BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究

朱希

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑工程施工大量使用先進(jìn)技術(shù)，其中使用最為廣泛為BIM技術(shù)。BIM技術(shù)的有效利用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本有效控制，同時(shí)提高施工管理效率與質(zhì)量。但是目前施工企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定問(wèn)題，如施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)不充分、對(duì)BIM技術(shù)沒(méi)有較強(qiáng)的深度和廣度等。基于此，本文詳細(xì)的分析了BIM技術(shù)在建筑施工中應(yīng)用以及存在的問(wèn)題，并提出了有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑施工;施工應(yīng)用

Abstract： With the continuous development of social economy and science and technology， a large number of advanced technologies are used in construction engineering， among which BIM technology is the most widely used. The effective use of BIM technology can achieve effective control of construction costs while improving the efficiency and quality of construction management. However， there are still some problems in the actual application of construction companies， such as the lack of understanding of BIM technology by construction companies， and the lack of strong depth and breadth of BIM technology. Based on this， this paper analyzes the application of BIM technology in building construction and the existing problems in detail， and proposes effective solutions.

0? 引言

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國(guó)的建筑業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展，建筑物不管是在規(guī)模上還是在質(zhì)量上都得到了大力的發(fā)展與提高，高新技術(shù)的應(yīng)用給建筑施工帶來(lái)較大的技術(shù)支持。利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力準(zhǔn)確的對(duì)建筑工程進(jìn)行建模，從而使設(shè)計(jì)師、建造師更方便更快速的找到存在的問(wèn)題，并及時(shí)解決。進(jìn)而降低建筑工程項(xiàng)目的施工成本，提高的施工質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益。但是在施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候還存在一定的問(wèn)題，因此當(dāng)前施工企業(yè)在建筑施工中如何使BIM技術(shù)，是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

1? BIM技術(shù)綜述

1975年喬治亞理工大學(xué)的教授查克·伊士曼首次提出了BIM的理論，至今已被使用。BIM技術(shù)在許多國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果，但BIM技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間相對(duì)較短，尚處在發(fā)展階段，是一種新型的技術(shù)。隨著在建筑行業(yè)中對(duì)BIM技術(shù)的廣泛使用，有效的提高了建筑施工的質(zhì)量與效率，并且有效的協(xié)調(diào)了施工技術(shù)與施工各方的關(guān)系，從而對(duì)建筑施工進(jìn)行更好的管理。BIM技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。首先，利用BIM技術(shù)構(gòu)建建筑工程的三維模型，從而使得設(shè)計(jì)人員以及施工人員可以更直觀的看到施工流程，具有較強(qiáng)的可操作性。這樣在建筑具體的施工中，施工人員可以降低施工圖紙不合理導(dǎo)致施工進(jìn)度減緩等問(wèn)題的發(fā)生概率。其次，利用BIM技術(shù)可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更好的收集與整理，這樣使得建筑工程中的數(shù)據(jù)更加完善，不僅有效減輕相關(guān)工作人員對(duì)數(shù)據(jù)處理的工作壓力，還提高數(shù)據(jù)完整性。最后，利用BIM技術(shù)可以有效協(xié)調(diào)工作人員與各專(zhuān)業(yè)技術(shù)之間的關(guān)系，減少兩者之間的摩擦，使得建筑施工順利有效的開(kāi)展，同時(shí)還優(yōu)化施工設(shè)計(jì)方案，使得施工的可操作性性進(jìn)一步提高。

2? BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

2.1 三維渲染

BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用主要是對(duì)建筑模型進(jìn)行構(gòu)建，也就是三維渲染。通過(guò)三維渲染，可以使建筑工程的效果更直觀的展現(xiàn)在人們的眼前，從而使得傳統(tǒng)平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變得更加逼真，設(shè)計(jì)師可以更直觀的看到施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，然后制定合理的施工方案，減少了時(shí)間浪費(fèi);還可以與其他的施工方案進(jìn)行對(duì)比，從而將最適合的施工方案選出來(lái)。

2.2 三維碰撞檢查

以往的平面圖紙中，將水暖電以及結(jié)構(gòu)等專(zhuān)業(yè)的圖紙集中起來(lái)以后，由工程總設(shè)計(jì)師進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問(wèn)題并解決，這樣不僅耗費(fèi)設(shè)計(jì)師較多的時(shí)間和精力，還嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。BIM技術(shù)已經(jīng)廣泛使用在三維渲染中，國(guó)內(nèi)外部分軟件可以實(shí)現(xiàn)。例如，在NavisWorks軟件的設(shè)計(jì)階段，魯班軟件在構(gòu)建階段可以完成BIM技術(shù)在3D碰撞檢測(cè)中的應(yīng)用[1]。在這些軟件中，BIM技術(shù)應(yīng)用的都是工程竣工前，工程師可以對(duì)工程設(shè)備、管道和土建工程進(jìn)行檢查，這樣不僅可以將工程中存在的軟硬碰撞問(wèn)題消除，使工程的設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，降低工程施工中出現(xiàn)問(wèn)題和返工的可能性，而且也能有效地優(yōu)化管線布置和間隙。

2.2.1 算量技術(shù)

BIM技術(shù)中的組件信息是可操作的信息。利用這些信息，計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)識(shí)別模型中的各種構(gòu)造，然后根據(jù)嵌入在模型中的物理和幾何信息計(jì)算各種構(gòu)件的數(shù)量。平面圖可以轉(zhuǎn)換成BIM模型，可以獲得建筑所需材料的名稱、規(guī)格、數(shù)量以及尺寸等信息，并且這些信息和設(shè)計(jì)中的信息保持一致。如果工程需要變更，那么就會(huì)在工程相關(guān)材料明細(xì)表中自動(dòng)反映，從而工程師所用的信息也會(huì)發(fā)生變化。

2.2.2 虛擬建造

虛擬建造是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)概念的一種有效途徑，主要是通過(guò)對(duì)虛擬顯示技術(shù)在可視化方面的巨大優(yōu)勢(shì)和交互工程的利用，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)境功能和外觀構(gòu)造進(jìn)行交互建模與分析。這需要虛擬建模來(lái)反映物理原型的外觀、機(jī)械性能和空間關(guān)系。使用者可以通過(guò)三維建模從不同的角度和比例查看實(shí)際建筑物的功能進(jìn)行確定性判斷。通過(guò)BIM技術(shù)將建筑模型搭建，從而對(duì)施工方法進(jìn)行試驗(yàn)、施工過(guò)程進(jìn)行模擬，先試后建，提前解決施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，優(yōu)化施工方案，對(duì)不同的施工方案進(jìn)行對(duì)比和分析，完成虛擬建模施工的周期管理。

2.2.3 4D施工模擬

在工程整體施工中，最重要的就是對(duì)施工進(jìn)度的控制，影響施工進(jìn)度的因素有很多，如施工設(shè)備、施工材料、天氣變化、施工方案、進(jìn)度和技術(shù)力量等。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工進(jìn)度通常與施工進(jìn)度計(jì)劃存在偏差，并且隨著施工的進(jìn)展，會(huì)加大與施工進(jìn)度計(jì)劃的差距。如果對(duì)這些現(xiàn)象沒(méi)有及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整和處理，那么會(huì)嚴(yán)重的影響工程的安全質(zhì)量[2]。利用BIM技術(shù)可以完成4D施工模擬，將建筑現(xiàn)象的三維模型與施工進(jìn)度結(jié)合，和施工資源與場(chǎng)地布置信息集中起來(lái)，將時(shí)間作為緯度，對(duì)建筑物的施工進(jìn)行4D模擬?？偝邪c施工分包之間的施工界面、施工順序可以直觀展現(xiàn)，有利于協(xié)調(diào)與管理，以及將4D施工模擬與施工方案結(jié)合起來(lái)，可以更加科學(xué)合理的對(duì)機(jī)械設(shè)備排班、材料進(jìn)場(chǎng)以及施工人員進(jìn)行安排。

2.2.4 精細(xì)施工中的應(yīng)用

對(duì)于一些創(chuàng)優(yōu)項(xiàng)目，在項(xiàng)目策劃期間采用BIM技術(shù)對(duì)創(chuàng)優(yōu)效果進(jìn)行預(yù)覽，如：總平面布置是否合理，對(duì)不合理或可以優(yōu)化的要素進(jìn)行調(diào)整;外架效果預(yù)覽，通過(guò)效果，及時(shí)調(diào)整外架單元布置;對(duì)安裝管線與土建結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行預(yù)覽，了解管線與結(jié)構(gòu)的施工情況及出現(xiàn)的問(wèn)題，提前做好預(yù)防和處理工作，避免返工;通過(guò)3D效果，可以讓生澀難懂的技術(shù)交底變的更直觀，更具有可以操作性。

3? 施工企業(yè)在BIM技術(shù)應(yīng)用中存在問(wèn)題

3.1 施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)不充分

BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的范圍比較廣，所以施工企業(yè)相關(guān)的工作人員在對(duì)其應(yīng)用的時(shí)候很難有準(zhǔn)確的把握，同時(shí)還有部分軟件廠家的誤導(dǎo)，導(dǎo)致大部分施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)沒(méi)有正確充分的認(rèn)識(shí)。有的施工企業(yè)認(rèn)為只要利用BIM技術(shù)對(duì)建筑工程完成了三維建模就是發(fā)揮了BIM技術(shù)的作用;還有的施工企業(yè)認(rèn)為對(duì)某個(gè)BIM應(yīng)用軟件進(jìn)行了應(yīng)用就是的有效的使用的BIM技術(shù)。以上應(yīng)用只是對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的前提，并不是真正的應(yīng)用，因此，施工企業(yè)如果不能正確認(rèn)識(shí)BIM技術(shù)，那么很難將BIM技術(shù)的作用發(fā)揮出來(lái)。

3.2 施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)沒(méi)有較強(qiáng)的深度和廣度

從目前我國(guó)建筑施工對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用情況來(lái)看，還一直在隨著國(guó)外的步伐，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因有很多方面，一方面我國(guó)沒(méi)有深入研究建筑行業(yè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用;另一方面BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件在我國(guó)建筑行業(yè)中不適應(yīng)。西方國(guó)家BIM應(yīng)用軟件很多種，但是由于我國(guó)規(guī)范的原因所以在國(guó)內(nèi)不能有效使用。

4? 企業(yè)如何有效的對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用

4.1 政府與行業(yè)協(xié)會(huì)要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的指導(dǎo)并身體力行

因?yàn)锽IM技術(shù)涉及的范圍比較廣，所以在應(yīng)用的過(guò)程中，想要將效果充分的發(fā)揮出來(lái)政府與協(xié)會(huì)就必須要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的指導(dǎo)與協(xié)調(diào)。具體工作有：應(yīng)用指南、指導(dǎo)意見(jiàn)等，使得企業(yè)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的正確認(rèn)識(shí)。我們可以借鑒國(guó)外的例子，如美國(guó)聯(lián)事務(wù)管理局規(guī)定從而2007年開(kāi)始政府的大型工程都必須要使用BIM技術(shù)，同時(shí)也制定一系列的應(yīng)用指南，從而更好地推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的使用。

4.2 施工企業(yè)應(yīng)和軟件企業(yè)、研究單位加大聯(lián)合力度，對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新

目前BIM技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，所以在使用的過(guò)程中還有許多技術(shù)可以進(jìn)行創(chuàng)新。施工企業(yè)想要利用BIM技術(shù)提高自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，就必須要加大與軟件企業(yè)、研究單位的聯(lián)合力度，對(duì)BIM應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，從而獲取更多的效益。當(dāng)前，技術(shù)創(chuàng)新主要是對(duì)BIM應(yīng)用技術(shù)的集成，就是建立一次模型盡量在多場(chǎng)景中使用，通過(guò)對(duì)BIM應(yīng)用技術(shù)的集成，有效的提高施工企業(yè)在施工技術(shù)、施工管理等方面的水平。

4.3 目前大部分項(xiàng)目利用BIM技術(shù)未提供應(yīng)用深度要求和系統(tǒng)使用BIM技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)較多的項(xiàng)目，業(yè)主要求使用BIM技術(shù)，但對(duì)各參與單位使用BIM技術(shù)的應(yīng)用深度和流程未作明確要求和指導(dǎo)，無(wú)法利用BIM技術(shù)進(jìn)行溝通和解決工作上的實(shí)際問(wèn)題。BIM技術(shù)的推廣，政府、業(yè)主應(yīng)起主導(dǎo)作用，在項(xiàng)目招標(biāo)文件上應(yīng)要求，設(shè)計(jì)單位提供二維圖的同時(shí)，還需要提供一份BIM模型，一起作為施工依據(jù)，在設(shè)計(jì)階段、施工階段、驗(yàn)收階段和運(yùn)營(yíng)使用階段，均需借助BIM技術(shù);同時(shí)，在各參與方的人員資質(zhì)上，必須配備BIM專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理;BIM模型和BIM模型導(dǎo)出的各類(lèi)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為項(xiàng)目竣工驗(yàn)收的必備文件資料;各項(xiàng)變更、簽證、計(jì)量均采用BIM模型加書(shū)面說(shuō)明的形式進(jìn)行確認(rèn)。綜上所述，由政府推廣的BIM技術(shù)變成項(xiàng)目必須使用的一項(xiàng)新技術(shù)。

5? 總結(jié)與展望

目前我國(guó)建筑行業(yè)還處在對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展階段，根據(jù)這種情況以及我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況來(lái)看，BIM技術(shù)在我國(guó)建筑行業(yè)有較為廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也會(huì)成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。施工企業(yè)在建筑技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中要不斷的研究BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的價(jià)值充分的發(fā)揮出來(lái)，從而推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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