要花費(fèi)大量的人力物力和時(shí)間，建筑工程的進(jìn)度和質(zhì)量也無法得到保證。因此在BIM技術(shù)的支持下，三維碰撞檢查的相關(guān)運(yùn)用已經(jīng)比較完善的，不僅國(guó)外可以實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)也已經(jīng)廣泛地運(yùn)用了。在BIM技術(shù)的可視化技術(shù)下，施工的相關(guān)人員能夠在正式施工前對(duì)項(xiàng)目工程進(jìn)行全面綜合的檢查，他不僅僅能夠?qū)⒐こ淘O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的硬軟碰撞進(jìn)行消除，還能大大減少建筑施工是錯(cuò)誤和返工的可能性。最后在優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案中，相關(guān)人員能夠以此為依據(jù)對(duì)施工進(jìn)行交底，模擬，并確保施工的質(zhì)量和效率，與此同時(shí)，企業(yè)與業(yè)主之間的溝通能力也能顯著的被提高。

3.2 算量技術(shù)的加強(qiáng)

在BIM的技術(shù)中，其中對(duì)可運(yùn)算的信息是通過構(gòu)件系統(tǒng)來完成的，通過這些信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是可以自動(dòng)化的識(shí)別建筑虛擬模型中的相關(guān)構(gòu)件，然后通過識(shí)別相關(guān)的構(gòu)件來對(duì)其幾何的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)。這樣就可以在一定程度上使得BIM模型可以取代設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)而很多建筑材料的名稱，尺寸等可以自動(dòng)生成，并且可以跟設(shè)計(jì)理念保持高度一致。即使在施工過程中，建筑設(shè)計(jì)會(huì)發(fā)生變更的情況，在BIM的技術(shù)上也可以將變更的所有材料信息及時(shí)更新到企業(yè)的明細(xì)表中，進(jìn)而相關(guān)建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)掌握構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息。

3.3 虛擬建造技術(shù)的提高

在實(shí)現(xiàn)建筑概念設(shè)計(jì)時(shí)，建筑虛擬的技術(shù)是當(dāng)前最為有效的手段。其技術(shù)就是在BIM技術(shù)的支持下，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的強(qiáng)大可視化優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑工程項(xiàng)目的外觀，性能等方面進(jìn)行具體全面的交互建模和分析。與此同時(shí)，虛擬建造能夠很好地反映出建筑原型的外觀和結(jié)構(gòu)關(guān)系等。在BIM技術(shù)的支持下，客戶能夠很好地在各方面對(duì)其建筑物的外觀和性能有個(gè)直觀全面的判斷。并且在BIM技術(shù)下建立的虛擬建造技術(shù)可以使得施工的過程和效果達(dá)到最優(yōu)化，也可以使得在正式建造之前進(jìn)行試驗(yàn)，看這項(xiàng)建筑工程是否可行，并且提早地將各種的漏洞和安全隱患進(jìn)行及時(shí)的消除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了虛擬建造下的建筑工程項(xiàng)目的進(jìn)度管理。

3.4 4D下的施工模擬

一直以來，整個(gè)建筑項(xiàng)目的施工過程中，施工進(jìn)度是其中最為重要的控制內(nèi)容。因?yàn)槠渲械倪M(jìn)度安排，資源分配和設(shè)計(jì)方案等多方面都是可以影響建筑施工進(jìn)度的重要因素。但是，在目前的實(shí)際施工過程中，與一般的施工進(jìn)度有著很大的偏差，并且一旦不能得到及時(shí)的解決，其問題和安全隱患就會(huì)得到不斷累計(jì)，等到積累到一定的程度，它的施工矛盾就會(huì)得到不斷擴(kuò)大，甚至?xí)沟霉こ痰馁|(zhì)量無法保證。但是一旦我們運(yùn)用BIM技術(shù)，就可以逐步引進(jìn)4D的施工模擬技術(shù)，它可以使施工現(xiàn)場(chǎng)中的3D模型與實(shí)際的施工進(jìn)度進(jìn)行巧妙地聯(lián)系起來，使得施工資源和場(chǎng)地的信息根據(jù)時(shí)間而形為一體。在實(shí)際的施工過程中，有了4D施工模擬技術(shù)的支持下，可以使得設(shè)計(jì)人員和施工人員能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)的界面和施工操作的順序有直觀和全面的感受。進(jìn)而使得整體的建筑工程項(xiàng)目與各專業(yè)的分配能得到合理的協(xié)調(diào)和管理。與此同時(shí)，它也可以使得4D施工模擬技術(shù)和施工實(shí)際的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相融合，并且可以使得相應(yīng)的施工材料和勞動(dòng)力等成本得到有效的降低，進(jìn)而企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益能夠得到顯著得提高。最后，4D施工的模擬技術(shù)可以實(shí)時(shí)的對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤和發(fā)現(xiàn)問題，能夠?qū)⑹┕ろ?xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃更加科學(xué)，更加有效率，進(jìn)而能夠更好地及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全漏洞并對(duì)其進(jìn)行解決，使得建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量和安全得到保證，并且其企業(yè)的利潤(rùn)能夠得到大幅度得提高，使得企業(yè)的發(fā)展越來越快[3]。

4BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理過程中的應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)管理

在一些建筑項(xiàng)目中，它都有著系統(tǒng)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等的高要求，因此各建筑單位的數(shù)據(jù)共享和管理就顯得極其重要。進(jìn)而在BIM技術(shù)的支持下，建筑單位的各專業(yè)之間可以建立起信息實(shí)時(shí)共享的交流平臺(tái)，使得客戶，公司，承包商等各方面的數(shù)據(jù)信息能夠在同一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)。一旦實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享，其協(xié)作和溝通就會(huì)變得更加便捷，工作效率也會(huì)變得更加有效率。與此同時(shí)，在BIM技術(shù)下導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以大大地減少現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的工作量，并且可以使得其分散的測(cè)量環(huán)節(jié)變得更加集成化，同時(shí)也可以在很大程度上解決施工場(chǎng)地小，材料運(yùn)輸困難以及施工質(zhì)量無法保證的問題。

4.2 對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行精細(xì)化的管理

在目前的階段而已，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)單位在施工時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目管理時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的單位不到百分之十，并且很多建筑施工員工的專業(yè)能力不到位，甚至?xí)锌赡苁沟媒ㄖこ添?xiàng)目的管理無法達(dá)到精細(xì)化的效果。因此，將BIM技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的建筑施工中，可以有效解決相關(guān)問題，并且能夠以BIM技術(shù)為核心，并以工程數(shù)據(jù)信息作為前提，使得BIM技術(shù)完整的運(yùn)用到建筑工程項(xiàng)目的精細(xì)化管理中。

4.3 對(duì)建筑施工的全生命周期的管理

在目前的國(guó)內(nèi)建筑施工管理中，已經(jīng)逐漸引進(jìn)了全生命的周期管理。它可以在BIM技術(shù)下，能夠?qū)ㄖ┕さ母鳝h(huán)節(jié)進(jìn)行合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，并且其建筑工程的質(zhì)量和安全都能得到保證。并且對(duì)于當(dāng)今的施工檢測(cè)技術(shù)而言，結(jié)合先進(jìn)的BIM技術(shù)，可以對(duì)工程施工中各種安全的數(shù)據(jù)信息能夠進(jìn)行精確的整理和匯總。并且在三維立體的虛擬建造模型下，可以使得4D模擬技術(shù)附帶著安全的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而使得其檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ζ浣ㄖY(jié)構(gòu)的安全進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，并及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，進(jìn)而使得建筑項(xiàng)目工程施工過程中的所有信息數(shù)據(jù)有一個(gè)直觀，全面的記錄和分析，并且施工管理也能更加完善。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了全面的闡述，尤其是在建筑設(shè)計(jì)，項(xiàng)目施工和施工管理這三方面。因此國(guó)內(nèi)的建筑施工企業(yè)要積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)秀的人才，并且相關(guān)管理人員要及時(shí)抓住機(jī)遇，對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行更好的提高。只有這樣，相關(guān)的建筑行業(yè)才能更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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