BIM技術(shù)在機電施工階段的運用及意義

楊國峰 葛明偉

【摘要】中國建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，每年完成的工程量居世界之首，然而相比其他行業(yè)，建筑業(yè)效率相當(dāng)?shù)拖?，BIM作為一種信息溝通平臺，是信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用的結(jié)果；認(rèn)識并發(fā)展BIM、實現(xiàn)行業(yè)的信息化轉(zhuǎn)型已是勢不可擋的趨勢；簡述BIM技術(shù)及其在施工階段的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】建筑業(yè)；BIM技術(shù)；施工階段；應(yīng)用價值

近年來，BIM技術(shù)在國內(nèi)工程項目得到了廣泛的應(yīng)用，諸如房地產(chǎn)企業(yè)、設(shè)計單位、總承包單位都把應(yīng)用BIM技術(shù)作為公司提升競爭力的主要手段。BIM作為一種創(chuàng)新的工具與信息溝通平臺，是信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用的結(jié)果，BIM技術(shù)自提出以來，在歐美等發(fā)達(dá)國家的建筑業(yè)中引發(fā)了巨大變革.盡管我國建筑業(yè)中的BIM應(yīng)用還處在研究起步階段，為了與世界接軌最終建筑業(yè)走向世界，承攬更多的國際大型建筑項目，認(rèn)識并發(fā)展BIM、實現(xiàn)行業(yè)的信息化轉(zhuǎn)型已是時不我待。

1 BIM技術(shù)的產(chǎn)生、概念及特點

1.1 BIM技術(shù)的產(chǎn)生

BIM起源于美國，并被歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國家廣泛認(rèn)同和采用。我國建筑業(yè)處于國民經(jīng)濟(jì)支柱地位，“十一五”期間，建筑業(yè)增加國內(nèi)總產(chǎn)值的比重保持在6%，2010年增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到6.6%，成為吸納農(nóng)村剩余勞動力、拉動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門中占第四位。與這種支柱企業(yè)之一地位不相符的是相對于制造業(yè)、金融業(yè)、電子行業(yè)建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下，造成這種狀況的主要原因：（1）建筑業(yè)“碎片化”，存在信息孤島；建設(shè)項目整個生命周期中參與方比較多，工程項目各階段都需要各個專業(yè)單位去完成，缺乏統(tǒng)一信息平臺約束各方，使得設(shè)計過程和施工過程出現(xiàn)分離狀況。（2）存在信息流失；建筑業(yè)中各個參與方之間信息是通過圖紙來傳遞的，很容易造成信息的丟失和不完整性。（3）激烈競爭的建筑業(yè)迫切需要統(tǒng)一的信息平臺，及時提供各參建方共享。特別是業(yè)主方能夠及時掌握多方位信息，以便做出重要決策；傳統(tǒng)文字、報表和二維圖紙表示相關(guān)數(shù)據(jù)信息，不能很好的反映工程項目動態(tài)變化的機制等，導(dǎo)致建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下?？梢娦畔⒌臏贤ú粫吵蔀樘岣呱a(chǎn)效率的主要瓶頸，借鑒建造業(yè)的PDM技術(shù)信息化成果，BIM 技術(shù)也成為我國建筑業(yè)信息化的必經(jīng)之路。

1.2 BIM的概念

BIM是Building Information Modeling即：建筑信息模型的簡稱，由美國人Chuck M.Eastman于1975年首先提出相關(guān)概念。美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)（The National Building Information Modeling StandardsCommittee簡稱NBIMS）對BIM的定義如下：“BIM是建設(shè)項目的兼具物理特性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建設(shè)項目的最初概念設(shè)計開始的整個生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源。實現(xiàn)BIM的前提是：在建設(shè)項目生命周期的各個階段不同的項目參與方通過在BIM建模過程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反應(yīng)出各參與方的職責(zé)。BIM是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型?！?/p>

1.3 BIM的特點

美國M.A.Mortenson Company公司給出BIM具備六個特點[4]：（1）數(shù)字化；（2）空間化；（3）定量化：可計量化、坐標(biāo)化、可查詢化；（4）全面化；（5）可操作化；（6）持久化：在項目生命周期的所有階段都具有可用性；

2 BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用價值

BIM技術(shù)涵蓋了建筑的所有信息，平面上二維信息、空間上三維信息、時間上四維信息、工序上的六維信息?，F(xiàn)代建筑越來越復(fù)雜，技術(shù)要求越來越高，對工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的細(xì)度已經(jīng)要求到了構(gòu)件級、材料級。BIM技術(shù)在施工階段給參與各方提供了良好的信息平臺。

2.1 BIM技術(shù)應(yīng)用價值

在施工階段，錯漏碰缺檢查以及圖紙深化被認(rèn)為是對施工階段幫助最大的兩項應(yīng)用點；實時溝通、施工工序模擬、4D施工進(jìn)度模擬、獲取工程量這四項次之。BIM技術(shù)具體應(yīng)用主要有：（1）可以將復(fù)雜工程可視化，利用虛擬三維模型，模擬施工，使各專業(yè)協(xié)同工作，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間三維碰撞檢測，及時發(fā)現(xiàn)調(diào)整設(shè)計，避免施工浪費，以降低風(fēng)險；（2）通過BIM，得到最準(zhǔn)確的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分解到構(gòu)件級、材料級，有效控制施工成本，清楚項目該花多少錢，實現(xiàn)全過程的造價管理。（3）通過BIM，可以輕松完成工程數(shù)據(jù)的共享和重復(fù)利用，做到真正意義上的施工現(xiàn)場―項目部―分公司――集團(tuán)總部的從基層到高層信息共享。

2.2 BIM技術(shù)在我國應(yīng)用實例

（1）上海中心大廈

上海中心大廈是高科技的代表。BIM技術(shù)為眾多參與方搭建了信息交流和共享的平臺，整個設(shè)計充分體現(xiàn)了綠色、環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)的建筑業(yè)新理念，從項目的設(shè)計到后期的運營管理和維修BIM技術(shù)無處不在，徹底避免了項目全壽命期“信息孤島”現(xiàn)象，BIM技術(shù)的應(yīng)用是上海中心成功實施的保障。

（2）國家電網(wǎng)企業(yè)館

基于BIM進(jìn)行全生命周期管理的另一個成功的案例，是CCDI設(shè)計的世博會國家電網(wǎng)館。在國家電網(wǎng)企業(yè)館施工階段，BIM模型與進(jìn)度計劃實現(xiàn)4D應(yīng)用結(jié)合，再與工程造價實現(xiàn)5D應(yīng)用結(jié)合，通過立體的可視的模型，為各方提供大量復(fù)雜精準(zhǔn)共享信息，從而最大限度發(fā)揮了業(yè)主投資社會效益.

（3）某實驗中心大廈

該試驗中心大廈附樓三層斜交井字梁屋面，層高高（7.2m）、跨度大（22.3m）、井字梁斷面大（500*1400），混凝土體量大（630m3），模板及其支撐體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制難度高；借鑒BIM技術(shù)的虛擬施工，及時調(diào)整異型模板及鋼筋骨架支撐點，很好地解決了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題；該中心大廈地下室機房、設(shè)備房眾多，管線交錯布置難度大。

3 BIM技術(shù)展望

目前我國BIM技術(shù)總體屬于起步階段，它的發(fā)展還需要政府、企業(yè)以及建筑從業(yè)人員共同努力；隨著住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定修訂計劃》中規(guī)定的4本BIM標(biāo)準(zhǔn)制定計劃的發(fā)布，BIM標(biāo)準(zhǔn)正式進(jìn)入了國家科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系，這將促進(jìn)中國BIM技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、軟件協(xié)調(diào)配套合理發(fā)展。中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院主編的兩本核心國家BIM標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程設(shè)計信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》的編寫完成，隨著北京等地方BIM標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)實施細(xì)則，構(gòu)成了完整的中國標(biāo)準(zhǔn)序列，在“十二五”期間指導(dǎo)中國BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到的科學(xué)、合理的發(fā)展。

4 結(jié)束語

總之，基于BIM的施工管理已經(jīng)成為一種趨勢，對實現(xiàn)基于BIM的多參與方協(xié)同工作，提高施工管理信息化水平和工作效率取得了明顯效果。從投入來看，不但需要購置軟件，還需要培訓(xùn)相關(guān)的操作人員，要求比較高。BIM 技術(shù)業(yè)已成為世界上較成熟的施工管理技術(shù)，必將對項目建設(shè)的質(zhì)量提高、進(jìn)度加快、造價降低提供很好的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會，中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設(shè)管理分會，中國建筑學(xué)會工程管理研究分會及中國土木工程學(xué)會計算機應(yīng)用學(xué)術(shù)委員會聯(lián)合發(fā)布[J].中國工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報告2011，2011（10）.

[2]牟茗.四維建筑信息模型技術(shù)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2009

[3]過俊，陳宇，趙斌.BIM在建筑全生命周期中的應(yīng)用[J].技術(shù)專欄―BIM應(yīng)用，2010：209-214