淺談BIM 技術(shù)在建筑工程項目中的應(yīng)用

齊國棟

（山東外貿(mào)職業(yè)學(xué)院，山東 青島 266100）

我國是基建大國，不管是建設(shè)規(guī)模上還是建筑工程技術(shù)上，我國都處于世界較為領(lǐng)先的地位，但在工程管理理論與管理軟件開發(fā)應(yīng)用方面，與西方發(fā)達國家相比還有較大進步空間。 為推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級、促進建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，國家提出了《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》， 指出了要大力發(fā)展裝配式建筑、推進建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推廣應(yīng)用建筑機器人等指導(dǎo)意見。而BIM 技術(shù)正是推進建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有效途徑之一。隨著國家建筑業(yè)主管部門及相關(guān)行業(yè)協(xié)會的推廣，越來越多的建筑工程中開始應(yīng)用BIM 技術(shù)，取得了良好的成果。 可以預(yù)見BIM 技術(shù)在未來會得到更加廣闊的應(yīng)用。

1 B IM 技術(shù)概述

BIM（Building Information Modeling）的字面意思是建筑信息模型，是通過計算機技術(shù)對建筑中的各種信息進行數(shù)字化表達，進而轉(zhuǎn)化為信息化模型進行展示。 它是在傳統(tǒng)CAD 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型技術(shù)。BIM 的核心是三維數(shù)字技術(shù)，通過將項目建設(shè)中的各種信息數(shù)字化，形成三維信息模型，并將以前相對獨立的各專業(yè)融合在統(tǒng)一的管理平臺之下。

2 B IM 技術(shù)的特點

相比傳統(tǒng)的CAD 等設(shè)計工具，BIM 技術(shù)具有許多獨有的特點。

第一，是可視化。 傳統(tǒng)二維的CAD 圖紙，表達的信息遠不如BIM 技術(shù)生成的三維立體圖像形象和具體。 從二維圖紙到具體的施工實體，設(shè)計人員和現(xiàn)場施工人員還是需要在大腦中進行想象轉(zhuǎn)換。特別是對于一些形態(tài)復(fù)雜的建筑實體，很難用二維圖紙進行形象的展現(xiàn)。這種情況下使用BIM 技術(shù)生成的三維模型或動畫來展現(xiàn)，效果好得多。 且傳統(tǒng)基于CAD 的設(shè)計一般各個專業(yè)各自為戰(zhàn)， 由于施工現(xiàn)場的復(fù)雜性，某一專業(yè)的設(shè)計人員極易由于對其他專業(yè)的不了解而使設(shè)計出的方案與其他專業(yè)產(chǎn)生沖突。而憑借BIM 強大的可視化功能，把各個專業(yè)結(jié)合在一個可見的模擬實體上進行分析，更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的各種空間碰撞檢查問題。

第二，是協(xié)調(diào)性。 建筑工程項目各專業(yè)的施工流程比較復(fù)雜，聯(lián)系緊密。 所以項目管理者與各個專業(yè)之間需要進行大量的溝通協(xié)調(diào)。而在BIM 可視化模型基礎(chǔ)上的溝通協(xié)調(diào)， 可以極大地提高描述的準(zhǔn)確性，提升溝通的效率。 且各種空間碰撞問題的提早發(fā)現(xiàn)，可以將問題隱患提前暴露，溝通解決，省去了施工后發(fā)現(xiàn)問題帶來的增加成本，減少了推諉扯皮現(xiàn)象。

第三，是模擬性。 BIM 技術(shù)的模擬性功能十分強大。 在BIM 3D 模型基礎(chǔ)上可以增加時間維度， 稱為4D， 可以按照進度計劃對建筑施工過程進行模擬，通過對照現(xiàn)場實物量形成情況與某個時間點的模型，直觀地體現(xiàn)整體工程進度情況。在此基礎(chǔ)上還可以增加造價信息，稱為5D，可以方便地得出某個時間點的計劃投資額度，這對于實時進行造價控制是十分得力的工具。

第四，參數(shù)化。 BIM 進行建模是以各種數(shù)據(jù)和參數(shù)為基礎(chǔ)的。 所有可視化構(gòu)件的背后，都是詳細的各種數(shù)據(jù)參數(shù)。這些構(gòu)件都是通過各種參數(shù)來進行保存的。 構(gòu)件的差異化也體現(xiàn)在這些參數(shù)的差異化。 通過調(diào)整相關(guān)參數(shù)，可以得到各種差異化的不同構(gòu)件。

第五，信息完備性。 BIM 技術(shù)詳細地記錄了項目的所有關(guān)鍵信息，如材料的形狀大小、價格、施工工期、所需機械設(shè)施數(shù)量與單價、所欲人工數(shù)量與單價等。這也是BIM 區(qū)別于CAD 等設(shè)計工具的主要原因。所以說BIM 不僅是一種設(shè)計工具和表現(xiàn)工具，更是一種管理工具。

3 B IM 技術(shù)在工程項目中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計制圖方面

通常，一個項目的圖紙按照專業(yè)有結(jié)構(gòu)圖、建筑圖、消防、給排水、強弱電、暖通、燃氣等專業(yè)圖紙。 雖然通過圖紙會審可以降低各專業(yè)圖紙之間存在的矛盾與碰撞，但由于二維的圖紙不夠直觀，還需要想象才能在大腦中還原為立體的具體施工畫面，所以一些圖紙問題還是不容易被發(fā)現(xiàn)。特別是對于一些復(fù)雜形態(tài)的建筑項目來說，想象難度大，施工人員要完全理解設(shè)計圖紙，需要較強的專業(yè)水平和空間想象能力。

而基于BIM 的協(xié)同設(shè)計，將整個項目視為一個整體，使各專業(yè)在一個統(tǒng)一的平臺上進行設(shè)計，信息共享，降低了不一致性，使施工人員對項目設(shè)計的理解大大增強。 且通過BIM 的三維模擬，直觀地發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計圖紙中各專業(yè)的矛盾。 通過碰撞檢查，自動查找存在的碰撞問題，極大地降低了到了施工階段才發(fā)現(xiàn)碰撞問題的可能性，節(jié)省了由此帶來的時間和成本耗費。利用BIM 的剖切功能，設(shè)計人員可以快速出圖，即使進行了設(shè)計變更，圖紙也能自動更新。

3.2 進度控制方面

進度是建設(shè)項目管理的幾大控制目標(biāo)之一。傳統(tǒng)導(dǎo)致進度拖延的因素有設(shè)計問題、進度計劃設(shè)計不合理、人員配備及技術(shù)水平問題、環(huán)境及社會因素等。所以在制訂進度計劃時應(yīng)充分考慮各種因素。利用BIM進行進度控制主要利用其模擬性，在三維模型的基礎(chǔ)上增加時間維度，通過模型的動態(tài)變化來反映施工過程，將施工過程形象地展現(xiàn)在項目參與者面前。 筆者在項目實踐中用BIM 進行進度控制基本上采用4 個步驟：首先，利用Revit 軟件建立項目的三維模型；其次， 利用Projet 軟件建立進度計劃的具體的節(jié)點數(shù)據(jù)； 再次， 利用Navisworks 創(chuàng)建詳細的進度計劃；最后，根據(jù)項目進度實際情況采取相應(yīng)措施。

3.3 質(zhì)量控制方面

造成建筑工程項目質(zhì)量問題的常見原因有施工人員專業(yè)技能欠缺、材料質(zhì)量不合格、施工流程不符合規(guī)范、各分包專業(yè)未協(xié)調(diào)好而相互影響等。 質(zhì)量控制分為事前質(zhì)量控制、 事中質(zhì)量控制和事后質(zhì)量控制。BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于事前質(zhì)量控制和事中質(zhì)量控制階段，主要利用BIM 技術(shù)的模擬性。 通過利用BIM的模擬性對項目的施工過程進行全方位的模擬，將項目的施工環(huán)境、項目現(xiàn)場的排布、施工中采用的材料、工藝、成本支出等方方面面都可以在一個統(tǒng)一的環(huán)境中得到體現(xiàn)。 通過模擬過程，可以比較容易地找出工程質(zhì)量的影響因素以及質(zhì)量控制過程的關(guān)鍵點。 另外，利用三維立體的模擬圖像進行技術(shù)交底，更容易發(fā)現(xiàn)各種質(zhì)量隱患，將問題解決在盡可能早的階段。

3.4 成本控制方面

基于BIM 技術(shù)的成本控制可以貫穿整個項目周期。前期招投標(biāo)階段，用BIM 的自動算量算價功能，可以大大減輕工作人員的工作量，縮短招標(biāo)文件的制作時間。 利用BIM 模型中的項目進度計劃，利用成本數(shù)據(jù)庫中的成本信息， 可以方便地制訂成本支出計劃。項目施工過程中，利用BIM 可以快速對現(xiàn)場實物量形成情況進行量的核算和成本核算，以便了解項目支出情況是否符合項目支出計劃。 BIM 的5D 成本數(shù)據(jù)庫，使成本核算非?？焖贉?zhǔn)確。到了竣工結(jié)算階段，可以結(jié)合簽證信息快速計算最終工程量和結(jié)算額。

4問題與解決途徑

近年來，雖然越來越多的公司開始采用BIM 技術(shù)用于項目的設(shè)計實施，但熟悉BIM 技術(shù)的技術(shù)人員較為缺乏，精通BIM 技術(shù)的更少，這在一定程度上制約了BIM 技術(shù)的推廣使用。 要在建筑工程項目中發(fā)揮BIM 技術(shù)的這些優(yōu)勢，要求傳統(tǒng)項目團隊的技術(shù)水平有進一步的提升。 由于BIM 涉及建筑工程、計算機建模甚至大數(shù)據(jù)等多門學(xué)科， 所以各項目建設(shè)單位、承建單位、設(shè)計院、造價咨詢單位均應(yīng)順應(yīng)BIM 技術(shù)的發(fā)展趨勢，重視BIM 專業(yè)人才的招聘和培養(yǎng)。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)是一種新型的設(shè)計工具和表現(xiàn)工具，更是一種項目管理工具。雖然現(xiàn)階段受相關(guān)人才不足的制約，BIM 技術(shù)還未在工程項目中普遍使用， 但這項技術(shù)已經(jīng)引起了國家建筑主管部門和社會各界的重視。 相信隨著國家相關(guān)部門的大量推廣，各大教育培訓(xùn)機構(gòu)的持續(xù)輸出，BIM 人才一定會逐漸滿足社會需求，BIM 技術(shù)必將在我國建筑行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。