BIM在建筑工程中的應(yīng)用及前景

趙一鵬　裴躍鋒　雷少華

摘 要：BIM建筑信息模型是通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，它是信息化發(fā)展的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)使建筑行業(yè)正在經(jīng)歷著一次信息化的革命。文章主要介紹了目前BIM技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM應(yīng)用的三種模式：設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式、施工單位主導(dǎo)模式、業(yè)主方主導(dǎo)模式。并從法律、技術(shù)、管理這三個(gè)角度分別探討了BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展存在的一些障礙，給出了相應(yīng)的解決辦法，為推動(dòng)BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑業(yè)應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM含義；國(guó)內(nèi)BIM現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

1 BIM含義

BIM作為信息化發(fā)展的成果，除了具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等優(yōu)點(diǎn)外它最核心的競(jìng)爭(zhēng)力在于其強(qiáng)大 的信息整合能力。傳統(tǒng)的信息交換方式是一種分散的信息傳遞模式，各個(gè)參與方必須與其他所有參與方進(jìn)行信息交換才能獲取自己所需的信息以及將信息傳遞出去。從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高項(xiàng)目管理的效率。簡(jiǎn)單地說，BIM就是工程項(xiàng)目管理中使用的一種信息化管理技術(shù)。

2 BIM在國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在中國(guó)，BIM正在為越來越多的人了解，建筑行業(yè)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)BIM的洗禮。軟件公司、設(shè)計(jì)單位、房地產(chǎn)開發(fā)商、施工單位、高?？蒲袡C(jī)構(gòu)等都已經(jīng)開始設(shè)立BIM研究機(jī)構(gòu)。國(guó)家“十一五”規(guī)劃中BIM已成為國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家“十二五”規(guī)劃中進(jìn)一步將BIM建筑信息模型作為信息化的重點(diǎn)研究課題。BIM在項(xiàng)目中的全程應(yīng)用尚屬首次，為以后BIM更廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)了BIM在中國(guó)的發(fā)展勢(shì)頭。BIM在國(guó)內(nèi)的三種應(yīng)用模式 目前BIM的應(yīng)用主要在設(shè)計(jì)階段和施工階段，從BIM技術(shù)的應(yīng)用方來分，國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM的應(yīng)用模式主要包括：設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式、施工單位主導(dǎo)模式、業(yè)主方主導(dǎo)模式。

2.1 設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式

設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式是BIM在工程項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用的比較早的一種模式，也是最多的一種模式。設(shè)計(jì)單位為了更好的表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，增加中標(biāo)的機(jī)率，特別是大型建筑項(xiàng)目都會(huì)采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，用于向業(yè)主展示設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)成型后的效果圖，當(dāng)設(shè)計(jì)方案為業(yè)主接受與了解后，如業(yè)主不做要求，則設(shè)計(jì)單位就不再繼續(xù)擴(kuò)充利用BIM模型。也就是說設(shè)計(jì)方主導(dǎo)模式是在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段初期使用BIM技術(shù)，而沒有在全生命周期中使用。

2.2 施工單位主導(dǎo)模式

施工單位主導(dǎo)模式是指施工單位為了提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，節(jié)約企業(yè)成本，而采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，以提前排除建設(shè)過程中可能發(fā)生的沖突。施工單位采用BIM技術(shù)主要包括兩個(gè)原因，一是增加中標(biāo)機(jī)會(huì)，施工單位可以利用BIM的施工模擬技術(shù)向業(yè)主直觀地展示施工方案，包括進(jìn)度安排、資源調(diào)度安排、施工工序搭接等等，提高業(yè)主的主觀感受。二是提高施工管理的效率，在工程項(xiàng)目建設(shè)中，尤其是大型項(xiàng)目，不確定因素很多，施 工的工序搭接、進(jìn)度安排，資源調(diào)度安排等等往往存在著眾多矛盾，施工單位通過BIM模型可在項(xiàng)目施工之前預(yù)先模擬項(xiàng)目施工過程，提前將可能出現(xiàn)的問題找出并加以解決，保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，保證工期的同時(shí)也節(jié)約了返工等帶來的不必要成本。

2.3 業(yè)主方主導(dǎo)模式

業(yè)主方主導(dǎo)模式是隨著BIM不斷發(fā)展而產(chǎn)生的，這種模式是最符合BIM全生命周期的理念的，由業(yè)主方主導(dǎo)可以在建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期內(nèi)運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的管理。業(yè)主方主導(dǎo)模式加強(qiáng)了業(yè)主方對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的控制力，有效克服了業(yè)主方工程專業(yè)知識(shí)不足的缺點(diǎn)，為建設(shè)項(xiàng)目各參與方提供了協(xié)同工作的平臺(tái)。另外，通過變換項(xiàng)目各種不確定因素來預(yù)測(cè)項(xiàng)目在不同環(huán)境下的成本、工期等的變化，從而對(duì)項(xiàng)目方案進(jìn)行優(yōu)化比選，最終選定一個(gè)較為滿意的方案。施工階段，BIM模型作為信息交流平臺(tái)，業(yè)主可以很好地控制施工進(jìn)度，合理安排進(jìn)度款的支付，起到監(jiān)督施工的作用，保證項(xiàng)目工期的同時(shí)保證了項(xiàng)目質(zhì)量。

3 BIM發(fā)展前景

對(duì)于BIM在未來將有以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：

3.1 以移動(dòng)技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)智能終端的普及，人們現(xiàn)在可以在任何地點(diǎn)和任何時(shí)間來獲取信息。而在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，將會(huì)看到很多承包商，為自己的工作人員都配備這些移動(dòng)設(shè)備，在工作現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 數(shù)據(jù)的暴露

現(xiàn)在可以把監(jiān)控器和傳感器放置在建筑物的任何一個(gè)地方，針對(duì)建筑內(nèi)的溫度、空氣質(zhì)量、濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然后，再加上供熱信息、通風(fēng)信息、供水信息和其他的控制信息。這些信息匯總之后，設(shè)計(jì)師就可以對(duì)建筑的現(xiàn)狀有一個(gè)全面充分的了解。

3.3 未來還有一個(gè)最為重要的概念——云端技術(shù)，即無限計(jì)算

不管是能耗，還是結(jié)構(gòu)分析，針對(duì)一些信息的處理和分析都需要利用云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力。甚至，我們渲染和分析過程可以達(dá)到實(shí)時(shí)的計(jì)算，幫助設(shè)計(jì)師盡快地在不同的設(shè)計(jì)和解決方案之間進(jìn)行比較。

3.4 數(shù)字化現(xiàn)實(shí)捕捉

這種技術(shù)，通過一種激光的掃描，可以對(duì)于橋梁、道路、鐵路等等進(jìn)行掃描，以獲得早期的數(shù)據(jù)。我們也看到，現(xiàn)在不斷有新的算法，把激光所產(chǎn)生的點(diǎn)集中成平面或者表面，然后放在一個(gè)建模的環(huán)境當(dāng)中。因此，我們可以利用這樣的技術(shù)為客戶建立可視化的效果。未來設(shè)計(jì)師可以在一個(gè)3D空間中使用這種進(jìn)入式的方式來進(jìn)行工作，直觀地展示產(chǎn)品開發(fā)的未來。

3.5 協(xié)作式項(xiàng)目交付

BIM是一個(gè)工作流程，而且是基于改變?cè)O(shè)計(jì)方式的一種技術(shù)，而且改變了整個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行施工的方法，它是一種設(shè)計(jì)師、承包商和業(yè)主之間合作的過程，每個(gè)人都有自己非常有價(jià)值的觀點(diǎn)和想法。

如能通過分享BIM讓這些人都參與其中，在這個(gè)項(xiàng)目的全生命周期都參與其中，那么，BIM將能夠?qū)崿F(xiàn)它最大的價(jià)值。剛開始接觸BIM的建筑師，初步認(rèn)為BIM是用三維模型來實(shí)現(xiàn)從方案到施工圖的整合過程，甚至可以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、編寫投資預(yù)算、施工組織計(jì)劃、虛擬現(xiàn)實(shí)施工、做效果圖，出動(dòng)畫。即使再有經(jīng)驗(yàn)的建筑師、總工，都無法真正做到一絲不漏的境界，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤傾向。一個(gè)工程，一但出現(xiàn)問題，其后來的各方面損失，都是不可估量的，悲慘的。只有將數(shù)千個(gè)總工程師的審核經(jīng)驗(yàn)編制在審核系統(tǒng)里，才能夠?qū)⑦@種損失，減少至微乎其微。

4 結(jié)語

作為計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展的成果，BIM技術(shù)將引領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次，提高建筑工程的信息化管理程度，提高管理效率。我國(guó)建筑市場(chǎng)龐大，參與主體和參與潛量巨大，相信在各方的積極努力下，BIM技術(shù)必將為我國(guó)建筑業(yè)的科技進(jìn)步發(fā)揮重大作用。要實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理中全方位的應(yīng)用，不僅要解決的是技術(shù)問題，更需要解決的是管理層面的問題，這有利于提高集成管理的水平，同時(shí)也能促進(jìn)BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用。