建筑設(shè)計施工管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

劉樂 張偉進

摘要：近年來，隨著建筑業(yè)信息化的大力推進，BIM 的新技術(shù)已開始應(yīng)用于建筑工程的整個生命周期。BIM 技術(shù)是基于建設(shè)項目的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，為 項目建立了建筑模型。BIM 技術(shù)的誕生縮短建筑設(shè)計時間，而且還能夠隨時修改設(shè)計參數(shù)，讓圖紙與設(shè)計始終保持高度一致。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，保證了建 筑工程的協(xié)同工作得到了有效展開，無論是建筑設(shè)計施工企業(yè)的運營管理，還是智能化的維護程度都會切實提升。本文首先闡述了 BIM 技術(shù)的基本概念及 優(yōu)勢、劣勢，簡要分析了建筑設(shè)計施工管理中 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，希望以此提高建筑效率，保證建筑質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計;BIM 技術(shù);應(yīng)用分析

引言

BIM 這項技術(shù)在我國雖然起步較晚，但是總體的發(fā)展速是相當(dāng)快的，BIM 技術(shù)在我國建筑行業(yè)視為“第二次技術(shù)革命”，它不僅讓整個建筑產(chǎn)業(yè) 的產(chǎn)業(yè)鏈得到了重塑，而且它還賦予了建筑產(chǎn)業(yè)新的生命周期。2011 年 5 月，我國城鄉(xiāng)住房建設(shè)部提出在五年內(nèi)普及 BIM 技術(shù)，實現(xiàn)我國建筑工程 的信息化管理。BIM 技術(shù)具有明顯的設(shè)計優(yōu)勢，能夠不斷提高設(shè)計質(zhì)量及 效率，有助于提升工程整體質(zhì)量，促進建筑工程發(fā)展。為了進一步推動建 筑行業(yè)發(fā)展，要深入研究 BIM 技術(shù)，使得 BIM 技術(shù)在建筑工程當(dāng)中得到合 理運用。

1 BIM 技術(shù)基本概述

如果在建筑設(shè)計過程中使用 BIM 設(shè)計技術(shù)，則設(shè)計效果以視覺，三維 方式呈現(xiàn)。不僅使建筑工程設(shè)計更直觀，而且還有助于設(shè)計師快速找到設(shè) 計中的缺陷并及時彌補。大大減少了設(shè)計中出現(xiàn)問題的可能性，減少了施 工過程中人力物力上的損失。除此之外，引入 BIM 設(shè)計，能夠及時準(zhǔn)確傳 遞建筑設(shè)計應(yīng)用信息，為日后的維修提供一定的基礎(chǔ)。BIM 技術(shù)將建筑工 程的各項信息進行匯總，借助相關(guān)信息建造建筑模型，通過仿真模擬反映 建筑的真實情況。BIM 技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，可用于工程設(shè)計、建造、管理 等多個方面，為建筑工程提供技術(shù)支持。BIM 技術(shù)具有較強的傳遞性，施 工的各個階段可在 BIM 技術(shù)的支持下，在工程項目的不同部門、不同階段 實現(xiàn)信息的共享與傳遞，加強彼此間的交流與協(xié)作，進而降低工程成本，推動建筑工程順利開展，在應(yīng)用過程中，首先要了解 BIM 技術(shù)的基本概念，進而掌握 BIM 技術(shù)。

2 BIM 技術(shù)優(yōu)勢與劣勢

BIM 技術(shù)采用智能控制，能夠站在大局的角度，通過智能控制對建筑 設(shè)計、投標(biāo)管理、合同管理等方面進行全方位管理，對整個工程進行精細(xì) 化管理，提高管理效率，保證管理質(zhì)量。BIM 數(shù)據(jù)系統(tǒng)性較強，能夠針對 建筑工程在不同的階段開展不同的管理，提高管理質(zhì)量。同時，有助于推 動建筑工程的順利開展。BIM 技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進行收集、匯總、分析，協(xié)同各個專業(yè)進行共同設(shè)計，借助自動檢測技術(shù)對其進行檢測，并加強彼此之間的聯(lián)系，幫助各個崗位、各個工種之間協(xié)調(diào)工作，節(jié)省設(shè)計人員的工作時間，減少和避免各個專業(yè)之間的缺漏設(shè)計缺陷，提高工作效率。

當(dāng)前，BIM 技術(shù)雖然已經(jīng)日趨成熟，但是在其發(fā)展過程中依然存在一?些缺陷。BIM 技術(shù)對于造型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多變的建筑工程項目效果更為突出，但對于一些相對簡單的建筑工程項目來說，大多數(shù)設(shè)計人員并不會使用?BIM 技術(shù)，認(rèn)為使用 BIM 技術(shù)多此一舉。當(dāng)然，部分建筑企業(yè)即便是簡單?工程項目也會使用 BIM 技術(shù)，但 BIM 技術(shù)的作用得不到有效發(fā)揮。因此，需要專業(yè)技術(shù)人員對 BIM 技術(shù)進行設(shè)計及維護，推動 BIM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

3 BIM 技術(shù)在建筑工程設(shè)計中的應(yīng)用

隨著 BIM 技術(shù)的快速發(fā)展及其被廣泛運用到建筑設(shè)計中，BIM 技術(shù)的 使用進一步提高了建筑設(shè)計質(zhì)量以及建筑設(shè)計效率，推動了建筑行業(yè)的發(fā) 展。

3.1 建筑設(shè)計方案應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計中，設(shè)計人員會展示設(shè)計效果圖，但是在竣工之后 會發(fā)現(xiàn)設(shè)計效果與竣工結(jié)束后呈現(xiàn)的效果存在較大差距，且這種差異已經(jīng) 很難改變。在此情況下，借助 BIM 技術(shù)，能夠?qū)⑵矫娴慕ㄖ桨?、設(shè)計圖 轉(zhuǎn)化為立體的模型，完整且系統(tǒng)詳細(xì)地呈現(xiàn)設(shè)計方案，給人更加直觀的感 受，讓設(shè)計人員清晰地看到建筑的外觀，通過模型的方式詮釋設(shè)計理念和 設(shè)計想法，并在設(shè)計過程中有效優(yōu)化設(shè)計方案，及時糾正設(shè)計過程中出現(xiàn) 的問題，保證設(shè)計工作的順利開展，進一步提高設(shè)計效率和施工效率。

3.2 可視化設(shè)計

BIM 技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)在可視化設(shè)計方面存在較大差異。傳統(tǒng)設(shè)計無法 有效展現(xiàn)建筑的整體外觀，難于顯示可視化成果。而 BIM 技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ?項目的外觀進行直觀呈現(xiàn)，從二維平面轉(zhuǎn)化成三維模式，這也是 BIM 技術(shù) 得到廣泛應(yīng)用的主要原因之一。建筑物中，很多墻體、門窗、樓梯等在傳 統(tǒng)的建筑設(shè)計中是無法很好地展現(xiàn)的。而 BIM 技術(shù)更加注重細(xì)節(jié)展現(xiàn)，可 以在可視化應(yīng)用中獨立顯示建筑物的基礎(chǔ)部分，模擬顯示建筑各個獨立部 分，可通過動畫展示充分了解建筑物的外觀及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，查看建筑物的 基礎(chǔ)構(gòu)建，一目了然地呈現(xiàn)整個建筑物的完成效果。BIM 技術(shù)的可視化設(shè) 計與傳統(tǒng)建筑設(shè)計有了較大的進步，通過三維動畫的方式觀看建筑物的基本構(gòu)造，其可操作性越來越強。

3.3 綠色設(shè)計

綠水青山就是金山銀山，保護環(huán)境就是保護生產(chǎn)力。經(jīng)濟發(fā)展決不能?以犧牲環(huán)境為代價，建筑行業(yè)也不例外，對于環(huán)保有了更高的要求。要樹?立生態(tài)理念，保護生態(tài)環(huán)境，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新交流平臺。在建設(shè)過程?中，要使用綠色環(huán)保的建筑材料進行施工，以更好地保護環(huán)境。與傳統(tǒng)技?術(shù)不同，BIM 技術(shù)更加強調(diào)綠色發(fā)展、綠色建筑，主要是由于 BIM 技術(shù)在?建筑設(shè)計中可以模擬建筑整個生命周期的能耗，這是傳統(tǒng)技術(shù)無法做到的。建筑設(shè)計人員在設(shè)計過程中會借助 BIM 技術(shù)設(shè)計不同的方案，根據(jù)施工現(xiàn)?場情況及周圍環(huán)境選擇最佳施工方案。

3.4 仿真模擬分析

BIM 技術(shù)在建筑物的仿真模擬分析中應(yīng)用較廣，例如，在建筑物前期?設(shè)計階段，通過建立 BIM 模型，可以從整體上分析建筑物的幾何參數(shù)、力?學(xué)參數(shù)等相關(guān)指標(biāo)，同時利用 BIM 模擬建筑物的物理性能，從而進行精確?計算。在前期設(shè)計中，為了降低建筑物在使用中的能耗，可以利用 BIM 分?析建筑物的能耗，然后通過優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)，計算風(fēng)能、熱能等，讓建筑物?在后期使用中更加合理。需要注意的是，在仿真模擬分析中要進行標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化的建設(shè)，對比不同模塊對于降低建筑物能耗的作用，在不斷地性能?優(yōu)化下提升 BIM 技術(shù)運用的質(zhì)量。

3.5 碰撞檢測

當(dāng)前，4D 技術(shù)在建筑設(shè)計中實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，在很大程度上提高了建 筑物的使用效率。4D 即以 BIM 三維建筑模型為基礎(chǔ)，利用進度時間軸，實 現(xiàn)進度管理從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計劃、橫道圖等平面靜態(tài)分析管理轉(zhuǎn)變?yōu)楦又?觀形象的、虛擬建造的可視化與動態(tài)控制，使工程進度管理精細(xì)化、信息 化。在建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員在掌握了 BIM 技術(shù)應(yīng)用的一些關(guān)鍵點后，利用 BIM 軟件平臺的碰撞檢測功能，實現(xiàn)了建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與暖通、機 電安裝以及設(shè)備等不同專業(yè)圖紙之間的碰撞，同時加快各專業(yè)管理人員解 決圖紙問題的效率。建筑項目部也可以將鋼結(jié)構(gòu)與土建、機電、幕墻、裝?修等深化模型集成起來，進行多專業(yè)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)整，并直觀展示給各分包 方，減少項目溝通時間，提高深化設(shè)計的準(zhǔn)確性。

4 材料表方面的應(yīng)用

BIM 技術(shù)通過數(shù)據(jù)收集匯總，能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析。BIM 技術(shù)在材料?表的制定方面具有很大優(yōu)勢，通過材料表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大大提高了建筑?設(shè)計效率，因此被廣泛地應(yīng)用于材料表制定方面。BIM 技術(shù)匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建屬于自己的數(shù)據(jù)庫。不同的建筑物所需要使用的材料數(shù)量、質(zhì)量、種?類是不相同的，不同建筑材料使用過程中呈現(xiàn)的效果也是不相同的，要根?據(jù)建筑項目的特征具體分析，選擇合適的材料進行施工，有助于保障建筑?工程質(zhì)量，提高建筑整體效果。在設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員可在數(shù)據(jù)庫?中尋求自己需要的數(shù)據(jù)，確定自己想要使用什么樣的材料以及材料的數(shù)量、 質(zhì)量和價格，大大節(jié)省了工作時間，提高工作效率。BIM 技術(shù)在材料方面?的應(yīng)用，對于建筑設(shè)計是非常大的進步，使得建筑設(shè)計施工更加合理有序，能夠嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計要求進行施工。

5 項目管理和施工方面的應(yīng)用

5.1 項目管理方面的應(yīng)用

目前，我國大多數(shù)工程管理方法仍采用傳統(tǒng)的工程管理方法，不能滿 足多部門交叉施工技術(shù)的控制。施工過程之中對于各相關(guān)單位的職責(zé)和管 理范圍界定不明確。在一些規(guī)模相對較大的建筑工程項目當(dāng)中，整個施工 空間的局限性相對較大，施工方案相對比較復(fù)雜，在這種情況下，在模擬 各個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上進行綜合分析，充分發(fā)揮 BIM 平臺可視化，參數(shù)化和信 息共享的優(yōu)勢。依據(jù)模擬情況對碰撞、沖突等情況進行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，最終依據(jù)工序情況進行調(diào)整，優(yōu)化施工方案和施工安全計劃，從而確保施 工進度的實施，防止安全事故的發(fā)生。另外，利用 BIM 對文化水平較低的 農(nóng)民工來說進行安全技術(shù)較低，使其猶如身臨其境，讓工人對培訓(xùn)的內(nèi)容 及施工中的安全隱患認(rèn)識更深入，達(dá)到的預(yù)期效果。除此之外，利用 BIM 軟件復(fù)核設(shè)計，通過模型與現(xiàn)場管理結(jié)合，實現(xiàn)可視化互動溝通，能夠糾 正工序，有效縮短施工時間。利用 BIM 搭建協(xié)同管理平臺，能夠初步形成 施工期大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了信息資源共享，企業(yè)精細(xì)化管理的模式。

5.2 施工方面的應(yīng)用

在一些較大規(guī)模的建設(shè)項目中，整個建筑空間的局限性較大，施工方 案也較為復(fù)雜。大多數(shù)傳統(tǒng)技術(shù)提交都是在二維結(jié)構(gòu)圖的幫助下進行的。對于一些空間分布較為復(fù)雜的部分，比如管線走向問題等，在施工時更加 難以完成。但是，使用可視化 BIM 技術(shù)構(gòu)建模型可以將傳統(tǒng)的 2D 繪圖轉(zhuǎn) 換為 3D 模型。及時提高交貨完成效率，保證交貨的準(zhǔn)確性，從而保證施工 質(zhì)量。同時，采用 BIM 技術(shù)，可以對建筑工程模型進行修改和設(shè)計，并將 設(shè)計理念實時反映在建筑工程設(shè)計模型中。施工項目可以順利進行，提高 施工效率。另外，從事設(shè)計、施工的相關(guān)人員就能夠在施工前完成碰撞檢 查，優(yōu)化管線的布置方案，提前對工程設(shè)計予以進一步完善，這樣就不會 造成設(shè)計變更，在施工之時，返工的幾率就會變得較低。

6 結(jié)語

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對于建筑工程的設(shè)計有了更高的要求。然 而，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的需求，要不斷借助 BIM 技術(shù)對相 關(guān)建筑工程進行設(shè)計。BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計應(yīng)用中既存在優(yōu)點也存在缺陷，因此，要對其進行具體分析，更好地運用 BIM 技術(shù)設(shè)計建筑工程，充分了 解 BIM 技術(shù)在建筑工程設(shè)計中的作用，更好地推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

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