BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究

張煜焜

摘要：BIM技術(shù)在我國得到了廣泛應(yīng)用，許多企業(yè)基于BIM技術(shù)獲得了自身的競爭優(yōu)勢，該技術(shù)的應(yīng)用能對建筑進行建模，還能對工程信息進行整合、管理、強化。因此，BIM技術(shù)的有效應(yīng)用能降低施工難度，解決復雜工程結(jié)構(gòu)帶來的問題。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑施工;應(yīng)用

隨著社會文明的發(fā)展，信息技術(shù)給制造業(yè)、電子業(yè)等行業(yè)帶來了新的變化。在追求低能耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展背景下，工程建設(shè)信息化已成為時代發(fā)展的必然方向。作為新一代計算機輔助創(chuàng)新工具與生產(chǎn)模式，BIM技術(shù)已成為信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用。

一、BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用價值

1、三維渲染，給人視覺沖擊。根據(jù)施工方案，生動展示場地及大型設(shè)備布置、復雜節(jié)點施工方案、施工順序選擇、4D模擬、不同施工方案比選等，所建BIM模型可作為二次渲染開發(fā)的模型依據(jù)，提高三維渲染效果的準確性和效率，給業(yè)主更直觀的宣傳介紹，提高中標概率。

2、快速測量，提高精度。通過建立BIM數(shù)據(jù)庫，能快速計算工程量，從而提高工程項目預算準確性。由于BIM數(shù)據(jù)庫的粒度能達到構(gòu)件級，能為項目的各個管理過程提供所需數(shù)據(jù)信息，提高施工效率。BIM模型能選擇合適的材料，從而為成本控制提供更合理的依據(jù)，進而提高工程效率。

3、準確規(guī)劃，減少浪費。難以對施工單位進行精確監(jiān)管的根本原因是無法快速、準確地獲取大量施工數(shù)據(jù)以支持資源規(guī)劃，從而導致經(jīng)驗主義盛行。BIM技術(shù)的誕生，使工程監(jiān)管人員能快速、準確地獲取工程基本數(shù)據(jù)，為施工單位明確、準確規(guī)劃人員和材料提供了有效依據(jù)，減少了材料、運輸、儲存的浪費，為實施限量領(lǐng)料和能耗監(jiān)控提供技術(shù)支持。

4、虛擬施工，有效協(xié)同。BIM技術(shù)的三維可視化功能能通過整合時間維度實現(xiàn)虛擬施工，可隨時隨地直觀、快速地將施工計劃與實際進度比較，并能有效協(xié)同，施工方、監(jiān)理方、甚至業(yè)主領(lǐng)導都能對工程相關(guān)問題及情況了如指掌。因此，BIM技術(shù)與施工方案、施工模擬、現(xiàn)場視頻監(jiān)控相結(jié)合，能保證建筑施工質(zhì)量及安全。

二、BIM技術(shù)在建筑施工中的實施步驟

1、完成數(shù)據(jù)采集并構(gòu)建技術(shù)框架。通過實地考察勘測或谷歌地圖等，采集具體施工數(shù)據(jù)，構(gòu)建BIM技術(shù)框架，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口及數(shù)據(jù)交互，導入導出IFC文件，利用AutoCAD、CATIA、3DSMAX等相關(guān)軟件創(chuàng)建BIM模型。然后，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)存儲數(shù)據(jù)，建立平臺層，數(shù)據(jù)平臺層包括數(shù)據(jù)集成管理平臺及完成數(shù)據(jù)讀取、保存、集成、驗證功能的可視化4D平臺，構(gòu)件子信息模型，如施工進度模型、施工安全模型、，施工資源模型或施工設(shè)備管理模型。根據(jù)不同子模型信息，為模型層及應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持。在BIM技術(shù)框架中，應(yīng)用層作為最后一層結(jié)構(gòu)，主要實現(xiàn)項目動態(tài)管理及沖突分析，提供網(wǎng)絡(luò)進度與資源優(yōu)化，并實現(xiàn)建模過程。

2、調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)主要功能。BIM管理系統(tǒng)的主要實現(xiàn)功能有：軟件工程管理系統(tǒng)及項目集成管理系統(tǒng)，其中，軟件管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，項目集成管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，兩者間通過數(shù)據(jù)管理與模型參數(shù)實現(xiàn)無縫雙相連接。在建筑施工BIM系統(tǒng)中，以AutoCAD為開發(fā)平臺建立三維集合模型，完成IFC文件結(jié)構(gòu)定義，建立項目組織瀏覽表。此外，系統(tǒng)施工還應(yīng)創(chuàng)建、編輯和擴展關(guān)鍵技術(shù)資料，實現(xiàn)查詢編輯及屬性擴展功能。通過引入IFC格式與3D模型，快速建立管理系統(tǒng)及運維管理。

3、通過分析比較，建立動態(tài)系統(tǒng)。利用編輯器及工序模板建立工程進度管理系統(tǒng)，完成計劃進度與實際進度間的分析比較，使計劃進度能幫助實際進度，并以動態(tài)三維圖形顯示工程進度。系統(tǒng)資源動態(tài)管理能自動計算節(jié)點或工程量，完成人力、財力、機械設(shè)備實時查詢及統(tǒng)計分析，自動實現(xiàn)工程量動態(tài)管理。施工質(zhì)量安全管理應(yīng)保存施工方與監(jiān)理單位工程質(zhì)檢的安全數(shù)據(jù)，并顯示打印數(shù)據(jù)安全統(tǒng)計信息。施工現(xiàn)場管理可實現(xiàn)自定義4D屬性設(shè)置，統(tǒng)計當前設(shè)施信息，完成動態(tài)現(xiàn)場管理。

4、注重安全沖突，建立分析體系。對施工過程進行模擬，實現(xiàn)單位周期內(nèi)正序或逆序施工模擬，并具有三維漫游及真實模型現(xiàn)實功能。在分析建筑功能安全與沖突基礎(chǔ)上，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)變革，轉(zhuǎn)換機制體系，若施工中結(jié)構(gòu)及體系發(fā)生變化，應(yīng)進行動力學分析計算，并進行安全性能評估。施工期間的進度資源沖突應(yīng)根據(jù)計劃industry進行比較，以實現(xiàn)進度偏差報警功能。當場地發(fā)生碰撞沖突時，可通過碰撞檢測分析算法實現(xiàn)對構(gòu)件、設(shè)施、結(jié)構(gòu)等的分析及檢測。

5、細化應(yīng)用流程，交付設(shè)計成果。為實現(xiàn)計算機模擬，需對數(shù)據(jù)進行離散化分析，以實現(xiàn)施工進度及資源場地優(yōu)化系統(tǒng)。通過各種工序及參數(shù)的模擬計算，優(yōu)化施工工序及人力資源，實現(xiàn)多方案的分析比較。在4D施工模擬中，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)集成及過程可視化模擬。BIM系統(tǒng)應(yīng)用程程應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)及功能結(jié)構(gòu)，應(yīng)用主體方提供技術(shù)資料，協(xié)調(diào)軟硬件系統(tǒng)，設(shè)置必要權(quán)限，完成日常管理及深化設(shè)計。應(yīng)用參照方可通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽施工進度、施工安全等信息，還可進行輔助施工管理。

三、BIM技術(shù)在建筑施工中的現(xiàn)存問題

1、建設(shè)理念嚴重落后。建筑企業(yè)信息化建設(shè)直接影響到國家建筑業(yè)信息化發(fā)展，關(guān)系到企業(yè)管理轉(zhuǎn)型升級的成敗。然而，在實踐中，許多企業(yè)的決策管理層和工作人員對BIM技術(shù)的應(yīng)用觀念落后，影響了企業(yè)發(fā)展。

2、建設(shè)資金投入不足。BIM技術(shù)的應(yīng)用需軟件開發(fā)和硬件投入支持，特別是在企業(yè)初期建設(shè)中，需大量資金來完成企業(yè)信息系統(tǒng)，才能真正發(fā)揮作用。然而，許多建筑企業(yè)由于產(chǎn)值利潤率和資產(chǎn)利潤率較低，無法進行信息化建設(shè)和維護等。

3、專業(yè)人才缺乏。對建筑企業(yè)來說，真正從事計算機專業(yè)人才配備少，而且大部分都不具備開發(fā)能力，尤其是具有計算機技術(shù)及建筑專業(yè)知識的復合型人才嚴重不足。

4、政策支持力度不足。當前，對于施工企業(yè)信息化建設(shè)，政府和建設(shè)主管部門等政策扶持少，可以說，所有資金投入由企業(yè)承擔，所以企業(yè)信息化建設(shè)的積極性不高。

四、BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用策略

1、提升領(lǐng)導思想觀念。BIM技術(shù)是在建筑業(yè)快速發(fā)展的社會環(huán)境中興起的，隨著國家相關(guān)政策的出臺和建設(shè)投資方的日益重視，作為建筑施工部門的領(lǐng)導，必須提高自身思想觀念，認真研究BIM技術(shù)及其應(yīng)用價值，從而獲得良好的發(fā)展機遇。

2、加大資金投入。BIM技術(shù)對軟硬件都有很高要求，所以企業(yè)必須加大資金投入，確保計算機硬件能滿足發(fā)展需求，而BIM軟件的前期需投入大量資金，但正版軟件功能更加齊全，企業(yè)應(yīng)用于商業(yè)開業(yè)，還可開展相關(guān)培訓和配套咨詢等服務(wù)。

3、建立一支專業(yè)團隊。BIM軟件的應(yīng)用需一支專業(yè)人才隊伍，這就要求工作人員要有專業(yè)計算機操作能力，還要掌握工程建設(shè)專業(yè)知識。因每個項目都會有大量工作，所以必須通過團隊協(xié)作來完成任務(wù)。

4、提高團隊協(xié)作能力。建筑企業(yè)在應(yīng)用BIM技術(shù)時，應(yīng)針對BIM技術(shù)團隊開展培訓學習活動，從最簡單的小項目開始，逐步推廣到大型綜合項目，最終實現(xiàn)面對復雜項目時，能科學配置人員，協(xié)同工作，圓滿完成任務(wù)，從而具備處理各種復雜項目的能力，建設(shè)一支優(yōu)秀的BIM技術(shù)應(yīng)用團隊。

5、注意積累總結(jié)經(jīng)驗。我國建筑施工單位在應(yīng)用BIM技術(shù)方面還處于起步階段，實際工程經(jīng)驗少，BIM軟件中的某些族庫設(shè)置等仍與我國規(guī)范不符，所以需逐步積累應(yīng)用經(jīng)驗，建立自己的構(gòu)件族庫，必要時建立自己的BIM企業(yè)標準。

參考文獻

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