BIM技術(shù)在全過程工程咨詢中的應(yīng)用

熊年仿

摘 要：BIM技術(shù)在全過程工程咨詢中應(yīng)用廣泛，數(shù)字化管理是當(dāng)前工程咨詢企業(yè)所追求的一種新型管理模式，也是提高企業(yè)核心競爭力的主要途徑。BIM技術(shù)作為建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理等全過程中的數(shù)據(jù)化工具?；诖耍Y(jié)合當(dāng)前咨詢企業(yè)的業(yè)務(wù)模式，從項(xiàng)目全過程工程咨詢服務(wù)的角度分析以BIM模型作為信息管理的有效載體，開展項(xiàng)目全生命周期信息集成管理和信息共享的應(yīng)用價(jià)值，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);全過程工程咨詢;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU723.3;TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2022）09-0034-03

0 引言

近幾年來BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用，已被建筑業(yè)普遍認(rèn)為是行業(yè)的第二次信息技術(shù)革命。BIM技術(shù)以三維模型為基礎(chǔ)，在項(xiàng)目的策劃、實(shí)施及應(yīng)用過程中逐步形成建筑工程全生命周期內(nèi)的信息模型，以支持建筑物在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各階段的各類活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工程領(lǐng)域的精細(xì)化設(shè)計(jì)、精細(xì)化施工和精細(xì)化管理。國家發(fā)展改革委住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《關(guān)于推進(jìn)全過程工程咨詢服務(wù)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（發(fā)改投資規(guī)〔2019〕515號(hào)）中明確提出“大力開發(fā)和利用BIM、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)和資源，努力提高信息化管理與應(yīng)用水平，為開展全過程工程咨詢業(yè)務(wù)提供保障”[1]。

全過程工程咨詢BIM技術(shù)信息化協(xié)同的模式，有利于促進(jìn)工程項(xiàng)目組織模式、管理模式的創(chuàng)新，提高各參建單位信息交互的效率及效果。廣東、湖南、陜西和湖北等省在全過程工程咨詢實(shí)施方案中均提出了“鼓勵(lì)咨詢企業(yè)應(yīng)用建筑信息模型（BIM）技術(shù)”，旨在應(yīng)用BIM技術(shù)提高項(xiàng)目管理水平。BIM技術(shù)在建筑業(yè)已得到了較為廣泛的應(yīng)用，其價(jià)值得到了普遍認(rèn)可，將BIM技術(shù)應(yīng)用到公路、房屋建筑以及市政等建設(shè)施工領(lǐng)域，已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)的發(fā)展趨勢，為咨詢企業(yè)拓展產(chǎn)業(yè)鏈提供了切實(shí)可行的實(shí)現(xiàn)路徑和手段，必將帶來巨大的價(jià)值。通過對(duì)BIM 在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等階段應(yīng)用的論述，對(duì)BIM在全過程工程咨詢中的重點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行了分析，有一定的借鑒意義。

1BIM技術(shù)的概念

上世紀(jì)中后期BIM（Building Information Modeling）技術(shù)誕生，而后《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》將其定義為“在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對(duì)其物理功能性與特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程和結(jié)果的總稱”[2]。BIM技術(shù)的出現(xiàn)為建筑行業(yè)的發(fā)展注入了新鮮血液，其作為一種新型管理模式，可以在企業(yè)工程全過程咨詢中將工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工、監(jiān)理、造價(jià)等不同階段的咨詢形成統(tǒng)一的整體來進(jìn)行全方面管理。

2 BIM技術(shù)在全過程工程咨詢的應(yīng)用研究

BIM技術(shù)可以針對(duì)建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，因此被行業(yè)內(nèi)稱之為最具實(shí)用性的工具之一。此技術(shù)在建筑物模擬過程中可以對(duì)工程屬性、材質(zhì)、造價(jià)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行提取與合成，進(jìn)而創(chuàng)建出精細(xì)的數(shù)字化模型，以便于項(xiàng)目全過程中實(shí)施優(yōu)質(zhì)的管理，進(jìn)而不斷優(yōu)化操作技術(shù)。

在BIM技術(shù)在項(xiàng)目全過程周期的使用功能包括以下幾點(diǎn)：

方案設(shè)計(jì)階段：日照軌跡分析、建筑能耗分析、建筑性能分析、方案輔助分析、可視度分析、性能化分析。

施工圖設(shè)計(jì)階段：三維協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)優(yōu)化咨、虛擬現(xiàn)實(shí)、景觀、室內(nèi)設(shè)計(jì)表達(dá)、人員疏散分析、建筑防火分析、工程量測算。

施工準(zhǔn)備階段：各專業(yè)設(shè)計(jì)深化、施工空間沖突分析、方案模擬、施工進(jìn)度模擬、材料、資金計(jì)劃。

施工階段：BIM品質(zhì)監(jiān)控、BIM數(shù)據(jù)校核、進(jìn)度監(jiān)控、5DBIM集成、成本控制、虛擬驗(yàn)收、竣工結(jié)算配合。

運(yùn)維階段：運(yùn)營數(shù)據(jù)與模型整合、租賃管理展示、維修路線展示、緊急預(yù)案制定、運(yùn)維系統(tǒng)集成。

2.1 設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用

2.1.1 方案比選

在方案設(shè)計(jì)階段采用BIM技術(shù)生成多個(gè)設(shè)計(jì)方案的模型進(jìn)行模擬，通過三維模型的方式更加直觀地展示出設(shè)計(jì)方案中各個(gè)環(huán)節(jié)的立體效果，通過分析和比選得到最佳的設(shè)計(jì)方案。充分應(yīng)用三維場景的可視化功能，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案決策的直觀和高效，所改即所見，便于前期把控設(shè)計(jì)方案和領(lǐng)導(dǎo)決策。

2.1.2 工程項(xiàng)目申報(bào)、審批

應(yīng)用BIM技術(shù)可以加快報(bào)審進(jìn)度，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)周期，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量，在報(bào)審過程中有利于通過政府相關(guān)職能部門的審批，早日獲得政府核準(zhǔn)并頒發(fā)建設(shè)許可證書。

2.1.3 性能分析

BIM技術(shù)中具備專業(yè)的性能分析軟件，在模擬建筑物的過程中可以對(duì)日照、采光、通風(fēng)、結(jié)構(gòu)、能耗等等性能進(jìn)行詳細(xì)分析[3]，以保證建筑項(xiàng)目性能、質(zhì)量等具備科學(xué)性與合理性。比如將BIM技術(shù)應(yīng)用于日照環(huán)境分析可以改善人民的居住環(huán)境，充分的日照可以為建筑室內(nèi)提供舒適的自然光，選擇最佳的日照間距，可以合理布局建筑可以更加有效地利用土地資源，有效利用太陽光能，減少建筑采暖能耗。通過模擬緊急狀況下的疏散，測試建筑物內(nèi)所有人員經(jīng)過疏散通道到達(dá)室外安全地帶所需的時(shí)間、路徑，確保建筑物疏散的安全性。通過停車模擬可以優(yōu)化車位和車道的設(shè)置，使建筑物發(fā)揮最大的使用功能，避免功能區(qū)的浪費(fèi)。

2.1.4 施工圖設(shè)計(jì)審查

目前使用的二維圖紙中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圖紙前后不一致，各專業(yè)設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立而發(fā)生錯(cuò)、碰等情況，這些問題在二維平面圖紙中難以提前發(fā)現(xiàn)，大多是在施工過程中才發(fā)現(xiàn)，此時(shí)只能通過設(shè)計(jì)變更解決，對(duì)施工和工程造價(jià)有一定的影響。建筑工程中會(huì)出現(xiàn)如構(gòu)件尺寸錯(cuò)誤、大樣圖與平面圖無法對(duì)應(yīng)等問題，而采用BIM技術(shù)在對(duì)圖紙進(jìn)行審查時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)圖紙中潛在的一些問題并在模型創(chuàng)建過程中針對(duì)不同問題給予意見與建議。設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)其提供的改進(jìn)報(bào)告對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，以保證施工圖紙的質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)方案在施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)以及變更。

2.1.5 優(yōu)化空間尺寸

在施工圖設(shè)計(jì)階段或施工階段，應(yīng)用BIM技術(shù)，依靠各專業(yè)軟件，調(diào)整各專業(yè)的管線排布模型，合理提升凈空高度，避免管線過低造成裝修吊頂高度不夠，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響地下停車位的設(shè)置。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)布置及機(jī)電管線排布方案進(jìn)行審查，并針對(duì)建筑物豎向設(shè)計(jì)空間進(jìn)行分析，最終給予最優(yōu)化的凈空高度，促使建設(shè)成本得到有效控制。

2.2 招投標(biāo)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

招投標(biāo)階段一般需要耗費(fèi)大量的時(shí)間精力，影響著工程建設(shè)周期。BIM技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建建筑模型過程中生成各項(xiàng)清單，同時(shí)對(duì)工程量進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)與分析，工程量更加精確化并以此作為依據(jù)計(jì)算工程的總價(jià)[4]。由于BIM技術(shù)還處于逐步完善階段，在應(yīng)用中其建模方法以及工程量計(jì)算規(guī)則等方式與工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范和定額規(guī)定的計(jì)量規(guī)則還存在較大差異，在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)秉承扣減優(yōu)先原則，以此來保證工程計(jì)量的準(zhǔn)確性。但無論如何BIM技術(shù)的優(yōu)勢是傳統(tǒng)計(jì)量方法無法比擬的，其高效、精準(zhǔn)毋庸置疑。

2.3 利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理

在施工管理中，BIM生成建筑模型期間可以將Navisworks或Lumion導(dǎo)入其中，以此來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫施工模擬。這種模式可以詳充分了解項(xiàng)目的施工進(jìn)度情況，通過動(dòng)畫的形式將施工現(xiàn)場真實(shí)演繹。將BIM模型集成到BIM5D管理平臺(tái)中，可以與現(xiàn)場施工流水分區(qū)、施工進(jìn)度計(jì)劃等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，管理者通過移動(dòng)設(shè)備便可以采集現(xiàn)場信息，對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，保證施工現(xiàn)場生產(chǎn)關(guān)聯(lián)更加高效，最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本管理控制在目標(biāo)范圍內(nèi)。

BIM技術(shù)可通過建筑模型的方式將項(xiàng)目構(gòu)件等信息詳細(xì)展現(xiàn)，此技術(shù)相較于傳統(tǒng)施工管理可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)全過程中存在的問題。因?yàn)锽IM模型是集各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息與一體的建筑模型，其利用自身具備的統(tǒng)計(jì)明細(xì)表功能[5]，可以將項(xiàng)目施工過程中所涉及的物料進(jìn)行匯總、篩選、排列，同時(shí)與工程造價(jià)管理建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此來提高項(xiàng)目施工階段的管理水平。此外BIM技術(shù)中的可視性，便于管理人員對(duì)施工過程、場地布置等進(jìn)行分析，還有精裝修效果展示、二次結(jié)構(gòu)排磚等應(yīng)用。對(duì)于高層建筑、深基礎(chǔ)工程、特殊施工工法以及施工流程特殊的工程，利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行專項(xiàng)施工模擬與論證，同時(shí)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對(duì)于提高專項(xiàng)施工的管控能力發(fā)揮重要的作用。

在對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行質(zhì)量管理過程中，監(jiān)理人員可利用BIM技術(shù)進(jìn)行輔助管理。例如將BIM技術(shù)與AR技術(shù)聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場與BIM模型疊加，通過疊加發(fā)現(xiàn)二者之間的差異，通過信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，以此方式來發(fā)現(xiàn)建筑模型與施工現(xiàn)場間的差異，并從中找出施工誤差發(fā)生的原因。

2.4 BIM技術(shù)在施工環(huán)節(jié)造價(jià)咨詢上的應(yīng)用

建筑工程施工環(huán)節(jié)造價(jià)咨詢中，管理者需要對(duì)項(xiàng)目的合同價(jià)格進(jìn)行全面把控以及施工階段的造價(jià)控制。BIM技術(shù)在此階段中的應(yīng)用可以對(duì)投入資金進(jìn)行科學(xué)審核，進(jìn)而提高全過程造價(jià)控制水平。BIM與5D技術(shù)的應(yīng)用可以根據(jù)建筑工程施工的實(shí)際情況以及工程周期進(jìn)行管理，在工程數(shù)據(jù)匯集過程中便可以生成工程施工進(jìn)度造價(jià)報(bào)告，進(jìn)而保證業(yè)主資金投入的合理性。BIM技術(shù)可在建筑工程建設(shè)初期便確定好建設(shè)方案，在避免不合理建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避免工程全過程中出現(xiàn)未知因素而影響工程造價(jià)的合理性。

2.5 基于BIM的智慧運(yùn)維管理平臺(tái)的應(yīng)用

在運(yùn)營維護(hù)管理階段，BIM技術(shù)可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將建筑的整體架構(gòu)展現(xiàn)在運(yùn)維管理平臺(tái)中。其中可將云端服務(wù)作為集中管控中心，將建筑工程中包括安防、消防、物業(yè)、自控、能耗、空間、定位、環(huán)境等在內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過BIM模型進(jìn)行統(tǒng)一整合并實(shí)時(shí)展示。BIM技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備與工程之間的聯(lián)系，為建筑提供一個(gè)綜合性的BIM運(yùn)維平臺(tái)，從而更好地發(fā)揮建筑的功能與作用。BIM運(yùn)維平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)視覺管理[6]，這種方式相較于傳統(tǒng)的二維圖形管理更具優(yōu)勢。其界面可以實(shí)現(xiàn)高度仿真，視覺效果更加強(qiáng)大且更具真實(shí)感。工程項(xiàng)目管理人員通過可視化可實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備以及建筑施工的運(yùn)營狀況進(jìn)行管理，期間可以更直觀、更高效地通過在三維模型上展示的核心數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，便于管理者對(duì)建筑物全部工程進(jìn)行把控。

2.5.1 安保管理

BIM運(yùn)維平臺(tái)可以展示建筑內(nèi)當(dāng)前安防安保信息，包括：視頻監(jiān)控信息、門禁信息、周界入侵報(bào)警信息、消防信息以及電子巡更信息。

2.5.2 電梯管理系統(tǒng)

展示建筑內(nèi)電梯的整體運(yùn)行情況、電梯能耗以及電梯的維保事項(xiàng)。電梯當(dāng)前的?？繕菍?，電梯的名稱、運(yùn)行狀況、承載人數(shù)等參數(shù)信息以及電梯內(nèi)當(dāng)前監(jiān)控畫面。

2.5.3 設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)

展示設(shè)備維保項(xiàng)、設(shè)備維修項(xiàng)、本年報(bào)修趨勢圖，匯總顯示各系統(tǒng)的在線監(jiān)控設(shè)備數(shù)、正常運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備故障數(shù)、本月維修計(jì)劃、本月維修量、維修完成度等信息。

2.5.4 車位管理系統(tǒng)

展示項(xiàng)目內(nèi)的停車場車位剩余折線圖、車位占用信息、違停情況以及出入口監(jiān)控畫面。以動(dòng)畫的形式打開建筑模型，定位到停車區(qū)域，通過顏色渲染顯示該區(qū)域內(nèi)的車位占用情況;在模型中選擇車位，可以查看入口到該車位的路線圖。

基于BIM技術(shù)借助其可視化和信息集成特點(diǎn)，可直觀了解建筑具體信息，所有數(shù)據(jù)和信息都可從模型中獲取和查詢，為建筑物的維修改造提供詳細(xì)準(zhǔn)確的依據(jù)。通過BIM模型可將各系統(tǒng)和設(shè)備以可視化三維圖形展現(xiàn)，使其表達(dá)更形象和精確，同時(shí)也可將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑物內(nèi)部空間設(shè)施的可視化管理中。

在全過程工程中項(xiàng)目建議書、可行性研究等階段的咨詢，可以利用BIM技術(shù)將不同階段的工程信息進(jìn)行集合，并將信息發(fā)送至共享平臺(tái)中，以此來實(shí)現(xiàn)信息共享。全過程工程咨詢主要是從項(xiàng)目全方位考慮，其中包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及施工管理等方面，傳統(tǒng)的咨詢服務(wù)考慮的范圍具有較強(qiáng)的局限性，在專業(yè)領(lǐng)域而言，全過程工程咨詢更加全面、準(zhǔn)確，而BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于建筑領(lǐng)域而言更具領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，其在全過程工程咨詢中可以發(fā)揮全方位的效力，為工程咨詢業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著全過程工程咨詢行業(yè)的發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)全過程工程咨詢信息化管理。隨著此技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，BIM技術(shù)可以融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、裝配式建筑、綠色建造、智慧建造等新興技術(shù)，對(duì)全過程工程咨詢行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生較大影響，工程咨詢?nèi)藛T將擺脫大量重復(fù)、單一的勞動(dòng)，將更多的精力投入到更精細(xì)、更富創(chuàng)造性的工作。

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