BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究

徐佳月

（合肥金瑞建筑裝飾工程有限公司，安徽 合肥 230001）

引言：近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提高和相關(guān)科技的不斷進(jìn)步，建筑業(yè)也取得了一定的成績(jī)。由于建筑技術(shù)的不斷積極應(yīng)用，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和新的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)成為了建筑業(yè)的熱門的選擇。BIM 技術(shù)的一系列開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，BIM 技術(shù)對(duì)建筑行業(yè)的帶來(lái)了巨大的幫助，直接體現(xiàn)出的就是經(jīng)濟(jì)效益的提高，同時(shí)，建筑企業(yè)也進(jìn)入新的發(fā)展領(lǐng)域。在這樣的大背景下我們更需要對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行全面深入的正確認(rèn)知，對(duì)于如何將BIM 技術(shù)正確的使用在建筑施工的過(guò)程中，需要相關(guān)的施工人員和設(shè)計(jì)單位更加全面性和深入性對(duì)其考慮及運(yùn)用。

一、BIM 技術(shù)概述

BIM(building information model)這是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱。以建筑工程信息為基礎(chǔ)的三維建筑模型。BIM 不僅是一種通用的軟件，而且不僅僅局限于建造的模型。BIM 是建設(shè)項(xiàng)目的整個(gè)生命周期當(dāng)中的一系列信息的集合。其有別于傳統(tǒng)的工作模式和協(xié)同管理模式。它是一場(chǎng)有關(guān)技術(shù)的革命，將傳統(tǒng)的粗放建筑轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)、高效、統(tǒng)一的建筑業(yè)。20 世紀(jì)的建筑業(yè)，繼手工繪圖和 CAD 技術(shù)后，這場(chǎng)技術(shù)革命又一次重現(xiàn)了[1]。BIM技術(shù)的提出開(kāi)始于20 世紀(jì)末的美國(guó)。近幾年以來(lái)，BIM 在歐洲、美國(guó)和日本迅速地發(fā)展起來(lái)。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)300 多家建筑企業(yè)當(dāng)中，80%以上都會(huì)采用 BIM 技術(shù)，歐美的很多國(guó)家也制定了 BIM 技術(shù)的國(guó)家實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的 BIM 技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用還處于起步的這一階段，施工的各個(gè)企業(yè)應(yīng)用BIM 不足10%。而在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目“現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究”當(dāng)中，明確地提出了要深入的研究 BIM技術(shù)，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)國(guó)情來(lái)看，將 BIM 納入“十二五”信息化的發(fā)展重點(diǎn)當(dāng)中，建設(shè)數(shù)字城市是科技發(fā)展的總體目標(biāo)，積極的發(fā)展 BIM 技術(shù)是這一目標(biāo)的必然選擇，積極發(fā)展 BIM 技術(shù)是能夠完成這一目標(biāo)的必由之路[2]。

二、BIM 技術(shù)在建筑施工中應(yīng)用的主要功能

（一）三維渲染

BIM 技術(shù)主要是通過(guò)建模來(lái)進(jìn)行相關(guān)的施工問(wèn)題。常見(jiàn)的特性是三維繪制。利用這一功能，可以使建筑模型能夠達(dá)到比較逼真的視覺(jué)方面的效果，而且建筑工程的施工圖也能以三維圖像的形式來(lái)進(jìn)行顯示。設(shè)計(jì)者可以對(duì)這些場(chǎng)地的相關(guān)布置進(jìn)行一系列的檢查，合理地制定一系列的施工方案。并可以對(duì)不同的施工方案進(jìn)行比較，選擇最優(yōu)的施工方案。建模之后還可以進(jìn)行三維繪制，提高 BIM 建模的相對(duì)準(zhǔn)確性，最終提高施工方案的中標(biāo)概率[3]。

（二）快速算量功能

在建立BIM 數(shù)據(jù)信息庫(kù)時(shí)，我們經(jīng)常采用的就是6D 數(shù)據(jù)信息庫(kù)的模型進(jìn)行建立的快速計(jì)算模型，在這一數(shù)據(jù)庫(kù)模型下可以提高建設(shè)項(xiàng)目預(yù)算的相對(duì)準(zhǔn)確性，與此同時(shí)，對(duì)施工單位進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)時(shí)也提高了工作效率，施工單位運(yùn)用BIM的模型，幫助其科學(xué)有效的調(diào)控施工進(jìn)度，除此之外，還可以對(duì)施工的投入進(jìn)行合理的把控。在施工管理的過(guò)程當(dāng)中，數(shù)據(jù)與信息的整合是一項(xiàng)非常困難的工作。BIM 模型的相對(duì)應(yīng)用能夠使施工管理更加精細(xì)化，既能夠降低資源的消耗問(wèn)題，又能夠提高資源的利用率問(wèn)題。BIM 技術(shù)非常的具有直觀性。你只要輸入這些施工的數(shù)據(jù)，才能夠使施工人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)在施工的過(guò)程當(dāng)中存在的一系列問(wèn)題，對(duì)施工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠及時(shí)地采取調(diào)整措施。

三、施工企業(yè)BIM 應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題

首先，要加強(qiáng)對(duì)信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)和意識(shí)。施工企業(yè)信息化建設(shè)是國(guó)家建筑業(yè)信息化的基礎(chǔ)之一，也是企業(yè)管理轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)工作，是企業(yè)管理的新生事物。但是，在實(shí)際的工作當(dāng)中，企業(yè)決策層、管理層、運(yùn)營(yíng)層人員的普遍認(rèn)識(shí)并不足，意識(shí)相對(duì)淡薄，缺乏相對(duì)積極性。第二，信息化建設(shè)的相關(guān)資金投入不足。當(dāng)前施工企業(yè)的硬件、軟件等信息化建設(shè)都需要大量的資金投入。尤其在建設(shè)的初期階段，企業(yè)需要大量的資金投入。要想發(fā)揮企業(yè)信息化的相關(guān)作用，就必須進(jìn)行機(jī)房改造、硬件升級(jí)、軟件開(kāi)發(fā)、采購(gòu)等。但是，建筑企業(yè)是屬于低利潤(rùn)的行業(yè)，其產(chǎn)值和資產(chǎn)利潤(rùn)率都遠(yuǎn)低于其他的行業(yè)。很難為信息建設(shè)和維護(hù)籌集大量的資金[4]。第三，專業(yè)技術(shù)人員的人數(shù)較少，素質(zhì)的偏低；建筑企業(yè)的內(nèi)部，計(jì)算機(jī)應(yīng)用與管理的專業(yè)屬于少數(shù)民族的企業(yè)，人員少，開(kāi)發(fā)能力又弱。尤其是缺乏既懂計(jì)算機(jī)技術(shù)又懂施工技術(shù)的復(fù)合型人才，這樣很難滿足企業(yè)信息化建設(shè)的相關(guān)需要。第四是政府和行業(yè)主管部門的政策支持并不足。迄今為止來(lái)看，對(duì)于建筑企業(yè)的信息化建設(shè)，政府和行業(yè)的主管部門只提出了相關(guān)要求，并沒(méi)有政策的支持，所有的資金投入(包括硬件升級(jí)、軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)維護(hù))都是企業(yè)自己籌措的，這同樣也嚴(yán)重地打擊了企業(yè)進(jìn)行信息化建設(shè)的相對(duì)積極性。另外，政府和工業(yè)當(dāng)局還沒(méi)有就軟件的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定采取任何的行動(dòng)。開(kāi)發(fā)易用、兼容性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定的信息軟件是企業(yè)需要解決的難點(diǎn)。

四、BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）可視化優(yōu)勢(shì)

一般而言，在傳統(tǒng)的建筑施工工藝當(dāng)中，相關(guān)的設(shè)計(jì)者和施工人員只能夠依靠相關(guān)的圖紙來(lái)完成相應(yīng)的施工工作，導(dǎo)致工人在施工的過(guò)程當(dāng)中對(duì)圖紙的信息產(chǎn)生一系列的誤解，因此，工程的后期必須要進(jìn)行一系列的修改。另外，由于二維繪圖不能夠全面、清晰地記錄有關(guān)的建筑信息，而且繪圖的設(shè)計(jì)也極其復(fù)雜，二維繪圖并不完整，在施工的過(guò)程當(dāng)中也會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)誤。而在 BIM 技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用當(dāng)中，相關(guān)的施工人員可以根據(jù)三維的數(shù)字模型，更好地理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，并在設(shè)計(jì)者和建造者之間有良好的記憶配合與相關(guān)溝通，能夠有效地解決平面圖當(dāng)中的一些缺陷，減少施工的誤差[5]。

（二）協(xié)調(diào)一致性優(yōu)勢(shì)

而在傳統(tǒng)模式的施工過(guò)程當(dāng)中，投資者、建筑設(shè)計(jì)師、施工承包商、施工管理人員等施工隊(duì)伍之間的信息溝通與傳統(tǒng)存在著一定的缺陷。即便在信息的傳遞過(guò)程當(dāng)中，由于各種原因也會(huì)出現(xiàn)信息的丟失和差錯(cuò)，嚴(yán)重地影響到了建設(shè)的實(shí)際效益，也給建設(shè)單位造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)方面的損失。但是，在 BIM 技術(shù)的支持和管理之下，施工的團(tuán)隊(duì)之間可以實(shí)現(xiàn)全面、真實(shí)的在線信息共享。該系統(tǒng)有效地解決了部門之間的溝通問(wèn)題和傳統(tǒng)信息的問(wèn)題，促進(jìn)了部門之間協(xié)調(diào)工作的有效形成。

（三）成本管理優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)在工程造價(jià)管理當(dāng)中也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在了建筑材料管理和企業(yè)成本管理這兩方面。BIM 技術(shù)從建筑材料管理的一些角度出發(fā)，能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出工程所需要的材料問(wèn)題，為建設(shè)單位在前期的投資成本估算當(dāng)中提供一定的數(shù)據(jù)方面的支持。另外，BIM 技術(shù)還能夠幫助施工單位準(zhǔn)確地進(jìn)行材料采購(gòu)量的統(tǒng)計(jì)管理，避免這些物資超過(guò)預(yù)算的采購(gòu)； BIM 技術(shù)能夠從運(yùn)營(yíng)成本的角度對(duì)項(xiàng)目的某一個(gè)環(huán)節(jié)或階段的成本進(jìn)行相關(guān)的分析和處理，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)材料使用偏差的一些原因，能夠有效地幫助各個(gè)施工單位優(yōu)化施工的方案，從而實(shí)現(xiàn)成本控制和管理的目標(biāo)[6]。

五、BIM 技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）BIM 在施工中的模擬

利用 BIM 模型，可以對(duì)施工的具體方案進(jìn)行相關(guān)的論證，篩選出一些最佳的設(shè)計(jì)方案，這樣可以提高施工效果，縮短施工的工期，減少由于工程的變更而造成的一系列不必要的損失。運(yùn)用動(dòng)態(tài)的三維模型，結(jié)合施工的進(jìn)度計(jì)劃模擬施工的現(xiàn)場(chǎng)及施工的過(guò)程，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與空間的相對(duì)沖突，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)人員和設(shè)備的安全問(wèn)題，重新優(yōu)化施工的方案。BIM 模型可以存儲(chǔ)項(xiàng)目所使用的各種資源的相關(guān)信息、人員、材料、設(shè)備等信息，以及同一項(xiàng)目當(dāng)中的各種信息問(wèn)題。兩方都可以使用相同的模式，并對(duì)資源能夠進(jìn)行有效的管理。

（二）BIM 在施工中的協(xié)同管理

利用 BIM 技術(shù)，可以在建筑施工管理的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)工程項(xiàng)目當(dāng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行早期的預(yù)測(cè)，預(yù)防和控制可能發(fā)生的一系列的突發(fā)事件。在常規(guī)的施工過(guò)程當(dāng)中，比較難處理的就是各種管道、模板、電線和管道的連接問(wèn)題。施工一般會(huì)分為不同的類型。每一個(gè)鏈接是獨(dú)立工作的，無(wú)法進(jìn)行有效的組合。這要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，精神和精力去完成。這樣，就會(huì)產(chǎn)生巨大的人力、物力、財(cái)力，采用這種施工的方法，不僅耗時(shí)費(fèi)時(shí)，而且還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)方面的損失，使施工難以精細(xì)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)化。但是，與此相對(duì)應(yīng)的是南昌市政管理中心工程將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于施工管理方面。采用BIM模型進(jìn)行提前施工，在施工項(xiàng)目的施工過(guò)程當(dāng)中，各種管道、模板、電線、管模相互連接，呈現(xiàn)更加直觀立體。工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)也都變得更加簡(jiǎn)單、方便、清晰、可預(yù)測(cè)，能夠預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，防止突發(fā)事件的發(fā)生，并能夠做到及時(shí)的解決。

（三）BIM 技術(shù)在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)實(shí)際上是一種基于數(shù)據(jù)信息處理的相關(guān)技術(shù)。它主要是用于建筑工程方面的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理、分析和存儲(chǔ)是其最主要的工作。另外，相關(guān)的技術(shù)人員還可以利用 BIM 技術(shù)來(lái)輸入各種數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計(jì)建筑物的相關(guān)特點(diǎn)來(lái)模擬各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通過(guò)相關(guān)計(jì)算，在實(shí)際的施工設(shè)計(jì)、施工管理等各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)程序化的處理和數(shù)據(jù)的處理，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的分類管理、存儲(chǔ)和其他的處理。

（四）BIM 技術(shù)在施工項(xiàng)目中的造價(jià)管理上的應(yīng)用

建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)鍵就是成本的管理。好的工程造價(jià)管理能夠有效地控制施工的成本問(wèn)題，促進(jìn)建設(shè)工程能夠有序地進(jìn)行，對(duì)企業(yè)和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著一定的積極作用。BIM 技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中的成本管理主要體現(xiàn)在建設(shè)投資的預(yù)算、施工環(huán)節(jié)的資金管理、施工結(jié)算的資金管理等各個(gè)方面，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，在建設(shè)投資的過(guò)程當(dāng)中，使投資者能夠直觀地感受到項(xiàng)目的潛在價(jià)值和項(xiàng)目當(dāng)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而能夠有效地避免投資者在投資環(huán)節(jié)當(dāng)中的判斷失誤；此外，在施工的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)相關(guān)材料數(shù)據(jù)的預(yù)算處理問(wèn)題，根據(jù)數(shù)據(jù)的最終結(jié)果，將成本控制在一定的范圍之內(nèi)，有效地控制資金的流動(dòng)問(wèn)題，防止在施工的環(huán)節(jié)出現(xiàn)成本的超支、資金流向不明的一系列現(xiàn)象；在項(xiàng)目竣工結(jié)算的這一方面，通過(guò) BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)綜合的數(shù)據(jù)分析，有效地檢測(cè)到項(xiàng)目當(dāng)中是否存在一些不合理的資金流動(dòng)的一些情況，或者建設(shè)項(xiàng)目是否具有不符合相關(guān)要求的情況，有效的規(guī)避項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程當(dāng)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)：在施工的過(guò)程當(dāng)中，利用 BIM 技術(shù)建立三維參數(shù)模型，充分發(fā)揮 BIM的空間測(cè)量的相關(guān)功能，控制施工的進(jìn)度。BIM 模型能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，為了工程施工的驗(yàn)收提供方便實(shí)用的一些驗(yàn)收的依據(jù)，有效地控制異形構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)的相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，提高了施工管理的相關(guān)效率，大大地節(jié)約了施工的成本，為施工的企業(yè)尋求更大的利潤(rùn)空間。