分析BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值

郭琳

【摘要】現(xiàn)代建筑工程中，信息技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。其中BIM技術(shù)作為一種新的數(shù)字技術(shù)，正在工程建筑行業(yè)發(fā)揮作用。本文主要對(duì)BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行研究，提出了BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)，并分別從建筑設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面對(duì)BIM技術(shù)的具體應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑設(shè)計(jì);施工過(guò)程;應(yīng)用價(jià)值

1.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中應(yīng)用的主要作用

BIM的英文全稱(chēng)是Building Information

Modeling，國(guó)內(nèi)較為普遍的中文翻譯為：建筑信息模型。B是building，指一切和水、土、文化有關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)的計(jì)劃、建造和維修，包括城市規(guī)劃，土木工程，交通工程等學(xué)科。I是information，信息的意思。這里應(yīng)該包含兩層意思，一是信息（名詞），也就是建設(shè)領(lǐng)域中所包含的各種信息;二是信息化（動(dòng)詞），也就是建設(shè)領(lǐng)域的方方面面都講會(huì)采用信息化的方法和手段。I的范圍是基于建設(shè)項(xiàng)目（注意是建設(shè)項(xiàng)目，不是單體建筑，而是整個(gè)建設(shè)領(lǐng)域）全生命周期（從概念產(chǎn)生到項(xiàng)目報(bào)廢）的信息化過(guò)程。M是modeling，大多數(shù)人翻譯成“模型”。但model才是模型，modeling所表現(xiàn)的是一個(gè)過(guò)程，而不是一個(gè)模型。BIM就是以建設(shè)領(lǐng)域?yàn)閷?duì)象，基于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的信息化、智能化方法與過(guò)程，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是建設(shè)信息化。

BIM技術(shù)作為一種現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下方面：（1）BIM技術(shù)的三維渲染可以提高建筑施工管理的效果，借助于BIM技術(shù)的建筑信息模型構(gòu)建方法，可在實(shí)際建筑施工過(guò)程中，根據(jù)具體的施工技術(shù)和施工環(huán)境進(jìn)行施工圖精確繪制，通過(guò)BIM技術(shù)的三維仿真可使整個(gè)項(xiàng)目的形象更加直觀，給以后的施工管理及后續(xù)工作都帶來(lái)極大的方便，可以保證施工管理的協(xié)調(diào)和施工管理資源的無(wú)縫銜接。（2）BIM技術(shù)可通過(guò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)達(dá)到提升建筑工程信息處理準(zhǔn)確性的目的，實(shí)際運(yùn)用過(guò)程可將數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)作建筑工程設(shè)計(jì)和施工的基本內(nèi)容，還可使用BIM相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接建筑工程基本預(yù)算進(jìn)行計(jì)算，便于對(duì)工程施工進(jìn)度進(jìn)行明晰。同時(shí)，BIM技術(shù)還可以管理建筑材料和設(shè)備，避免了經(jīng)驗(yàn)主義的浪費(fèi)，有利于資源的優(yōu)化配置，極大地幫助建筑項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度管理和成本節(jié)省[1]。

2.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用的價(jià)值分析

（1）分析BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的具體應(yīng)用，在設(shè)計(jì)階段做好項(xiàng)目成本控制，對(duì)最大化經(jīng)濟(jì)效益具有更大的積極影響，在以往的建筑工程施工過(guò)程中，施工單位會(huì)使用2D平面圖完成工程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)審查工作，這些工作全部會(huì)由人工完成，故在設(shè)計(jì)圖中很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。使用BIM技術(shù)后，員工可以使用建筑模型作為確定工程量的基礎(chǔ)，計(jì)算出每個(gè)連接的具體成本，并可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配額設(shè)計(jì)。做到在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，有效地控制施工成本，使實(shí)際施工成本在預(yù)算范圍內(nèi)。

（2）在建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)中，為了使工程圖設(shè)計(jì)更符合施工現(xiàn)場(chǎng)的條件，常常需要進(jìn)一步完善和補(bǔ)充施工圖，這就是所謂的圖紙加深設(shè)計(jì)。顯然，在圖紙的深化設(shè)計(jì)中所涉及的程序比較繁瑣，不僅需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，而且必須對(duì)施工技術(shù)和建筑材料有全面的了解，尤其是在大型項(xiàng)目中更是如此。在施工圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用BIM技術(shù)有效地解決了這一問(wèn)題，BIM技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)的二維工程圖審查問(wèn)題，可以查看和使用三維圖形，使用可視化功能還可擬議項(xiàng)目提供4D或5D模擬碰撞檢查，直接在圖中顯示4D模擬碰撞檢查流程圖。使用BIM技術(shù)具體流程如下：工作人員要先構(gòu)建環(huán)境模型、結(jié)構(gòu)模型和施工設(shè)施模型，并根據(jù)該模型制作RVT文件;在信息模型中準(zhǔn)確找到管道的連接點(diǎn)，同時(shí)BIM技術(shù)涉及水電、空調(diào)、功能、土木工程和裝修被有效地組合成一個(gè)模型，這使得加深圖紙?jiān)O(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確。之后經(jīng)過(guò)分析形成ZWC文件，然后將該文件與CSV文件合理地組合以構(gòu)造4D虛擬施工圖;分析完成后，設(shè)計(jì)工作中參考NWD文件，并通過(guò)檢查不足及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖存在的問(wèn)題，并盡快進(jìn)行調(diào)整以最大限度地減少設(shè)計(jì)變更的可能性。為了確保建筑物的施工設(shè)計(jì)圖符合實(shí)際施工環(huán)境，還可以對(duì)設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面詳細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)[2]。

（3）在建筑工程設(shè)計(jì)階段使用BIM技術(shù)還可改善視覺(jué)效果，使用該技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際施工情況和周?chē)h(huán)境做到綜合考慮和分析，然后利用BIM技術(shù)和數(shù)字技術(shù)建立更加科學(xué)合理的三維數(shù)據(jù)模型，達(dá)到豐富視覺(jué)立體效果的作用;使用BIM技術(shù)還可對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)模擬操作，相關(guān)設(shè)計(jì)師可以充分掌握和控制施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的問(wèn)題，還可以及時(shí)有效地解決和修復(fù)各種問(wèn)題，在保證科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，提高建設(shè)項(xiàng)目的整體進(jìn)程。

3.BIM技術(shù)在建筑施工過(guò)程中應(yīng)用的價(jià)值分析

3.1 在施工階段的成本管理應(yīng)用

由于建筑工程施工期的成本控制有一定難度，會(huì)受到部分不確定因素影響控制效果，為了保證工程造價(jià)控制的效果，施工單位可以合理運(yùn)用BIM技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以將項(xiàng)目導(dǎo)入成本分析軟件，計(jì)算文件經(jīng)過(guò)處理后，將形成一個(gè)粗略的成本文件，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)大塊競(jìng)標(biāo)的目標(biāo)。之后，工作人員還可以在框架圖紙界面中選擇相關(guān)組件，并通過(guò)上述操作確定相應(yīng)的工程量，以此控制工程造價(jià)和工程量結(jié)算的準(zhǔn)確性，確保物資的采購(gòu)和收貨的合理性以及資本利用的合理性得到提高。此外，使用BIM5D技術(shù)可以彌補(bǔ)原始三維模型的局限性，合理增加施工進(jìn)度和項(xiàng)目成本的大小，并了解和掌握當(dāng)前項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展以及項(xiàng)目的具體情況，通過(guò)模型計(jì)算項(xiàng)目成本，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，使施工期間的成本控制具有很高的靈活性。

3.2 在施工竣工結(jié)算階段的應(yīng)用

分析BIM技術(shù)在使用后在完成運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在各種工程項(xiàng)目建設(shè)后的竣工結(jié)算工作，這項(xiàng)工作將直接影響參與單位的經(jīng)濟(jì)利益。在這一階段中，相關(guān)人員會(huì)使用二維圖紙、現(xiàn)場(chǎng)簽證、合同和其他項(xiàng)目材料，還會(huì)對(duì)材料和設(shè)備等進(jìn)行逐一檢查，該過(guò)程往往會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，且在檢查過(guò)程中還可能會(huì)發(fā)生人為錯(cuò)誤，導(dǎo)致最終結(jié)算結(jié)果的準(zhǔn)確性無(wú)法得到保證。使用BIM技術(shù)后，技術(shù)人員可以使用相關(guān)的模型和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)算工作，大大減輕工作量，還可為結(jié)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性提供更多的保證。此外，在建筑物投入使用后還有必要做好運(yùn)維工作，這個(gè)階段使用BIM技術(shù)可以合理地構(gòu)建建筑物監(jiān)控和應(yīng)急管理系統(tǒng)，并且員工可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)建筑物中的問(wèn)題進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將問(wèn)題的影響降至最低，并避免在該領(lǐng)域投入過(guò)多的資金[3]。

3.3 在施工現(xiàn)場(chǎng)管理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理和現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度管理兩個(gè)方面。一方面，在施工質(zhì)量管理中，確保施工質(zhì)量是項(xiàng)目施工的基本準(zhǔn)則，但在實(shí)際施工過(guò)程中，不可避免地會(huì)由于材料等多因素造成工程質(zhì)量問(wèn)題。使用BIM技術(shù)可在施工現(xiàn)場(chǎng)管理相關(guān)文件中有效輸入現(xiàn)場(chǎng)管理多項(xiàng)信息，也可借助于該技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)施工所涉及技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行查詢(xún)，做到對(duì)建筑施工所使用模型進(jìn)行及時(shí)的質(zhì)量糾正。另一方面是現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度管理，傳統(tǒng)使用制作施工圖的方法來(lái)管理施工進(jìn)度會(huì)存在部分問(wèn)題，且通過(guò)圖表無(wú)法直接顯示施工進(jìn)度。BIM技術(shù)在建筑工地管理中的應(yīng)用可以通過(guò)5D軟件實(shí)現(xiàn)，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域劃分流段，并準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃以對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行建模，然后在模型中添加相應(yīng)的時(shí)間維度，從而可以虛擬進(jìn)行施工工作并將其與實(shí)際施工進(jìn)行比較，有效避免施工延誤的發(fā)生，并保證施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效果。

3.4 節(jié)約工程建材的使用

在建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中會(huì)涉及許多管線(xiàn)，建筑工程施工過(guò)程中還會(huì)受到不同專(zhuān)業(yè)部門(mén)之間相互影響，密集分布的管道使管道的分配極為復(fù)雜，再加上許多嵌入式零件和隱藏的構(gòu)造，在很大程度上增加了構(gòu)造難度。因此，一旦由于溝通不暢而導(dǎo)致建筑失事，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)建筑重建事件發(fā)生，帶來(lái)嚴(yán)重的建筑材料浪費(fèi)。BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的應(yīng)用可以很好地解決這一問(wèn)題，使用BIM技術(shù)可預(yù)先建立虛擬模型，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定施工計(jì)劃，避免不同部門(mén)發(fā)生施工沖突的發(fā)生，既節(jié)省了施工成本，又保證了施工進(jìn)度。此外，BIM技術(shù)可用于優(yōu)化施工計(jì)劃，人員配備和材料分配，并節(jié)省建筑材料。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，建筑業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。在目前的形勢(shì)下，建筑業(yè)已成為微利行業(yè)，必須采用科學(xué)的方法來(lái)控制成本。BIM技術(shù)是新時(shí)代建筑行業(yè)中可行的信息技術(shù)，而其在建筑工程造價(jià)管理中的應(yīng)用是一種有效的方法。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工的所有階段中，模型的統(tǒng)一非常有效，BIM技術(shù)解決方案的全面應(yīng)用在科學(xué)地控制項(xiàng)目進(jìn)度方面發(fā)揮了很好的作用。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院侯馬分院）

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU201.4

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）10-0062-02