BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

王俊?李揚(yáng)

摘要：在建筑業(yè)數(shù)字化、信息化的發(fā)展中，BIM技術(shù)是重要的代表之一。該技術(shù)的應(yīng)用不僅能促進(jìn)土木工程管理向科學(xué)化方向的實(shí)施，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)土木工程施工技術(shù)的量化管理和可視化管理具有十分重要的作用，對(duì)提升技術(shù)操作質(zhì)量具有重要參考意義。本文主要針對(duì)BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);土木工程;施工;應(yīng)用

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)概述是一種建筑信息模型，它最早起源于美國，用美國國家標(biāo)準(zhǔn)定義，BIM是一個(gè)物理和功能性數(shù)字表達(dá)，同時(shí)也是一個(gè)共享知識(shí)資源，在項(xiàng)目不同階段，不同施工單位在BIM中提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)調(diào)作業(yè)。目前，BIM技術(shù)在一些發(fā)達(dá)國家中的建筑得到普及，很多西方國家針對(duì)BIM技術(shù)發(fā)展做出過特別研究，而我國隨著改革開放之后，建筑行業(yè)的得到了飛速發(fā)展，BIM技術(shù)體系在我國也得到基本應(yīng)用，目前BIM技術(shù)在我國集中應(yīng)用于復(fù)雜型建筑、古建的應(yīng)用、以及對(duì)于文物建筑的修復(fù)上等。而且BIM技術(shù)應(yīng)用會(huì)大大減少施工過程中的錯(cuò)誤率，對(duì)工程的各個(gè)參與方來說，減少錯(cuò)誤對(duì)降低工程成本都有很重要的影響，施工企業(yè)會(huì)因此減少施工時(shí)間，進(jìn)而提高施工效率。

二、BIM技術(shù)特點(diǎn)

（一）可視化

在傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中，拿到施工圖紙之后，都會(huì)對(duì)建筑模型加以想象，對(duì)于一般簡單的東西這種方式未嘗不可，但是隨著我國建筑業(yè)的進(jìn)步，各種建筑物的層之不窮，原來的方式也已經(jīng)跟不上現(xiàn)在的建筑節(jié)奏，所以需要在原有基礎(chǔ)上，使建筑物更形象地體現(xiàn)出“所見所得”，BIM技術(shù)可以建立整個(gè)工程三維模型，并且可以根據(jù)電腦技術(shù)展示出來，方便了施工人員對(duì)于實(shí)物的了解，也便于工作中的溝通和交流，從而大大縮短了施工周期。

（二）模擬性

BIM技術(shù)可以對(duì)實(shí)際物體中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，借助4D管理系統(tǒng)對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行模擬操作，既有效的控制工程造價(jià)、工程進(jìn)度、三維畫面模擬，也能達(dá)到科學(xué)合理地進(jìn)行施工管理的目的。

（三）協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)在土木工程建設(shè)后期具有良好的協(xié)調(diào)性，既能協(xié)調(diào)管理單位和施工單位之間的工期，又能避免因?yàn)闇贤ú粚?shí)而引發(fā)的各種問題。例如在土木工程建設(shè)中，對(duì)于墻壁中閥門的布置問題上，因?yàn)樵谕聊竟こ躺鲜┕D紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過程中，可能在布置管線時(shí)正好在此處有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管道等構(gòu)件在此對(duì)管線的布置進(jìn)行妨礙，這種就是施工中常遇到的碰撞問題，而BIM技術(shù)能夠合理解決類似于這些的碰撞問題。它具有良好的協(xié)調(diào)性能，能夠方便于對(duì)傳統(tǒng)土木工程建筑中的改裝，也能規(guī)避因?yàn)槭┕み^程中因溝通不及時(shí)而出現(xiàn)的各種問題。

三、BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

（一）建立三維建筑模型

技術(shù)人員可以將施工設(shè)計(jì)方案中的所有信息輸入BIM數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，得到三維建筑模型。通過模型可以完整形象地展現(xiàn)建筑物的全貌，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的修改和完善。三維建筑模型中的每一個(gè)部件的尺寸、材料、性能都可以進(jìn)行針對(duì)性修改，無需像傳統(tǒng)建筑圖紙一樣“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，施工人員也可以直接參照三維建筑模型進(jìn)行操作，提高溝通效率和協(xié)作能力。

（二）進(jìn)行模擬施工測(cè)試

只要具備足夠完善的數(shù)據(jù)庫，我們就可以對(duì)整個(gè)施工建筑過程進(jìn)行模擬測(cè)試，合理安排施工計(jì)劃和施工步驟。每一個(gè)施工步驟中都有可能存在安全隱患，只要我們事先通過全面的模擬測(cè)試找到并排除隱患點(diǎn)，就可以用模擬試錯(cuò)代替現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)，既可以保障施工安全，也可以節(jié)省建筑成本、提高施工效率。對(duì)于施工過程中可能出現(xiàn)的各類特殊狀況，例如低溫、雨雪、地震等，也可以進(jìn)行分別測(cè)試，盡量減少自然災(zāi)害造成的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，并做好相關(guān)預(yù)防措施。

（三）分析施工成本

在傳統(tǒng)的土木工程施工領(lǐng)域中，成本控制一直是我們面臨的重要難題。由于傳統(tǒng)施工項(xiàng)目中存在大量的不確定、不可控因素，現(xiàn)場(chǎng)施工人員往往需要不斷地改變建筑部件和操作方法，造成施工成本節(jié)節(jié)攀升。而通過BIM技術(shù)，我們可以通過詳盡的模擬測(cè)試找到最合理的施工方案，減少施工過程中的不確定因素，從而更加精準(zhǔn)地計(jì)算出施工過程中所需的材料成本和人工成本。同時(shí)，BIM技術(shù)下的成本計(jì)算也更加快捷、更加智能，同時(shí)還可以結(jié)合施工成本選擇更加優(yōu)化的施工方案，實(shí)現(xiàn)真正有效的成本控制。

（四）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和溝通

與傳統(tǒng)建筑圖紙相比，BIM模型更為形象、直觀，可以直接為現(xiàn)場(chǎng)施工人員提供操作參考，并提高施工人員對(duì)工程項(xiàng)目的理解程度，增強(qiáng)管理人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員的溝通效率。現(xiàn)場(chǎng)人員在施工過程中如果發(fā)現(xiàn)施工方案存在缺陷、或存在理解障礙，也可以直接對(duì)管理人員進(jìn)行反饋，避免了多層級(jí)匯報(bào)產(chǎn)生的信息誤差。

（五）優(yōu)化造價(jià)管理

在理論層次上，有學(xué)者對(duì)造價(jià)預(yù)算中BIM技術(shù)的使用展開了研究，指出BIM技術(shù)在土木工程項(xiàng)目預(yù)算中應(yīng)用的難點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)制定了造價(jià)估算的基本操作理念，不僅如此還制定了5DBIM技術(shù)成本估算流程圖。關(guān)于工程的造價(jià)方法，有學(xué)者將BIM技術(shù)當(dāng)作基礎(chǔ)，深入地分析了核算工程成本的主要理論，同時(shí)闡述了實(shí)現(xiàn)的方法，強(qiáng)調(diào)了BIM技術(shù)在計(jì)算造價(jià)成本中的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)闡述了基于BIM技術(shù)核算造價(jià)的3種方法：第一種，借助API接口將BIM軟件和成本預(yù)算的軟件連接在一起。第二種方法，使用開放的數(shù)據(jù)庫與ODBC連接在一起，能夠直接訪問BIM模型對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。第三種，借助BIM軟件提取項(xiàng)目工程的性，然后以表格文件的形式實(shí)現(xiàn)外導(dǎo)。在工程的造價(jià)管理當(dāng)中，各種造價(jià)計(jì)算軟件已經(jīng)發(fā)展地較為成熟，使用比較便利。但是直到目前還沒有辦法使用《建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》，而且該規(guī)范無法系統(tǒng)地對(duì)各類工程構(gòu)件以及有關(guān)的材料展開分類。因此，在工程造價(jià)管理中使用BIM技術(shù)需要將理論和工程應(yīng)用緊緊結(jié)合在一起，展開更深入地思考。

（六）對(duì)施工進(jìn)度和成本進(jìn)行控制

傳統(tǒng)的土木工程施工主要是靠一些網(wǎng)絡(luò)圖和施工現(xiàn)場(chǎng)的照片進(jìn)行進(jìn)度控制的，所以這樣的方法就會(huì)造成工人窩工、工序搭接不合理，現(xiàn)場(chǎng)信息反饋不準(zhǔn)確，而BIM技術(shù)能夠及時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后再把總進(jìn)度的信息按照專業(yè)、樓層的形式和實(shí)際的模型聯(lián)系起來，不僅分析更加方便，對(duì)于每一個(gè)區(qū)域和建設(shè)步驟需要使用的資金、人力、材料、機(jī)具配備等情況都能具體控制，數(shù)據(jù)分析不清問題都能很好地解決，并且在建筑的時(shí)候完成之后就可以把時(shí)間輸入進(jìn)去，并且設(shè)計(jì)圖中的總進(jìn)度進(jìn)行分析，然后可以及時(shí)糾正，對(duì)總進(jìn)度進(jìn)行修改。對(duì)于施工過程中的成本控制則是根據(jù)BIM技術(shù)中的協(xié)調(diào)化特征進(jìn)行控制的，因?yàn)樗麑?duì)建筑的數(shù)據(jù)有詳細(xì)的記錄和分析，在購買材料以及安排人力資源的時(shí)候就可以做到科學(xué)合理，避免資源的浪費(fèi)，需要的材料資金、人工需要發(fā)放的工資、還有機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)和購買都能夠降到最低，因此工程成本也能夠有效地控制，從而提高企業(yè)的利潤。

四、結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用，可以明顯改善對(duì)于施工過程中的施工成本控制、施工進(jìn)度，而且施工管理方面也得到了有效加強(qiáng)，從而能夠提高施工工程中的質(zhì)量。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)將會(huì)在我國建筑業(yè)原有基礎(chǔ)上，得到更大幅度的提高。建筑業(yè)的前景的廣闊，也會(huì)因?yàn)锽IM技術(shù)的普及應(yīng)用得到更為廣泛的增強(qiáng)。

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