基于BIM技術(shù)的實施模型研究

劉麗紅，周曉娟

（山西工程技術(shù)學(xué)院，山西 陽泉045000）

隨著社會經(jīng)濟體系的不斷完善，建筑行業(yè)對于工程造價方面的要求越來越高。在這一背景之下，BIM技術(shù)運用而生，其在一定程度上緩解了建筑行業(yè)對于工程造價行業(yè)迫切需求，并且提高了工程造價管理的效率，它不僅可以進行工程造價管理，也可以用來進行數(shù)據(jù)分析、工程量的計量等。BIM技術(shù)的使用是工程造價管理領(lǐng)域的一次巨大改革[1]。

BIM技術(shù)是一種通過對于項目相關(guān)屬性數(shù)據(jù)收集，來構(gòu)建數(shù)字化造價管理模型，從而對項目全過程進行管理的一種技術(shù)，也就是人們常說的建筑信息模型。在建筑行業(yè)中對于BIM技術(shù)存在著一種普遍認同的說法:在整個項目建設(shè)的各個階段當(dāng)中，通過使用相關(guān)的BIM軟件將項目建設(shè)過程中所有信息整合在一個信息平臺之上，實現(xiàn)所有信息的共享，并且通過信息來進一步對項目施工進行進一步指導(dǎo)，以提高信息利用效率。

1 目的和意義

2015年，我國政府加快了BIM技術(shù)應(yīng)用推廣的效率，在全國的建筑工程項目當(dāng)中都開始運用BIM技術(shù)，無論是在居民住宅項目還是政府部門的市政工程項目建設(shè)當(dāng)中，都在不同程度的運用BIM技術(shù)來對項目建設(shè)生命周期之內(nèi)所有信息進行監(jiān)控，并做好信息共享的工作。一個建筑項目無論規(guī)模大小，其里面包含了建筑、取暖、排水等多方面的知識，并且需要政府部門、施工單位、監(jiān)理單位等多個部門來參與，因此，建立一個科學(xué)有效的信息共享平臺對于建筑項目工程整體工作的開展有著巨大作用。

2 BIM模型

BIM模型在建筑工程項目的可行性分析、技術(shù)設(shè)計、項目施工等各個階段所發(fā)揮的作用與目的是不同的，這也體現(xiàn)出了BIM模型的針對性、動態(tài)變化以及時效性等相關(guān)的特點。BIM技術(shù)可以對整個項目建設(shè)周期內(nèi)的信息進行整合，從而實現(xiàn)信息的共享，但是BIM模型并不能將每個階段的所有信息都涵蓋在內(nèi)，而是在不同的應(yīng)用環(huán)境或時間背景下，BIM模型通過自身的不斷優(yōu)化來確保不同需求的滿足，這一種模型被稱之為BIM實時模型[2]。

BIM模型在創(chuàng)建過程中利用數(shù)字符號的圖元信息的物理、幾何以及結(jié)構(gòu)屬性。模型構(gòu)建過程中的每一個完整的功能都是通過參數(shù)化的形式在模型中進行儲存的，簡單來說一個模型就是一個集成化的數(shù)據(jù)庫。視圖之間、視圖與數(shù)據(jù)庫之間都存在著相互的關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以對數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)進行協(xié)調(diào)。

2.1 3D模型

3D模型是建筑行業(yè)最早應(yīng)用的數(shù)據(jù)化技術(shù)，起先作用在室內(nèi)裝修的設(shè)計上，通過這一軟件可以模擬出最終的裝修效果，給人帶來直觀的視覺感受，可以提升裝修設(shè)計的滿意度。這一模型最大特點是不僅可以看到所有構(gòu)件的實際物理尺寸，還有構(gòu)件的擺放位置。3D模型是在二維模型基礎(chǔ)上加上了空間維度的聯(lián)系，使得整體設(shè)計的效果可以立體的展現(xiàn)在人們眼前，增強了設(shè)計的直觀性，提升了設(shè)計數(shù)據(jù)的精確度[3]。

3D模型可以使所有建筑構(gòu)件屬性清楚的表達出來，其也是多維度模型載體的基礎(chǔ)。3D模型建立對于后續(xù)的設(shè)計工作起著至關(guān)重要的作用，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到后期施工的質(zhì)量。

根據(jù)所需目標(biāo)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過三維軟件實現(xiàn)建模而成的模型可以稱之為3D模型。通過該方式實現(xiàn)的模型建立，可以在計算機上以二維平面的方式展現(xiàn)三維圖形[4]。顧名思義，3D模型就是呈現(xiàn)為立體形態(tài)的模型。3D模型在與現(xiàn)實物品之間進行對比的時候，主要差異在于缺少存在距離，所以在實際比較過程中，只能認為3D模型只是像真實物品，仍能較為明顯的看出差別。同樣，也可以將通過3D模型建立的實物模型，進行放大、縮小或變形處理，通過打印技術(shù)打印出實體。在實際應(yīng)用中，被稱為3D打印技術(shù)的新興技術(shù)多在建筑、3D影像制作、機械制造、人物圖形繪制等方面應(yīng)用居多。該模型的建立方式大致可以分為三種：一為依靠人工設(shè)計建立3D模型；二是依靠三維掃描設(shè)備獲取實物圖型以建立3D模型；三為基于相關(guān)圖像構(gòu)建3D模型。

2.2 4D模型

通常意義上的4D模型，就是在原有的3D模型的基礎(chǔ)上增加或關(guān)聯(lián)一個維度。在正常的應(yīng)用過程中，比如電影行業(yè)，通常會增加一些環(huán)境特效以改變?nèi)梭w感官器官的感受，例如自然界的風(fēng)雪雷電等；在建筑行業(yè)，與之相關(guān)的增加維度的方法基本上是為3D模型添加時間元素，以便于表現(xiàn)出隨時間的推移施工進度的整體體現(xiàn)進而模擬整個施工過程的模型。該模型的信息系統(tǒng)集成方式主要體現(xiàn)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型和交換式信息模型兩種方式。與這兩種信息集成方式息息相關(guān)的4D信息模型實現(xiàn)方式也體現(xiàn)在兩種方式上：①通過不同的程序、軟件之間的兼容性協(xié)議來制定具有單一功能的軟件。其中較為明顯的是Autodesk公司推出的Navisworks軟件是結(jié)合已經(jīng)構(gòu)建完成的3D模型，在特定的功能上能夠?qū)崿F(xiàn)4D模型的建立，以便于對項目系統(tǒng)進行綜合系管理。②該種方法所實現(xiàn)的4D模型的建立大都倚靠在某一技術(shù)平臺，進行4D模型的開發(fā)和建立，通常意義上是在傳統(tǒng)意義CDA平臺和現(xiàn)在較為常用的BIM等技術(shù)平臺。在傳統(tǒng)意義CDAS技術(shù)平臺上所建立的4D模型，其基礎(chǔ)的3D功能相較于其他平臺所建立的3D模型差別較大，不能夠真正意義上實現(xiàn)三維模型的建立和信息的同步，更為重要的是，該種模型的建立需要浪費大量的時間和精力。

現(xiàn)在主流的4D模型在根據(jù)不同的需求條件信息和業(yè)務(wù)創(chuàng)建思路，大致可以分為兩種建立方法：一是直接在4D集成平臺上實現(xiàn)需求的時間因素和已經(jīng)構(gòu)建完成的3D模型進行關(guān)聯(lián)，組成4D模型；二是在通過信息管理軟件建立需求的時間信息前提下，再與4D集成技術(shù)平臺進行整合，同時實現(xiàn)時間因素和3D模型的匹配、關(guān)聯(lián)。

2.3 nD模型

在3D或4D的基礎(chǔ)上更近一步增加項目或產(chǎn)品所需要的維度需求進行錄入，是為nD模型。顧名思義，該種模型可以從3D模型建立的基礎(chǔ)上對各維度信息的關(guān)聯(lián)，也可以在4D模型的基礎(chǔ)上對需求的維度信息進行關(guān)聯(lián)。在實際的工程運用中，對具有不同需求的維度要求，例如工程成本、質(zhì)量安全等方面，從而能夠形成影響工程進度的5D、6D甚至是7D實時模型。就目前而言，在建筑行業(yè)，主要對工程成本和已有的4D模型進行關(guān)聯(lián)，以達到以下幾種優(yōu)點：

①在實現(xiàn)4D模擬施工的同時，能夠?qū)こ踢M度進行實時的查看；

②能夠從所建立的5D模型中實時查看工程成本信息和階段性工程量；

③能顧根據(jù)預(yù)定的工程進度對整體存在的人、物、財?shù)冗M行宏觀的調(diào)控，以便于增強對項目的綜合分析能力和全局把控能力。

3 建筑工程中常用的BIM軟件

①僅僅具有單一功能的軟件

②綜合性能更加完備的BIM軟件

在對BIM軟件的實用性進行評價過程中，尤其點明BIM軟件的強大實用性的是美國buildingSMART聯(lián)盟主席DanaK.Smitn先生，他的評價對BIM軟件在建筑行業(yè)的應(yīng)用體現(xiàn)各專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)完成的特點，表現(xiàn)出單一軟件時代的終結(jié)。在根據(jù)該特點所進行的軟件開發(fā)行業(yè)所做出的BIM產(chǎn)品稱之為解決方案。

③BIM在實際建筑行業(yè)的應(yīng)用流程

隨著各大軟件開發(fā)企業(yè)的不斷開發(fā)過程中，各種依靠BIM框架所涌現(xiàn)的特色功能軟件，逐漸打破建筑工程中對工程造價和計量、項目管理等工作的傳統(tǒng)概念，伴隨著工作人員對自身工作認識的提高，各專業(yè)性質(zhì)的軟件的使用給建筑行業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)，在實際的應(yīng)用過程中，為能夠更好的發(fā)揮軟件的高效性，部分企業(yè)給這類軟件的使用制定了具有較高使用效率的流程。

4 結(jié)語

在建筑行業(yè)中通過運用BIM技術(shù)為其信息化發(fā)展帶來了無限的可能，不僅可以在項目建設(shè)過程中對于信息實現(xiàn)共享，并且對于已經(jīng)竣工的建筑項目信息進行收集、處理，儲存在信息平臺上實現(xiàn)歷史信息的查閱。無論是民用住宅項目工程還是政府市政項目工程，BIM技術(shù)均能夠?qū)崿F(xiàn)項目工程使用生命周期之內(nèi)的信息共享。