BIM技術(shù)推動邯鄲建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究

郭棟 張曉波 趙欣 張紅春

摘要：隨著我國信息技術(shù)的高速發(fā)展，作為建設(shè)領(lǐng)域信息化發(fā)展中的主要構(gòu)成部分，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑建設(shè)工程的智能化中。通過在建筑智能化建設(shè)中運(yùn)用BIM技術(shù)，不但可以使建筑行業(yè)各個專業(yè)協(xié)同配合能力得到大幅提升，而且還可以讓工程應(yīng)用的模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)得到充分實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑業(yè)數(shù)字化;轉(zhuǎn)型研究

引言

BIM技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)3D數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的，主要用于表達(dá)建筑工程建設(shè)信息的數(shù)據(jù)建模技術(shù)，通過在建筑智能化工程施工過程中利用BIM技術(shù)，對建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的運(yùn)營維護(hù)、施工、設(shè)計(jì)等階段的信息共享都有非常積極的作用，通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時交流和多方的專業(yè)協(xié)作，可以充分的保障建設(shè)項(xiàng)目的安全、質(zhì)量以及各參與建筑工程建設(shè)方的經(jīng)濟(jì)利益。

1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1我國建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的總體現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國46.2%的建筑企業(yè)尚未實(shí)現(xiàn)流程自動化。中國的建筑企業(yè)還面臨著不少的挑戰(zhàn)，包括缺乏對項(xiàng)目績效的實(shí)時洞察，無法向客戶、合作伙伴或供應(yīng)商及時提供信息，以及對勞動力安全的重視程度不夠等。但通過對數(shù)字化建筑解決方案、軟件和創(chuàng)新技術(shù)等方面的投資，中國建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之旅將能迎來有重大意義的里程碑。

1.2國外建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的總體現(xiàn)狀

當(dāng)前，全球正經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn)，這使得建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型比以往任何時候都更加重要。德國的工業(yè)4.0、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，日本的標(biāo)準(zhǔn)化建筑發(fā)展思維，都值得我們借鑒。數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的效率提升、成本降低等優(yōu)勢將助力企業(yè)以更合理的方式規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)度和企業(yè)資源的使用。我們相信，隨著企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中不斷完善其數(shù)字化工具，他們的業(yè)務(wù)將會在全球新冠疫情結(jié)束后很快得以復(fù)蘇。

2.建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型意義

當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為驅(qū)動我國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)又好又快增長的新引擎和新動能。在此背景下，紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)和迅速發(fā)展的信息技術(shù)推動了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈和人工智能等新時代數(shù)字化技術(shù)的產(chǎn)生，各行業(yè)以此為工具不斷發(fā)展、轉(zhuǎn)型與進(jìn)步，疫情之下，更突顯了數(shù)字化技術(shù)巨大的生機(jī)活力和廣闊的發(fā)展前景。

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門，它與整個國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活的改善有著密切的關(guān)系。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017年以來建筑業(yè)增速逐漸放緩，但產(chǎn)業(yè)增加值仍呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢。在我國大力建設(shè)數(shù)字中國的宏觀背景下，數(shù)字化技術(shù)的擴(kuò)散使當(dāng)代組織在受到影響的同時需要不斷適應(yīng)，這也決定了傳統(tǒng)建筑業(yè)必須與數(shù)字化技術(shù)融合發(fā)展，以推動行業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級步伐，邁上高質(zhì)量發(fā)展之路。

3.BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

3.1 BIM在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

以邯鄲市“道和·尚水灣”項(xiàng)目為例，本項(xiàng)目有7棟高層住宅，2棟商業(yè)配套。本項(xiàng)目1#樓2#樓為預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)工程，采用鋁模板支撐技術(shù)，構(gòu)件、模板生產(chǎn)完成后不易更改，因而設(shè)計(jì)變更的成本極高。借助BIM技術(shù)的可視化等優(yōu)勢，能在施工前極大優(yōu)化設(shè)計(jì)并提前找出、更改不合理節(jié)點(diǎn)。

（1）預(yù)制構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目在拿到設(shè)計(jì)圖紙后就開始進(jìn)行單元模塊BIM建模，做好預(yù)制構(gòu)件的“拆分設(shè)計(jì)”工作，最大限度避免方案性的不合理導(dǎo)致后期高昂的變更費(fèi)用。借助BIM技術(shù)，對預(yù)制構(gòu)件的種類進(jìn)行優(yōu)化，減少預(yù)制構(gòu)件種類，做到標(biāo)準(zhǔn)化模塊生產(chǎn)。

（2）鋁模板深化設(shè)計(jì)

在完成預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)后，通過BIM模型確認(rèn)支模體系以及澆筑節(jié)點(diǎn)，根據(jù)施工適應(yīng)性、使用功能性等原則，進(jìn)行鋁模板深化設(shè)計(jì)以方便施工并減少工序。本項(xiàng)目在征得設(shè)計(jì)同意后將二次砌筑墻體、門垛、過梁、止水反坎、滴水線、外窗防滲企口等，同主體結(jié)構(gòu)一起施工，整體澆筑。

（3）管線綜合排布

在管線的排布設(shè)計(jì)過程中，相較傳統(tǒng)圖紙，BIM建模的可視化特性，能清晰區(qū)分管道類型，便于設(shè)計(jì)綜合分析管線在建筑的空間排布。在初步排布完成后，BIM的三維防碰撞檢測功能，能提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)管線碰撞問題、部品部件與管線交叉沖突問題、空間問題，并及時在圖紙上修正，避免管道施工中常見的返工現(xiàn)象。

3.2 BIM在施工階段的應(yīng)用

項(xiàng)目與專業(yè)軟件開發(fā)單位合作，共同搭建BIM協(xié)同平臺，應(yīng)用于施工階段的方案交底、工程模擬、工程量統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量管控以及資料管理等。

（1）可視化交底

項(xiàng)目充分利用BIM技術(shù)的可視化特性，將細(xì)部模型應(yīng)用于復(fù)雜技術(shù)交底。基于BIM模型的動態(tài)展示，對比傳統(tǒng)圖紙數(shù)據(jù)，形象直觀，使現(xiàn)場技術(shù)人員和工人更直觀地了解關(guān)鍵工序、部位的施工作法，消除傳統(tǒng)交底帶來的交底不清等問題。

（2）工程進(jìn)度管理

將施工進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型關(guān)聯(lián)，根據(jù)工程進(jìn)度表模擬展示工程進(jìn)度，輔助進(jìn)行施工工序與計(jì)劃優(yōu)化。

在智能化工程施工過程中，BIM技術(shù)可以協(xié)調(diào)其他各專業(yè)，對施工進(jìn)度進(jìn)行動態(tài)管理，同時，在BIM技術(shù)管理平臺上，能夠動態(tài)查閱施工進(jìn)度、材料進(jìn)場、人員安排等信息，從而很好地進(jìn)行成本管控。

（3）質(zhì)量管理

1）數(shù)字化施工：施工現(xiàn)場使用精確的BIM數(shù)據(jù)，高效、精確度地完成管線及設(shè)備的定位放樣，實(shí)現(xiàn)精確施工，復(fù)核結(jié)構(gòu)完成面;

2）可視化測量放線：規(guī)避因土建結(jié)構(gòu)施工誤差造成的機(jī)電安裝施工錯誤，減少返工;

3）輔助施工驗(yàn)收：檢查管線和設(shè)備安裝的水平度、垂直度、直線度。

同時，項(xiàng)目運(yùn)用了BIM測量自走機(jī)器人、智能靠尺等先進(jìn)機(jī)器設(shè)備及系統(tǒng)，輔助項(xiàng)目完成驗(yàn)收過程中房屋凈高、開間、墻體平整度、垂直度等測量驗(yàn)收工作。

（4）工程量統(tǒng)計(jì)

對于業(yè)主、設(shè)計(jì)及承包商可根據(jù)該值做更為精確的成本估算。節(jié)省成本和時間。主體結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)在前期由設(shè)計(jì)院進(jìn)行，精裝修部分應(yīng)業(yè)主要求同樣采用裝配式裝修，裝配式裝修部分選定精裝修廠家后，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

3.3 BIM在運(yùn)維階段的應(yīng)用

（1）物業(yè)管理

在交付使用階段，項(xiàng)目可根據(jù)竣工模型提取需要移交的資產(chǎn)內(nèi)容，同時根據(jù)模型信息核定交接資料的完整度，極大地避免了錯漏并提高運(yùn)營交接效率。

在施工階段應(yīng)用的BIM協(xié)同平臺可在建筑交付后更改為智能樓宇集成管理系統(tǒng)，通過建筑細(xì)節(jié)的可視化圖形顯示、結(jié)構(gòu)與設(shè)施信息集成、樓內(nèi)信息查詢以及傳達(dá)等功能實(shí)現(xiàn)空間管理、設(shè)施管理、應(yīng)急管理、隱蔽工程管理、節(jié)能減排管理等物業(yè)管理。

（2）數(shù)字城市

BIM模型中包含有建筑的全部信息，不僅能用于樓宇本身的物業(yè)管理，更是數(shù)字城市的重要組成部分與可視化基礎(chǔ)。將城市建筑BIM模型納入統(tǒng)一管理，輔以3D-GIS等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)建筑的自由漫游、室內(nèi)導(dǎo)航等民用功能以及消防救援路線優(yōu)化等公共服務(wù)。

結(jié)語

將BIM技術(shù)運(yùn)用到建筑智能化建設(shè)當(dāng)中，不但可以提升各專業(yè)、各部門間的協(xié)同配合能力，同時還能實(shí)現(xiàn)工程施工的模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，具有重要意義。

BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)的建設(shè)工程生產(chǎn)模式，為項(xiàng)目生產(chǎn)和管理提供了大量數(shù)據(jù)信息，以BIM模型為載體，使用BIM協(xié)同平臺能將施工過程中進(jìn)度、合同、成本、工藝、質(zhì)量、材料等信息集成，幫助管理人員進(jìn)行有效決策和精細(xì)管理，減少施工變更，縮短項(xiàng)目工期、控制項(xiàng)目成本、提升工程質(zhì)量。

應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑建設(shè)智能化，能從設(shè)計(jì)以及管理兩方面同時實(shí)現(xiàn)創(chuàng)效，創(chuàng)效額遠(yuǎn)超BIM平臺的前期投入成本。同時，BIM模型以及平臺還能持續(xù)使用，從而提升建筑物業(yè)的運(yùn)維能力，并助推邯鄲數(shù)字城市建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]邱文釗.淺析BIM技術(shù)在建筑智能化工程中的應(yīng)用[J].居舍，2019（32）：70-71.

（邯鄲市2021年度哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃課題，課題立項(xiàng)編號：2021122）