基于BIM技術(shù)的施工可視化應(yīng)用研究

安徽建筑大學(xué) 管理學(xué)院安徽省 230601

摘要：隨著計算機(jī)圖形技術(shù)及信息技術(shù)的快速發(fā)展，建筑信息模型（BIM）技術(shù)已經(jīng)成為目前建筑工程行業(yè)的熱門技術(shù)。文章分析了基于BIM技術(shù)的施工可視化應(yīng)用，充實(shí)發(fā)揮BIM技術(shù)體系在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；施工；可視化

引言

BIM（Building Information Modeling）是三維參數(shù)化的數(shù)字模型在建筑全生命周期中的應(yīng)用，它通過建立涵蓋建筑全生命周期的信息庫，實(shí)現(xiàn)信息在建筑全生命周期中各階段、各參與方之間的集成與共享，其本質(zhì)是信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過BIM平臺，項(xiàng)目各參與方能夠及時對BIM模型中的信息進(jìn)行插入、提取、更新和修改，并用以支持和反映各參與方的職責(zé)而協(xié)同作業(yè)。BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用將提高工程施工過程中信息的利用率，為工程施工各階段、各參與方之間信息的集成與共享提供平臺，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的集成化管理。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是三維參數(shù)化的數(shù)字模型在建筑全生命周期中的應(yīng)用，它通過建立涵蓋建筑全生命周期的信息庫，實(shí)現(xiàn)信息在建筑全生命周期中各階段、各參與方之間的集成與共享，其本質(zhì)是信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過BIM平臺，項(xiàng)目各參與方能夠及時對BIM模型中的信息進(jìn)行插入、提取、更新和修改，并用以支持和反映各參與方的職責(zé)而協(xié)同作業(yè)。信息互用的基本前提是信息具有結(jié)構(gòu)化形式。

在BIM實(shí)際應(yīng)用中，可以從不同的角度對BIM進(jìn)行理解：①當(dāng)將 BIM 應(yīng)用于項(xiàng)目中時，BIM代表對信息進(jìn)行管理，信息能夠被項(xiàng)目各參與方提供與共享，并保證合適的人在正確的時間得到準(zhǔn)確的信息；②對于項(xiàng)目各參與方，BIM代表項(xiàng)目交互的協(xié)同過程，并定義項(xiàng)目各參與方如何開展工作，如何協(xié)同地設(shè)計、建造和運(yùn)營項(xiàng)目；③對于項(xiàng)目設(shè)計方，BIM代表集成化設(shè)計，它鼓勵設(shè)計團(tuán)隊(duì)進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新和優(yōu)化方案，并為設(shè)計提供更多的信息反饋，提高設(shè)計團(tuán)隊(duì)的設(shè)計水平?？傊?，BIM技術(shù)是以IT技術(shù)為基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，將信息技術(shù)應(yīng)用于工程建筑領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期中的信息共享和集成。

2基于BIM技術(shù)的施工可視化應(yīng)用

BIM技術(shù)是貫穿于建設(shè)生命全過程的技術(shù)模式，在設(shè)計施工階段具體應(yīng)用價值體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1將二維建筑圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型

利用某工程已有的二維圖紙，建立其三維模型。三維建模主要分為場地建模、土建建模、設(shè)備專業(yè)建模，最后整合，形成全專業(yè)整體模型。與傳統(tǒng)的三維模型不同的是，BIM信息模型為一個完整的三維模型，各種平、立、剖面圖只是各方向的二維剖切圖，多視圖的三維設(shè)備布置，同時有多重尺寸進(jìn)行精確定位，從而生成正確無誤的整體模型。所有的建筑表皮幕墻、結(jié)構(gòu)梁柱、設(shè)備管道都以三維方式分圖層置于一個BIM模型中，這樣非本專業(yè)人員相較于原二維圖紙能更容易讀圖，也更方便各專業(yè)人員的協(xié)調(diào)溝通。例如，在傳統(tǒng)的CAD圖紙中，表達(dá)方式是二維的，復(fù)雜的鋼筋節(jié)點(diǎn)有時是平面圖要結(jié)合多個剖面圖才能表達(dá)清楚，而且對于剛剛畢業(yè)的新學(xué)員來說還有一個識圖的過程，有些現(xiàn)場班組的施工人員識圖能力有限，常常把技術(shù)人員交底的節(jié)點(diǎn)鋼筋加工錯誤。BIM以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，可以把相關(guān)的復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)做出真實(shí)空間比例關(guān)系的BIM模型，其真實(shí)的空間尺寸和360°的視角可以讓人清晰地識別復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。

2.2突出模型局部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，進(jìn)行直觀分析

通過對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析為重要部位施工提供視覺上的參考，進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計的建筑空間和各系統(tǒng)關(guān)系，對設(shè)計進(jìn)行初步檢驗(yàn)，對建筑的構(gòu)造和布局也有了更加清晰的認(rèn)識和理解。例如檢查空間是否能夠確保其他工作正常運(yùn)行，檢查復(fù)雜節(jié)點(diǎn)鋼筋布置以及混凝土澆灌空間檢查、管道排布之間的碰撞檢查。

2.3對設(shè)備管線及結(jié)構(gòu)的錯漏碰缺檢測

在設(shè)計時，往往由于各專業(yè)設(shè)計師之間的信息傳達(dá)不全面，而出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問題，例如暖通等專業(yè)中的管道在進(jìn)行布置時，由于施工人員的圖紙是根據(jù)各專業(yè)的不同各自繪制的施工圖紙，在真正施工過程中，可能在管線布置處正好有結(jié)構(gòu)設(shè)計的梁等構(gòu)件在此妨礙著管線的布置，利用BIM 技術(shù)對管線碰撞檢查的功能，不但能徹底消除硬碰撞、軟碰撞，優(yōu)化工程設(shè)計，避免施工中不必要的返工，最大限度減少施工變更，助力控制施工進(jìn)度，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案，使施工完成更便捷，問題呈現(xiàn)更清晰，提高施工管理的質(zhì)量與效率。

2.4模擬實(shí)際現(xiàn)場，提出合理的解決方案

在這一階段通過BIM 模型對施工進(jìn)度的模擬控制，對各參與方信息的整合和驗(yàn)證，無論是施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對工程項(xiàng)目的各種問題和情況了如指掌，有助于加強(qiáng)工程項(xiàng)目在施工過程中可預(yù)見的風(fēng)險控制和協(xié)調(diào)能力，有效保障施工進(jìn)度和成本控制，減少同類工程中常見的糾紛。

3基于BIM技術(shù)的施工可視化推廣應(yīng)用

BIM 技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)普遍開展與應(yīng)用，但在我國，應(yīng)用BIM 技術(shù)的項(xiàng)目還不多，還處于探索階段，國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。目前主要是設(shè)計院應(yīng)用BIM 技術(shù)較多，業(yè)主和施工單位應(yīng)用的較少。我國目前應(yīng)用BIM 技術(shù)基本都屬于“各自為戰(zhàn)”的態(tài)勢，同一個項(xiàng)目中，業(yè)主、設(shè)計、施工三方均同時采用BIM 技術(shù)的極少，一般都是三方中某一方用此技術(shù)，這樣一來，難以發(fā)揮BIM 技術(shù)在建筑全生命周期內(nèi)的優(yōu)勢，建模工作量大，單方面開展應(yīng)用BIM 技術(shù)的成本驟然增高

3.1轉(zhuǎn)變理念

BIM 是信息技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此推廣基于BIM技術(shù)的施工可視化應(yīng)用的策略應(yīng)與推廣應(yīng)用CAD一樣，使BIM應(yīng)用單位的業(yè)務(wù)層、管理層和領(lǐng)導(dǎo)層都充分認(rèn)識到 BIM 技術(shù)及其所帶來的價值，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)施工管理模式的觀念和方法，為基于 BIM 技術(shù)的管理理念、方法和手段創(chuàng)造應(yīng)用的環(huán)境。

3.2構(gòu)建組織團(tuán)隊(duì)

BIM技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜，基于BIM技術(shù)的施工可視化應(yīng)用必須要構(gòu)建相應(yīng)的BIM團(tuán)隊(duì)。對施工企業(yè)而言，可以有兩種方式來構(gòu)建BIM團(tuán)隊(duì)：①外聘 BIM咨詢團(tuán)隊(duì)，這比較適用于 BIM 技術(shù)的引入及應(yīng)用初期；②在施工企業(yè)內(nèi)部建立 BIM 團(tuán)隊(duì)。從有利于施工企業(yè)發(fā)展的角度來看，施工企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的情況設(shè)立專業(yè)部門或培訓(xùn)技術(shù)骨干，培訓(xùn)BIM人才，建立企業(yè)的BIM團(tuán)隊(duì)。在BIM團(tuán)隊(duì)構(gòu)建過程中，結(jié)合BIM 技術(shù)培訓(xùn)和工程實(shí)踐應(yīng)用，逐步推廣應(yīng)用BIM技術(shù)和軟件，使BIM技術(shù)得在施工企業(yè)內(nèi)到普及。

3.3構(gòu)建應(yīng)用BIM技術(shù)的軟硬件環(huán)境

施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求，制定企業(yè)BIM技術(shù)實(shí)施方案，并購置相應(yīng)的計算機(jī)硬件資源和網(wǎng)絡(luò)平臺；通過合作開發(fā)軟件或購買商品軟件等方式，為企業(yè)配置工程施工所需的 BIM 應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

結(jié)束語

BIM 整合了建筑產(chǎn)業(yè)鏈條的所有生命周期內(nèi)的各類干系人，在任何過程中都可以為其提供全方位的信息支撐和服務(wù)，在建筑施工可視化管理方面擁有明顯的優(yōu)勢，為建筑施工管理注入高科技力量。

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