BIM模型在工程建設(shè)全過程中的重要性分析

汪俊橋，王 建 ，李 劍 ，羅宇航，劉仁福

（1.云南中投置業(yè)開發(fā)有限公司，云南 蒙自 661100；2.四川省名揚(yáng)建設(shè)工程管理有限公司，四川 成都 610017；3.中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司西南分公司，四川 成都 610023）

1 背景狀況

2020年4月8日印發(fā)的《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司2020年工作要點(diǎn)》中提到要推廣施工圖數(shù)字化審查，試點(diǎn)推進(jìn)BIM審圖模式，提高信息化監(jiān)管能力和審查效率；推動(dòng)BIM技術(shù)在工程建設(shè)全過程的集成應(yīng)用。該通知既提出了當(dāng)下存在的問題，又指明了建筑產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，智慧城市理念也深入人心，雄安新區(qū)、杭州、廈門等已逐步建立各自的智慧城市系統(tǒng)，將市政、公共建筑、商業(yè)住宅等相關(guān)建（構(gòu)）筑物相應(yīng)的信息關(guān)聯(lián)至系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控、智慧運(yùn)維。

2 行業(yè)現(xiàn)狀

部分設(shè)計(jì)院是基于開發(fā)企業(yè)需求被動(dòng)使用BIM技術(shù)，進(jìn)行BIM模型設(shè)計(jì)，以滿足開發(fā)企業(yè)方案比選的要求；在設(shè)計(jì)院內(nèi)部利用BIM技術(shù)進(jìn)行二維圖紙成果確認(rèn)，采用CAD+SU的設(shè)計(jì)模式，以較短的設(shè)計(jì)周期出圖，設(shè)計(jì)過程仍以二維空間為主，對(duì)空間的設(shè)計(jì)往往取決于經(jīng)驗(yàn)，造成設(shè)計(jì)創(chuàng)新性不足，或過于復(fù)雜導(dǎo)致問題層出不窮；同時(shí)，由于設(shè)計(jì)師自身專業(yè)限制，往往單專業(yè)時(shí)設(shè)計(jì)沒有問題，但多專業(yè)整合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較多問題，這也是導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題的關(guān)鍵所在。

施工單位在得到設(shè)計(jì)圖紙后會(huì)對(duì)圖紙進(jìn)行圖審，這一步驟的深度往往取決于施工方的專業(yè)水平及經(jīng)驗(yàn)，但施工方的能力參差不齊，很難具備足夠的檢查問題的能力，通常請(qǐng)專業(yè)人員對(duì)圖紙進(jìn)行審查，但效果甚微，許多圖紙問題往往在施工階段才發(fā)現(xiàn)，此時(shí)再找設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通修改為時(shí)已晚，不僅耽誤現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，也會(huì)造成誤工返工等經(jīng)濟(jì)損失。另外，設(shè)計(jì)圖紙往往以二維圖紙交付給施工單位，圖紙的表達(dá)能力及表現(xiàn)形式往往因設(shè)計(jì)單位的不同而有很大差異，二維圖紙的內(nèi)容很難清楚表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和真實(shí)效果，這時(shí)又會(huì)產(chǎn)生施工單位不明白或錯(cuò)誤理解設(shè)計(jì)意圖而造成的損失。從施工單位自身層面看，現(xiàn)場(chǎng)管理較粗放，對(duì)材料等成本占比較大的方面一般通過預(yù)算、估算等方式進(jìn)行管控，過度依靠現(xiàn)場(chǎng)管理人員的經(jīng)驗(yàn)及預(yù)算員的算量水平進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)叫料工作，常因人為因素造成的誤差導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)材料極大浪費(fèi)。同時(shí)，建筑工程領(lǐng)域的勞務(wù)人員水平參差不齊，現(xiàn)場(chǎng)施工多依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，管理人員對(duì)其進(jìn)行的交底也是通過二維圖紙和文字圖片等方式，很難使工人明確交底內(nèi)容所述的細(xì)節(jié)，還是依賴工人本身的經(jīng)驗(yàn)和水平?jīng)Q定建筑物質(zhì)量。

竣工交付后，開發(fā)企業(yè)得到的資料冗雜，內(nèi)容包含建筑物的一切資料，大到分部工程的驗(yàn)收合格證明，小到一個(gè)檢驗(yàn)批的驗(yàn)收文件，會(huì)造成后期物業(yè)團(tuán)隊(duì)很難對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)施情況進(jìn)行切實(shí)有效的全方位把控。

3 BIM模型在各階段的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師可進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，各專業(yè)利用BIM軟件平臺(tái)建立本專業(yè)模型，直觀而即時(shí)對(duì)本專業(yè)在建筑物內(nèi)的空間關(guān)系有全面的掌握，不同專業(yè)可根據(jù)模型之間產(chǎn)生的碰撞問題進(jìn)行協(xié)商溝通，在設(shè)計(jì)階段解決以往設(shè)計(jì)階段無法表露的空間問題，不僅可解決因設(shè)計(jì)師自身綜合能力不足導(dǎo)致的設(shè)計(jì)沖突，而且能利用BIM模型一處更新處處更新的特點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)效率，保證出圖效果，減少后期修改圖紙所造成的重復(fù)性工作。BIM模型能給設(shè)計(jì)師提供直觀設(shè)計(jì)效果的同時(shí)，也能合理利用其參數(shù)化信息，對(duì)相應(yīng)的構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，可結(jié)合建筑物周圍環(huán)境、道路交通、配套設(shè)施、綠化要求、日照分析、季節(jié)變化等內(nèi)容進(jìn)行模擬分析，為方案比選提供切實(shí)有效的數(shù)據(jù)支撐。為解決施工單位對(duì)于二維圖紙的理解偏差，設(shè)計(jì)單位可利用BIM模型，保障施工單位能準(zhǔn)確理解圖紙內(nèi)容，如某建筑物的外墻材質(zhì)確認(rèn)交底如圖1所示。

圖1 基于BIM模型的外墻材質(zhì)交底

3.2 施工階段

由于施工行業(yè)勞務(wù)人員普遍知識(shí)水平不高，常以經(jīng)驗(yàn)識(shí)圖并施工，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理難度大，通過BIM模型三維可視化特點(diǎn)，項(xiàng)目管理人員可將圖紙說明要求、方案交底內(nèi)容、施工復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、施工具體步驟、現(xiàn)場(chǎng)完成效果等內(nèi)容進(jìn)行可視化交底，讓工人清楚了解施工內(nèi)容、步驟及成果，不再依賴工人本身的經(jīng)驗(yàn)及水平?jīng)Q定最終成品質(zhì)量。傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)需按要求制作現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量樣板，以指導(dǎo)勞務(wù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，不僅耗時(shí)、耗力、耗成本，后期還需特定拆除，一定程度上造成材料浪費(fèi)和進(jìn)度耽擱，在目前提倡節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展施工的大環(huán)境下，質(zhì)量樣板并不符合當(dāng)下的理念，通過對(duì)BIM模型的修改制作，將相應(yīng)的實(shí)體樣板以等比例建立模型，并通過渲染軟件制作虛擬樣板展示區(qū)的全景圖，同樣能直觀指導(dǎo)工人進(jìn)行施工，相較實(shí)體樣板，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本且綠色環(huán)保。同時(shí)，BIM模型可實(shí)時(shí)提取相應(yīng)的構(gòu)件參數(shù)，如體積、長(zhǎng)度等，可輔助現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行材料的叫料管控，確?，F(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)場(chǎng)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)材料精細(xì)化管控，提高管理水平，減少項(xiàng)目材料浪費(fèi)造成的成本損耗。一般施工場(chǎng)地有限，布局不合理可導(dǎo)致工期延遲、材料場(chǎng)地?zé)o法堆放等問題，BIM模型可依照現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度對(duì)材料堆放進(jìn)行及時(shí)布置處理，保證施工機(jī)械安全范圍和最大效率，解決施工現(xiàn)場(chǎng)材料碼放雜亂、堆放位置不合理等問題。

3.3 運(yùn)維階段

對(duì)施工階段BIM模型進(jìn)行相關(guān)信息掛接，可將設(shè)備、消防、監(jiān)控、門禁等電子設(shè)備及機(jī)房進(jìn)行集中統(tǒng)一的信息匯總，交付給后期運(yùn)維團(tuán)隊(duì)一本建筑使用說明書，讓后期運(yùn)維團(tuán)隊(duì)能通過BIM模型的使用實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的全面掌控。目前在地鐵建設(shè)中已開展相應(yīng)的BIM運(yùn)維系統(tǒng)，以BIM模型為基礎(chǔ)，對(duì)地鐵設(shè)施的所有相關(guān)信息進(jìn)行整理掛接，并關(guān)聯(lián)至智慧城市平臺(tái)上，打造智慧城市。

4 結(jié)語

BIM模型所具有的直觀可視化和交互數(shù)據(jù)化等特點(diǎn)，可為各個(gè)階段的應(yīng)用提供有效保障。在數(shù)字化時(shí)代的今天，BIM模型將成為建筑領(lǐng)域各個(gè)階段溝通的橋梁，能解決以往二維時(shí)代所產(chǎn)生的一系列問題，足以證明其在建筑工程領(lǐng)域的重要性，并具有廣闊的應(yīng)用前景。