BIM技術(shù)淺析

黃滟雯， 廖文濤， 龍 偉

(1.西華大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院， 四川成都 610000；2. 西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院,陜西西安 710000)

BIM(Building Information Modeling)是以工程項目的幾何的和非幾何的所有信息為基礎(chǔ)而建立的信息模型。在BIM模型中每一個構(gòu)件都包含自己的信息，如材料類型、價格、重量、保修期、廠家、進(jìn)度、負(fù)責(zé)人等。在建筑設(shè)計、施工、運(yùn)維的每個階段中，應(yīng)用BIM技術(shù)對每個階段進(jìn)行精細(xì)化管理。

應(yīng)用BIM技術(shù)可以避免因設(shè)計各專業(yè)不協(xié)同而可能導(dǎo)致的工期延遲與造價浪費(fèi)問題[1]，利用BIM管理平臺，如廣聯(lián)達(dá)5D、魯班等，可實(shí)現(xiàn)項目全過程精細(xì)化管理，從而提高項目效益[2-3]。BIM技術(shù)的出現(xiàn)還可解決傳統(tǒng)建造與造價難以解決的問題，如異形幕墻的安裝與造價問題。

1 BIM應(yīng)用的特點(diǎn)

(1)可視化：效果表現(xiàn)、碰撞檢查、移動終端現(xiàn)場比對。在建筑設(shè)計、施工、運(yùn)維過程中可通過三維模型進(jìn)行溝通，可有效減少溝通成本。

(2)出圖：施工圖、深化設(shè)計圖、加工圖、竣工圖。BIM模式是二維、三維聯(lián)動的狀態(tài)，可通過碰撞檢查后直接出深化設(shè)計后的施工圖紙。

(3)協(xié)調(diào)性：各專業(yè)出現(xiàn)沖突，機(jī)電與機(jī)電的碰撞、機(jī)電與結(jié)構(gòu)的碰撞、預(yù)留洞口尺寸與位置錯誤、凈空不夠等問題，可使用BIM技術(shù)進(jìn)行有效地協(xié)調(diào)。

(4)模擬性：可進(jìn)行三維的施工模擬、緊急疏散路線模擬、日照采光等的模擬。

(5)優(yōu)化性：可利用BIM模型每個構(gòu)件所攜帶的工程信息來對整個項目進(jìn)行優(yōu)化。

(6)工程量統(tǒng)計：國標(biāo)清單、施工結(jié)算、備工備料。

(7)參數(shù)化設(shè)計：模塊化設(shè)計、裝配式、住宅產(chǎn)業(yè)化。

(8)模型與信息關(guān)聯(lián)：進(jìn)度信息、施工運(yùn)維信息。

2 BIM應(yīng)用存在的問題

(1)在BIM設(shè)計及建模標(biāo)準(zhǔn)化上缺乏技術(shù)積淀；(2)各自為戰(zhàn)，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施方法；(3)缺少底層的基礎(chǔ)建設(shè)及落地應(yīng)用，概念炒作居多。所以完善的BIM應(yīng)用要同時滿足以下三個方面的要求：①設(shè)計——全專業(yè)出圖；②施工——國標(biāo)清單算量及施工階段的信息添加及管理；③運(yùn)維——各類信息的應(yīng)用，與其它專項管理軟件的接口。

3 交互問題解決方式

BIM模型是信息的載體，信息是整個BIM技術(shù)的關(guān)鍵所在[5]，因此如何更好地使用BIM技術(shù)的關(guān)鍵問題就是如何將模型所承載的信息使用起來。但沒有統(tǒng)一的建模標(biāo)準(zhǔn)和信息添加標(biāo)準(zhǔn)，信息就不能實(shí)現(xiàn)在各個BIM軟件中流通。建模標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件命名標(biāo)準(zhǔn)可由國家進(jìn)行統(tǒng)一[4]，但信息涉及面很廣，從可研、設(shè)計到施工再到運(yùn)維階段，每個階段都有很多信息要往BIM模型中添加，工作量大、人員復(fù)雜因此從國家出臺標(biāo)準(zhǔn)去實(shí)現(xiàn)信息添加統(tǒng)一比較困難。

現(xiàn)筆者提出一種統(tǒng)一信息的方法，以Revit軟件為例。Revit可用作BIM模型的建立，然后在Revit軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)一個小插件。這個插件包含了從可研、設(shè)計到施工、運(yùn)維建筑整個生命周期所需要的所有信息名稱，用戶則可以通過在插件中選擇信息來實(shí)現(xiàn)對BIM模型每個構(gòu)件信息的添加。其它后續(xù)BIM軟件則可以通過對統(tǒng)一命名的信息開發(fā)一個接受信息的插件來實(shí)現(xiàn)對BIM模型信息的提取，提取后的信息則可以使用到自己的軟件中。以有限元分析軟件為例：如果要進(jìn)行有限元分析我們首先要在有限元軟件中建立模型再進(jìn)行分析，這樣做費(fèi)時費(fèi)力也不符合信息流通的概念。我們可以在BIM模型中添加要進(jìn)行有限元分析所需要的信息，如荷載、邊界條件等。這樣有限元分析軟件則可以直接在BIM模型中提取所需的信息來進(jìn)行分析，而不用二次建模。

此種方法可以不用使用共享參數(shù)對BIM信息進(jìn)行添加，簡化了BIM添加信息的操作，實(shí)現(xiàn)了信息命名的統(tǒng)一化。

4 實(shí)際項目應(yīng)用舉例

4.1 項目概況

四川美術(shù)館(新館)是四川省美術(shù)家協(xié)會所在地，位于成都市青羊區(qū)東城根街與人民西路交匯處。此項目是個雙曲面的裝飾外墻(圖1)，傳統(tǒng)算量方法難以滿足要求，因此在結(jié)算時建設(shè)方與施工方就工程量核對出現(xiàn)爭議。

圖1 四川美術(shù)館(新館)

4.2 通過BIM技術(shù)進(jìn)行解決

由于此館已經(jīng)修建完成，所以使用三維掃描儀對美術(shù)館外墻進(jìn)行掃描[6]，三維掃描儀精度在3 m以內(nèi)，掃描完成后圖形如圖2所示。然后使用Dynamo對美術(shù)館進(jìn)行參數(shù)化建模如圖3，建立好的模型與三維掃描儀模型進(jìn)行擬合(圖4)。從擬合圖中可以看出三維掃描模型與BIM模型完全契合，建設(shè)方與施工方一致認(rèn)可后BIM模型直接出量，解決了雙方爭議，顛覆了傳統(tǒng)結(jié)算模式。

圖2 三維掃描儀圖形

圖3 美術(shù)館BIM模型

5 結(jié)束語

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)的設(shè)計、管理、施工運(yùn)維新技術(shù)，是建筑企業(yè)發(fā)展的必要條件。BIM應(yīng)用擁有可視化、出圖性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、工程量統(tǒng)計、參數(shù)化設(shè)計、模型與信息關(guān)聯(lián)性等特點(diǎn)，能夠解決以往難以解決的問題。BIM技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但至今為止仍然還有很大的發(fā)展空間，如軟件交互問題、模型承載信息的使用問題等，還需要繼續(xù)探索下去。

圖4 三維掃描圖形與BIM模型擬合