論綠色智慧居住區(qū)建設(shè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

伍 坪

四川城市職業(yè)學(xué)院 四川 成都 610101

在當(dāng)今社會(huì)，隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，人民對(duì)居住品質(zhì)和居住品質(zhì)的期待也在不斷提高，新的商業(yè)模式應(yīng)運(yùn)而生，而在2018年，國(guó)家發(fā)展改革委也提出了“五化”的要求：網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、交互化、智能化、協(xié)同化。綠色智能住區(qū)的開(kāi)發(fā)利用了BIM技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的信息化技術(shù)，將各類資源有機(jī)地結(jié)合在一起，以改善住區(qū)的管理、綜合治理和社會(huì)服務(wù)水平。在推進(jìn)“綠色智能住宅”建設(shè)中，推進(jìn)“綠色智能住宅”建設(shè)，是推進(jìn)“綠色智能住宅”建設(shè)的一項(xiàng)重大舉措。

1 BIM的概述和BIM的關(guān)鍵技術(shù)

BIM是一種基于各種信息和數(shù)據(jù)的建筑模式，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)3D的建筑模型，模擬整個(gè)建筑的各種信息。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段、規(guī)劃階段和施工階段都能有效地進(jìn)行資金規(guī)劃和資金風(fēng)險(xiǎn)管理。能達(dá)到節(jié)能、節(jié)約造價(jià)、提升施工效能、節(jié)約工期的效果[1]。

1.1 BIM應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)

BIM在實(shí)際中的運(yùn)用是基于BIM的組件層次數(shù)據(jù)建模，實(shí)現(xiàn)了工程量統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)處理，得到了準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目成本的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，使成本的整體控制更為精細(xì)。

1.2 BIM造價(jià)分析軟件

BIM成本計(jì)算與常規(guī)成本計(jì)算方法有所不同，它能夠?qū)⒂?jì)算出的BIM模型全部納入其中，利用BIM模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行成本的精確計(jì)算，得到了一組精確度很高的數(shù)據(jù)，這對(duì)于成本的分析是十分的關(guān)鍵[2]。

2 BIM技術(shù)的特性

2.1 BIM的基本技術(shù)思路就是構(gòu)建造價(jià)信息的模型

運(yùn)用建模的方法，對(duì)工程建設(shè)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析。從基本的角度來(lái)說(shuō)，BIM涉及到多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)BIM技術(shù)手段，有關(guān)部門可以清楚地了解整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度。因此，BIM能夠直觀地展現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的整個(gè)流程。BIM不僅僅是一種分析成本的手段，更是一種特殊的分析手段。

在企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理中，BIM采用的是一種以數(shù)據(jù)表示的方法，它的表達(dá)形式遍布建筑設(shè)計(jì)、施工和成本控制的全流程。通過(guò)仿真，BIM可以使工程成本的每一步都得到合理的控制。如此一來(lái)，就可以從根源上防范工程建設(shè)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)和隱患。BIM具有高度的獨(dú)立性，可以重現(xiàn)具體的空間層面[3]。從這一點(diǎn)上說(shuō)，BIM還能為建筑設(shè)計(jì)中的各方面的問(wèn)題提供有效的解決。

2.2 綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中運(yùn)用BIM的重要意義

首先，BIM技術(shù)具有可視性，可以從視覺(jué)上反映工程項(xiàng)目的總體成本。借助BIM技術(shù)，能清楚地顯示各種工程的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)直觀的方式清楚地說(shuō)明了工程的施工過(guò)程。與常規(guī)方法相比，BIM技術(shù)提供了一種全新的可視化方法。有了BIM技術(shù)，工作人員就可以繪制出清晰的工程圖，也可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)回饋。在整個(gè)項(xiàng)目的過(guò)程中，BIM可以提供一個(gè)全面的視覺(jué)概念。

其次，BIM可以幫助各方進(jìn)行緊密的交流與協(xié)作。建設(shè)項(xiàng)目往往牽扯到眾多的項(xiàng)目，包括業(yè)主、設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位。在面臨困難時(shí)，各方必須密切合作，以便做出最合適的決定。綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中經(jīng)常會(huì)碰到需要進(jìn)行的工程項(xiàng)目管理問(wèn)題。BIM建立了一個(gè)綜合的多個(gè)管理系統(tǒng)，可以為有關(guān)方面提供有效的解決方案。一旦發(fā)生沖突，各方面都可以進(jìn)行緊密的交流，獲取實(shí)時(shí)的成本變動(dòng)情況。

第三，BIM使成本仿真整個(gè)流程都得到了最優(yōu)化，從而可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成本建模。利用BIM進(jìn)行圖形化仿真，可獲取工程成本的即時(shí)資訊，為工程成本的制定提供依據(jù)。在工程設(shè)計(jì)、施工和后期運(yùn)行中，BIM能使整體工程的整體結(jié)構(gòu)得到最優(yōu)化。通過(guò)仿真和最優(yōu)化成本監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)成本監(jiān)控的全過(guò)程[4]。

2.3 BIM技術(shù)在綠色智慧住區(qū)建設(shè)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

BIM是一種對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)體與功能性的數(shù)字化表示，它不僅是一種簡(jiǎn)單的圖形工具，同時(shí)也是一種全新的管理手段，它涵蓋了項(xiàng)目前期準(zhǔn)備、施工、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)。在施工過(guò)程中，各個(gè)利害關(guān)系人可以在BIM中插入、抽取、更新和修改，從而支撐并體現(xiàn)出他們的責(zé)任。該技術(shù)與新的經(jīng)營(yíng)方式可以為“綠色智能住宅”一體化經(jīng)營(yíng)提供支撐，從而極大地提升“綠色智慧住宅”的整體效益，并大幅降低其運(yùn)行中的危險(xiǎn)。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：

2.3.1 模型立體直觀

BIM技術(shù)使智慧住宅成為一個(gè)動(dòng)態(tài)的三維空間，各種平面、立面、剖面、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)等都可以通過(guò)BIM建模生成；

2.3.2 數(shù)據(jù)共享和協(xié)同作業(yè)

“綠色智慧住宅”是一種規(guī)模較大、周期較長(zhǎng)的住宅小區(qū)，其施工過(guò)程中所需的大量的信息和大量的數(shù)據(jù)，因此，利用BIM技術(shù)，通過(guò)建立施工信息的方式，為施工企業(yè)和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)提供了一個(gè)專用的交流平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行多種數(shù)據(jù)的交流和數(shù)據(jù)交換，為企業(yè)的協(xié)作工作的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3.3 環(huán)境模擬分析

通過(guò)對(duì)能耗、結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、熱工、日照等方面的信息進(jìn)行建模，對(duì)各種建筑的能耗、結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、熱工、日照等進(jìn)行了綜合的研究，通過(guò)對(duì)采光率、材料使用情況、周邊的情況進(jìn)行了綜合的研究，得到了能耗和損失率，為制訂科學(xué)有效的節(jié)能對(duì)策奠定了基礎(chǔ)。在時(shí)用“綠色智慧住宅”的過(guò)程中，對(duì)管線損壞、設(shè)備故障等問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)其進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的對(duì)策。

2.3.4 方案隨時(shí)優(yōu)化

綠色智慧住宅工程從規(guī)劃到施工、從施工到運(yùn)營(yíng)和維修，都有其自身的復(fù)雜程度、環(huán)境變化、政策變化等因素，因此必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。但是，BIM技術(shù)能夠根據(jù)環(huán)境仿真和分析的結(jié)果，或者按照項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)的規(guī)劃，并對(duì)其進(jìn)行仿真，從而得出最優(yōu)的方案，從而達(dá)到對(duì)綠色智能住宅的要求。

2.3.5 深化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)分析

在綠色智慧住宅施工過(guò)程中，將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工工地的深化設(shè)計(jì)、施工進(jìn)度、施工工藝施工的施工組織與協(xié)調(diào)，從而提升工程管理的信息化水平，提高工作效率，為項(xiàng)目全生命周期管理提供施工階段數(shù)字化信息，充分保障業(yè)主后期工程運(yùn)營(yíng)管理。在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成工程的數(shù)據(jù)采集、碰撞檢測(cè)、工藝模擬、施工進(jìn)度模擬、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置、消防疏散模擬等工作，最后構(gòu)建一個(gè)完整的工程完工信息系統(tǒng)，以確保BIM數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。

2.3.6 成本測(cè)算的優(yōu)勢(shì)分析

傳統(tǒng)的工程造價(jià)估算方法是由工程造價(jià)顧問(wèn)對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行再造型，并進(jìn)行重構(gòu)，耗費(fèi)了很多的時(shí)間和精力。而且一旦有了變更，工程造價(jià)部門也會(huì)根據(jù)平面圖對(duì)其進(jìn)行修正，從而無(wú)法對(duì)工程費(fèi)用進(jìn)行精確的估算。在BIM環(huán)境下，利用BIM環(huán)境下的BIM資料，由工程造價(jià)部門根據(jù)BIM環(huán)境下的BIM數(shù)據(jù)，根據(jù)BIM資料構(gòu)建算量軟件，實(shí)時(shí)、精確的估算、估算、修正后的BIM資料[5]。

3 在綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 工程決策階段的應(yīng)用

在施工中，工程決策是施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它的決定方向直接關(guān)系到工程的整體成本，一旦出現(xiàn)重大的決策失誤，就會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目的決策過(guò)程中，主要用于項(xiàng)目成本的估算。由于BIM技術(shù)具有多樣化、廣泛性等優(yōu)點(diǎn)，因此，通過(guò)BIM技術(shù)可以有效地查找數(shù)據(jù)，為施工人員節(jié)約了大量的時(shí)間；可以根據(jù)工程的實(shí)際情況，對(duì)BIM模型的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的修改和計(jì)算，從而得出精確的成本指數(shù)，從而為制定項(xiàng)目的決策提供科學(xué)的參考。另外，BIM技術(shù)還可以分析比較各個(gè)項(xiàng)目的投資方案，從而得到最優(yōu)的投資方案，以達(dá)到項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 設(shè)計(jì)階段的的應(yīng)用

工程設(shè)計(jì)在在綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中起著舉足輕重的作用。當(dāng)前，建筑行業(yè)趨向于采用有限的設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)項(xiàng)目的可行性分析來(lái)估計(jì)投資，這樣既可以控制投資的支出，又可以使項(xiàng)目的資金得到合理的分配，提高資金的利用率。在設(shè)計(jì)完成后，還要對(duì)圖紙進(jìn)行審核，并做好交底工作。利用BIM技術(shù)進(jìn)行資源整合，使設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)各部門的看法，從各個(gè)角度分析、審查技術(shù)圖紙，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷，提高設(shè)計(jì)的精確度。

3.3 施工階段的應(yīng)用

然而，由于傳統(tǒng)的二維圖紙成本管理系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)過(guò)于分散，導(dǎo)致工程量統(tǒng)計(jì)和拆分比較困難，因此，工作人員引入了BIM技術(shù)，生成一個(gè)簡(jiǎn)單的報(bào)價(jià)文件，最后通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行投標(biāo)，可以讓工作人員在BIM模型上進(jìn)行選擇，以獲得各部門的成本和工程量，并進(jìn)行即時(shí)的支付。

3.4 工程竣工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在各個(gè)項(xiàng)目中的運(yùn)用，使得BIM的信息量得到了很大的提高，它既可以向各方提供信息，又可以保證項(xiàng)目的開(kāi)放度和透明度，從而可以有效地降低施工雙方在完工后的潛在爭(zhēng)議。BIM模式可以為項(xiàng)目的完工進(jìn)度提供全面的信息支持，為項(xiàng)目的結(jié)算工作的成功進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，利用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多個(gè)維度的統(tǒng)計(jì)、對(duì)比，對(duì)項(xiàng)目的總體投資收益進(jìn)行全面的分析，并構(gòu)建一個(gè)企業(yè)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，確保項(xiàng)目的建設(shè)成本控制工作的高效、順暢[6]。

4 BIM技術(shù)的應(yīng)用效果

BIM技術(shù)是綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它涵蓋了整個(gè)項(xiàng)目的施工和運(yùn)行和維修。BIM技術(shù)的實(shí)施在協(xié)同管理、設(shè)計(jì)與檢測(cè)、運(yùn)維等方面都有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性和較好的實(shí)際應(yīng)用。

4.1 BIM技術(shù)項(xiàng)目管理效果

BIM技術(shù)在綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中有重要運(yùn)用，它可以完成各個(gè)專業(yè)BIM模型的集成，專業(yè)間的BIM協(xié)同，以及各個(gè)專業(yè)軟件間的數(shù)據(jù)交互，利用BIM平臺(tái)進(jìn)行模型的即時(shí)查詢和對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的全流程的監(jiān)控。真正實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的數(shù)字化和信息化[7]。

4.1.1 進(jìn)度管理

利用BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)與各個(gè)學(xué)科的邏輯關(guān)系、工程量、時(shí)間參數(shù)等相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了基于BIM的三維可視化設(shè)計(jì)。根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，可以對(duì)施工組織中涉及到的施工方案、資源量消耗等進(jìn)行可視化仿真，從而確定施工項(xiàng)目的主要控制點(diǎn)，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施方案的可用性進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，以此來(lái)提高施工方案在施工過(guò)程中的可用性和精確性[8]。為了更好地調(diào)整和優(yōu)化綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)，要讓所有參與方都能根據(jù)自己的需要，輕松的了解到整個(gè)工地的詳細(xì)情況，從而對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施做出一個(gè)客觀的評(píng)估。

4.1.2 質(zhì)安管理

BIM技術(shù)在綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)中的運(yùn)用，使其在建筑施工過(guò)程中的整體布局及主要危險(xiǎn)點(diǎn)的辨識(shí)與判定變得更為準(zhǔn)確、有效。為便于事先檢查安全盲區(qū)，在建筑模擬器的基礎(chǔ)上建立安全保護(hù)設(shè)備。在項(xiàng)目實(shí)施期間，對(duì)項(xiàng)目完成的進(jìn)度進(jìn)行追蹤，按照項(xiàng)目職責(zé)的分工，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行BIM建模，并對(duì)整改進(jìn)度進(jìn)行及時(shí)的檢查和處理，并按要求將整個(gè)整改的流程進(jìn)行記錄和保存。

4.1.3 圖紙管理

BIM技術(shù)是能夠采集到綠色智慧居住區(qū)工程圖紙、方案等信息，采用BIM技術(shù)集成化的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖紙、方案等數(shù)據(jù)的多個(gè)版本的統(tǒng)一管理。其主要表現(xiàn)為：①可快速查找各個(gè)專業(yè)的圖紙所規(guī)定的零散資料；②對(duì)要求二次深化的工程進(jìn)行全程追蹤，并及時(shí)提醒、預(yù)警未按期完工的深化內(nèi)容，達(dá)到深化圖紙的動(dòng)態(tài)管理[9]。

4.2 BIM技術(shù)在綠色智慧住區(qū)綜合管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

4.2.1 數(shù)字化管理

通過(guò)BIM技術(shù)，可以將綠色智慧住宅的所有細(xì)節(jié)都準(zhǔn)確地呈現(xiàn)在各個(gè)組件的最少部分，并且能夠?qū)⒄麄€(gè)小區(qū)的周邊情況都顯示在3D模型中，從而提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并能更好的反映實(shí)際的空間狀態(tài)，這是BIM與PKPM、CAD等建筑設(shè)計(jì)相比的優(yōu)越性。真正的資料都是建立在三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，便于資料管理人員在相應(yīng)的單元上按下相應(yīng)的組件，即可查看住宅小區(qū)、小區(qū)信息，方便、快速、精確、可靠。BIM技術(shù)提高了綠色智慧居住小區(qū)的整體治理水平，為建設(shè)智能化的都市打下了堅(jiān)實(shí)的基石。

4.2.2 數(shù)據(jù)支持

綠色智慧居住區(qū)建設(shè)具有高度復(fù)雜性、系統(tǒng)性、專業(yè)性、交叉性等特點(diǎn)。建筑工程和個(gè)別工程都涉及到供暖、通風(fēng)、給排水、建筑結(jié)構(gòu)和能源消耗等。利用BIM技術(shù)，可以對(duì)以上工程的信息進(jìn)行及時(shí)的理解與把握，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的處理、存儲(chǔ)與共享，為今后的綠色智能住宅建設(shè)提供充足的信息支撐[10]。BIM能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的信息一體化，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)到整個(gè)生命周期結(jié)束，所有的信息都會(huì)被整合到一個(gè)立體的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門、所有者等各個(gè)方面的工作都能在BIM的基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)作，從而提高工作效率，節(jié)約資源，降低成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速高效的運(yùn)算、動(dòng)力學(xué)仿真、BIM技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及對(duì)其相關(guān)的功能進(jìn)行綜合的分析，以提高綠色智慧居住區(qū)的建設(shè)質(zhì)量品質(zhì)。