BIM技術(shù)在建筑智能化建造中的應(yīng)用

摘要：經(jīng)過對(duì)大量項(xiàng)目工程安全事故的調(diào)查分析得知，由于建筑需求的增加，很多建筑企業(yè)在擴(kuò)大施工規(guī)模的同時(shí)并沒有提高安全管理質(zhì)量，導(dǎo)致建筑工程安全事故頻發(fā)，不僅帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重威脅施工人員的生命安全。BIM技術(shù)體現(xiàn)出智能化、信息化、可視化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于項(xiàng)目管理工作中，構(gòu)建協(xié)同管理平臺(tái)，輔助開展建筑工程項(xiàng)目管理工作，提高建筑工程進(jìn)度管理、安全管理、成本管理水平，實(shí)現(xiàn)管理信息共享，提高建筑工程管理質(zhì)量。本文主要分析BIM技術(shù)在建筑智能化建造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工程;建筑智能化;建筑物建造;建筑工程應(yīng)用

引言

BIM技術(shù)的全稱是建筑信息模型技術(shù)，在進(jìn)行建筑項(xiàng)目的建設(shè)施工的過程中所涉及的各種相關(guān)信息都能夠通過該項(xiàng)技術(shù)將其模擬出來，并以此來建立一個(gè)三維立體的建筑模型，為所有項(xiàng)目的參與者提供清楚明了的建筑信息。因此在整個(gè)建設(shè)施工的過程中以這項(xiàng)技術(shù)來指導(dǎo)所有建筑項(xiàng)目參與者去進(jìn)行工程的更加精確化施工是非常有用的，對(duì)于縮短整個(gè)的建設(shè)工期、降低建筑項(xiàng)目的成本以及減少建設(shè)過程中的資源浪費(fèi)等都有著極大的幫助，對(duì)于提升建筑項(xiàng)目的整體價(jià)值也是極為有利的。

1、BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)的概念BIM技術(shù)又稱為信息施工模型，能為項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)構(gòu)建符合數(shù)據(jù)要求的建筑模型，通過構(gòu)建協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和施工安全等多方面的實(shí)時(shí)管理。BIM技術(shù)最早誕生于美國，該技術(shù)不僅包括項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)建設(shè)，還涵蓋施工管理和后期維護(hù)等。BIM技術(shù)能將項(xiàng)目設(shè)計(jì)以3D形式展現(xiàn)出來，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)紙質(zhì)文檔的數(shù)字轉(zhuǎn)換。因此，BIM技術(shù)直觀性特點(diǎn)在項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)階段和施工管理階段的應(yīng)用能幫助設(shè)計(jì)人員解決一些平常難以解決的問題。就目前情況來看，BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為了一種關(guān)鍵技術(shù)，顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2、建筑物的智能化發(fā)展

所謂的建筑物智能化是以整個(gè)建筑物為主體，將各種智能化的信息以及技術(shù)應(yīng)用在建筑物的使用過程中，對(duì)其整體的應(yīng)用方式進(jìn)行優(yōu)化，使其在使用過程中具備一定的“人類思維”，比如說感應(yīng)光照自動(dòng)進(jìn)行遮光簾的開啟與關(guān)閉。通過這種智能化的技術(shù)可以幫助建筑物與人體以及周圍的自然環(huán)境更加協(xié)調(diào)，從而幫助提升人們的居住質(zhì)量。而隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，不同人群對(duì)于建筑智能化的要求也在不斷提升。

2.1要有更舒適健康的建筑物環(huán)境

建筑物在建成之后無論是用于日常居住還是進(jìn)行辦公都需要確保在其中生活的居民能夠受到應(yīng)有的庇護(hù)，不會(huì)在健康以及安全性上存在威脅。而智能化的建筑物自然也需要如此。比如說空調(diào)系統(tǒng)要能夠自動(dòng)對(duì)空氣中的有害成分進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)結(jié)果顯示其的確有污染物，那么還需要能夠自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行消毒處理。除此之外還有溫控、光照調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、室內(nèi)色彩調(diào)節(jié)等。智能化理念下，建筑將會(huì)更加人性化，在建筑外部安裝的各類傳感器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控室外的溫濕度變化，并將檢測(cè)到的各類環(huán)境信息傳遞給中控模塊，再由模塊將控制信號(hào)發(fā)送給空調(diào)、加濕器等終端設(shè)備，以確保室內(nèi)能夠始終維持在一個(gè)適宜的環(huán)境。當(dāng)然，智能化采光也會(huì)是智能化建筑的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，采光系統(tǒng)會(huì)模仿向日葵，每一扇窗戶底部的旋轉(zhuǎn)桿會(huì)隨著太陽的方位變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，確保折射進(jìn)室內(nèi)的陽光處于一個(gè)合適的范圍，不會(huì)因過多或過少而造成室內(nèi)環(huán)境的舒適感下降。

2.2要滿足不同用戶的不同需求

傳統(tǒng)的建筑物在進(jìn)行建設(shè)的過程中已經(jīng)提前對(duì)其之后的使用功能進(jìn)行規(guī)劃，而一旦建成要想對(duì)其進(jìn)行更改是比較困難的。但智能化的建筑物則完全不同，通過對(duì)整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加細(xì)致化的設(shè)計(jì)來將不同的功能進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的多功能使用。比如說原本用于辦公的面積只有100㎡，企業(yè)在發(fā)展的過程中需要增加新的員工以及辦公場(chǎng)所，那么在經(jīng)過簡(jiǎn)單的改造之后就能夠使得辦公場(chǎng)所的面積迅速獲得增加。

3、BIM技術(shù)在建筑智能化中的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于決策階段

在建筑工程進(jìn)行期間建筑物的周邊環(huán)境會(huì)對(duì)工程形成一定的影響，所以在工程進(jìn)行階段必須確定相應(yīng)因素并進(jìn)行合理的預(yù)防。在建筑工程進(jìn)行期間，使用BIM技術(shù)使建筑周邊建筑物、氣候地理形態(tài)可以在可視化模型下展現(xiàn)出來，與傳統(tǒng)低效率的工程數(shù)據(jù)收集整理呈現(xiàn)方式不同，利用三維模型展示工程信息，依托BIM技術(shù)模擬建筑周邊環(huán)境同時(shí)，展示更為具體的信息，還能夠憑借BIM技術(shù)分析建筑自身情況，憑借動(dòng)態(tài)模擬演示快速判斷建筑周邊環(huán)境存在的變化。另外，可以根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合掌握的信息，改造建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高設(shè)計(jì)的合理性。

3.2在空間管理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有很強(qiáng)的空間管理能力，借助這一能力可以為建筑空間做出合理的分配與規(guī)劃，將空間的各項(xiàng)用途及其面積觀地進(jìn)行結(jié)算，拒絕一切虛假行為。認(rèn)真的收藏保存賬單，在工程項(xiàng)目完成之后做好核算檢查工作。如果資金實(shí)際流動(dòng)與計(jì)劃流動(dòng)存在一定的差異，應(yīng)該明確其原因，做好分析工作，以此來確保工程造價(jià)控制在合理的范圍內(nèi)。最后，在施工過程中，應(yīng)該嚴(yán)格地按合同執(zhí)行，作為工程的必要數(shù)據(jù)應(yīng)該合理完善地管理。不僅如此，還應(yīng)該在合同當(dāng)中，將權(quán)力和責(zé)任清晰地說明。當(dāng)然，不同的工程所需要的合同類型也不同，通常情況下，規(guī)模較小以及相對(duì)比較簡(jiǎn)單的工程都是運(yùn)用固定單價(jià)合同，規(guī)模較大、技術(shù)比較復(fù)雜、工期較長(zhǎng)的工程都是用總價(jià)合同，合同當(dāng)中的對(duì)標(biāo)招標(biāo)也會(huì)根據(jù)不同的情況進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)該注重合同當(dāng)中的結(jié)算方式，防止在以后結(jié)算過程中出現(xiàn)問題。

3.3構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型

對(duì)于S工程，結(jié)構(gòu)形式以鋼筋混凝土為主，主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)的連接部位。對(duì)于連接部位的設(shè)計(jì)，運(yùn)用BIM技術(shù)能夠推理出每個(gè)連接射線之間的合理性，并且在找到合理性連接后，能夠?qū)⑦@些參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真地執(zhí)行。除此以外，在設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用BIM技術(shù)，還能夠進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)模型的建立，在這一過程中，能夠?qū)Ω鱾€(gè)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并還能對(duì)相關(guān)的零件或其它的部件進(jìn)行更新完善，從而使得工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提升。在對(duì)本工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)幾何模型的建立，并且對(duì)Revit軟件進(jìn)行充分地應(yīng)用，進(jìn)而構(gòu)建結(jié)構(gòu)分析模型，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析研究，進(jìn)而對(duì)具體的連接位置進(jìn)行確定，在確保無誤的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接。在進(jìn)行模型構(gòu)建的時(shí)候，需要對(duì)基本的構(gòu)建、結(jié)構(gòu)板、梁等要素進(jìn)行充分地分析。為了確保模型建立的質(zhì)量，還需要做好以下幾個(gè)方面的工作：首先，對(duì)樣板文件進(jìn)行合理地選擇，并且建筑BIM模型進(jìn)行有效鏈接;其次，利用相應(yīng)的軟件進(jìn)行軸網(wǎng)的建立，進(jìn)而對(duì)標(biāo)高進(jìn)行精確地定位，并且對(duì)樣本文件進(jìn)行科學(xué)地制定;第三，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中的砼梁與砼柱，需要進(jìn)行科學(xué)地設(shè)置，進(jìn)而構(gòu)建科學(xué)、合理的砼樓結(jié)構(gòu)板;最后，對(duì)于整個(gè)模型需要進(jìn)行全面、認(rèn)真地檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，需要進(jìn)行及時(shí)地改進(jìn)和調(diào)整。通過這一系列的工作，能夠建立初步模板圖。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，之所以需要進(jìn)行標(biāo)高的科學(xué)設(shè)計(jì)，主要是為了便于后期施工的順利進(jìn)行，并且有利于進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在利用BIM技術(shù)時(shí)，雖然相關(guān)軟件中有“族”功能，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，由于受到各種因素的影響，使得設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)工作難以得到滿足。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，在進(jìn)行異性構(gòu)件的構(gòu)建時(shí)，應(yīng)該獨(dú)立構(gòu)建相關(guān)族文件，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行工作的開展。

3.4在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用

借助于BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖO(shè)備安裝工程實(shí)施有效管理，不僅體現(xiàn)在技術(shù)層面，同時(shí)也體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)層面。通過碰撞檢測(cè)項(xiàng)目，能夠得到管道線路下料設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，優(yōu)化整個(gè)項(xiàng)目下料管理工作。從工程采購工作開始，利用BIM技術(shù)虛擬設(shè)備安裝過程，對(duì)下料過程進(jìn)行有效控制，做好項(xiàng)目技術(shù)交底工作。認(rèn)真落實(shí)多算對(duì)比活動(dòng)，按照安裝工程施工計(jì)劃妥善安排，保證分包結(jié)算順利開展。對(duì)于每一個(gè)施工階段，相關(guān)人員都需要認(rèn)真收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，形成信息報(bào)表，并將報(bào)表提交給項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，以便于審核分析相關(guān)數(shù)據(jù)，將有關(guān)的數(shù)據(jù)信息反饋到BIM建模體系中。通過BIM技術(shù)，借助安裝工程施工各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建BIM三維模型，落實(shí)數(shù)據(jù)收集、工程檔案管理等，可以快速調(diào)用相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，起到快速響應(yīng)的效果。傳統(tǒng)方式下，建筑設(shè)備安裝工程中的設(shè)計(jì)人員主要是利用CAD軟件編制相關(guān)資料，無法對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)庫實(shí)施對(duì)比，出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤的幾率相對(duì)較高，容易影響設(shè)計(jì)效果，返工則會(huì)降低整體的設(shè)計(jì)效率。在編制數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)人員不僅要更改設(shè)計(jì)圖紙，同時(shí)還需要重新編制數(shù)據(jù)庫，工作量會(huì)大大增加。部分工程設(shè)計(jì)存在不可逆特點(diǎn)，這就需要設(shè)計(jì)人員重新設(shè)計(jì)。借助BIM技術(shù)，設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)人員可以利用BIM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化編制和統(tǒng)計(jì)，能夠顯著提升安裝工程材料準(zhǔn)確性與設(shè)計(jì)工作中的計(jì)算能力。通過自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)和編制設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，還能夠控制工程設(shè)計(jì)中的成本預(yù)算，降低整體工程造價(jià)，節(jié)約成本。

3.5BIM的施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)模擬

工程主要應(yīng)用四維施工模擬相關(guān)軟件來管理施工進(jìn)度，在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，應(yīng)用三維模型設(shè)計(jì)軟件來建立虛擬的建筑工程三維模型，科學(xué)安排施工進(jìn)度，投入足夠的人力、物力，保證工期。在施工進(jìn)度管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，既能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化管理和縮短工期的目標(biāo)，也能夠根據(jù)實(shí)際情況來編制施工進(jìn)度計(jì)劃。在編制施工進(jìn)度計(jì)劃的過程中，需要根據(jù)時(shí)間參數(shù)制訂優(yōu)化的進(jìn)度計(jì)劃，從而保證資源配置的合理性、有效性。另外，還需要準(zhǔn)確計(jì)算工程量，應(yīng)用BIM平臺(tái)上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且根據(jù)施工水平和規(guī)范要求，精確計(jì)算施工材料、施工機(jī)械的使用量。除此之外，施工管理部門還需要合理安排施工進(jìn)度，有效處理采購部門的物資供應(yīng)問題，并且積極參與信息共享平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的交流和溝通。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建可視化模型，制訂合理的施工進(jìn)度計(jì)劃。在基于BIM的施工進(jìn)度管理中，每一項(xiàng)任務(wù)都需要單獨(dú)編碼，并且進(jìn)行模型鏈接，在施工時(shí)，把信息傳遞到系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)信息資源的科學(xué)管理和充分利用。

3.6項(xiàng)目質(zhì)量管理

建筑工程施工的BIM協(xié)同管理平臺(tái)具有工程質(zhì)量管理的功能，通過對(duì)施工全過程的監(jiān)控完成質(zhì)量監(jiān)控。首先，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的施工過程設(shè)置關(guān)鍵管控節(jié)點(diǎn)，再將關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的構(gòu)件關(guān)聯(lián)，并通過系統(tǒng)PC端分派到指定的負(fù)責(zé)人手中，相應(yīng)的負(fù)責(zé)人將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行結(jié)果數(shù)據(jù)的填報(bào)。如果技術(shù)人員填寫的數(shù)據(jù)超出了管控節(jié)點(diǎn)的范圍值，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出預(yù)警信息，這樣技術(shù)施工人員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題并進(jìn)行改正。技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)錄入數(shù)據(jù)后，將會(huì)自動(dòng)在系統(tǒng)的網(wǎng)頁端進(jìn)行匯總與分類處理，方便管理人員查詢，使其充分掌握相關(guān)構(gòu)件的真實(shí)狀態(tài)。此外，管理人員還可以通過協(xié)同管理平臺(tái)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)形成報(bào)表，提高質(zhì)量驗(yàn)收資料的可靠性。

3.7應(yīng)用于驗(yàn)收階段

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程中，收集工程各環(huán)節(jié)的工作數(shù)據(jù)，同時(shí)利用BIM技術(shù)完成數(shù)據(jù)信息的共享以及分析等工作，為竣工驗(yàn)收工作的開展提供巨大的助力。在驗(yàn)收環(huán)節(jié)按照項(xiàng)目建設(shè)指標(biāo)，查看工作進(jìn)行情況，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的管理力度，提高相應(yīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。另外，使用BIM技術(shù)還可以快速計(jì)算工程總價(jià)與各項(xiàng)單價(jià)，在工程項(xiàng)目進(jìn)行階段對(duì)項(xiàng)目各環(huán)節(jié)工作進(jìn)行強(qiáng)有力的控制，提高項(xiàng)目管理水平。

3.8在施工安全方面的應(yīng)用

在建筑設(shè)備安裝工程實(shí)施過程中，包含了諸多建筑材料，加上施工環(huán)境復(fù)雜，必須重點(diǎn)考慮施工中的安全問題。具體施工中，會(huì)使用大量的機(jī)械設(shè)備、材料工具，一旦出現(xiàn)安全問題，后果不堪設(shè)想。將BIM技術(shù)應(yīng)用在安裝工程安全管理控制中，能夠加大施工安全管控力度。當(dāng)前很多施工企業(yè)對(duì)安全管理控制的重視程度不高，有些施工企業(yè)盡管重視安全管理，但由于自身能力有限，采用的安全管理手段較為落后，無法滿足現(xiàn)代化工程的安全管理需求。利用BIM技術(shù)構(gòu)建建筑安裝工程模型，對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行模擬，能夠發(fā)現(xiàn)可能存在的安全問題，以便于采取有效的安全防控措施，提高工程施工的安全性。

結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)是基于信息技術(shù)的一種先進(jìn)管理建模技術(shù)，管理人員將其應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目管理工作中，可發(fā)揮出BIM技術(shù)可視性、共享性的優(yōu)勢(shì)，提高建筑工程成本管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理以及竣工管理的效率，提高建筑工程的施工質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：吳偉英（1988-），女，漢族，江西宜春，本科，教師，研究方向：建筑或公路技術(shù)、工程造價(jià)、工程管理