BIM技術(shù)在建筑全生命周期管理應(yīng)用探索

郭洋 臨沂商城實驗學(xué)校

引言：建筑信息模型技術(shù)在2003年于美國傳入中國，首先應(yīng)用于我國的建筑工程管理項目。但據(jù)目前為止，BIM技術(shù)在各房企和施工單位的使用范圍較小，還處于初級階段。隨著大數(shù)據(jù)、信息化時代的到來，BIM技術(shù)在建設(shè)工程中的重要性越來越明顯，國家對于BIM技術(shù)的推廣也隨之增強，國家科技部在“十一五”期間首次將建筑信息模型作為重點研究課題[1]。

眾所周知，BIM技術(shù)擁有的強大的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性優(yōu)點，能夠有效的幫助項目管理者快速理解項目信息，進而在一定程度上提高工程施工效率，從而縮短項目施工工期。本研究在BIM技術(shù)基礎(chǔ)信息的基礎(chǔ)上，分析其在工程設(shè)計階段、施工階段及建筑運維階段的應(yīng)用，從而幫助項目管理者更好地理解BIM技術(shù)的特點及優(yōu)勢。

一、基本概念介紹

（一）BIM技術(shù)概念介紹

BIM技術(shù)全稱為Building Information Modeling，又被稱為建筑信息模型。最早是在1975年由美國Chuck M.Eastman[2]博士提出，他認為BIM技術(shù)就是將建設(shè)工程所需的建筑數(shù)據(jù)、建筑構(gòu)件及信息全部融合在一個完成的模型中。這就意味著BIM模型包含的數(shù)據(jù)信息十分的詳盡且內(nèi)容較多，所有建設(shè)工程全生命周期內(nèi)的信息都能夠在這個模型中提取和查找，同時在不同的項目階段，各方的建筑參與者都能夠有效地運行工程信息數(shù)據(jù)的協(xié)同和共享。

（二）BIM技術(shù)特點

BIM特點眾多，不同的學(xué)者都有不同的觀點，但最常見的特點主要包括四點，分別是可視化性、協(xié)調(diào)性、模擬行和優(yōu)化性。有關(guān)四點分析詳見如下：

1.可視化性

BIM技術(shù)的可視化主要體現(xiàn)在BIM模型的三維可視化功能[2]。傳統(tǒng)設(shè)計圖紙的二維結(jié)構(gòu)只能夠以平面的方式展示平立面圖紙，對于管理人員而言，只能根據(jù)圖紙內(nèi)容想象建筑模型的外觀。而BIM技術(shù)突破了二維圖紙的束縛，它能夠自動將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維立體化建筑結(jié)構(gòu)，幫助管理者更好的理解建筑信息，查看各立面外觀設(shè)計及內(nèi)部布局，降低現(xiàn)場工作人員的工作難度，從而提高工作效率。

2.協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性主要體現(xiàn)在它能夠?qū)崿F(xiàn)建設(shè)工程各個部門之間的信息共享和工作協(xié)調(diào)。其中涉及的部門人員包括前期工作人員、設(shè)計部門成員、現(xiàn)場施工人員、甲方工程部、設(shè)計部等部門，當前的建筑工程則需要集合這些部門成員力量，強化溝通交流促進工程進展推動。

BIM技術(shù)擁有的三維可視化功能可以向各方參與者展示設(shè)計圖紙的建筑模型，即建筑實體外觀形狀，便于參與者了解各構(gòu)件幾何信息、參數(shù)化信息，最終實現(xiàn)建筑信息模型中的數(shù)據(jù)各方共享。無論是在施工前還是施工過程中各方都能夠針對具體的問題進行溝通和商議、對專業(yè)矛盾問題進行協(xié)調(diào)管控，可以很大程度上減少施工方和利益主體方的摩擦、沖突。

3.模擬性

管理者可以借助BIM技術(shù)進行施工過程中的管道模擬，借助BIM模型自帶的碰撞檢查生成管道碰撞清單，并根據(jù)檢查結(jié)果進行圖紙的修改及施工的變更。同時，BIM的模擬性還體現(xiàn)在可以進行突發(fā)情況下的逃生路線模擬、大型商場人流分散模擬、在工程前期設(shè)計階段的日照采光模擬等。舉例而言,在建筑設(shè)計階段，為了更好地模擬前后建筑的日照采光效果，設(shè)計方通常使用軟件模型等工具進行日照模擬分析，分析在不同的高度、不同的方向，不同樓層間距下室內(nèi)光照效果。這些模擬功能能夠有效地幫助設(shè)計人員提高圖紙設(shè)計的準確性及合理性以及現(xiàn)場施工的效率；幫助房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)節(jié)省建造成本。

4.優(yōu)化性

BIM技術(shù)能夠配合使用Project等軟件協(xié)同關(guān)聯(lián)，有效地模擬建筑工程全生命施工過程，從而借助模型實現(xiàn)5D模擬化施工，幫助工程施工管理者發(fā)現(xiàn)實際施工過程中會發(fā)生的偏差及潛在問題，并提前采取措施避免問題發(fā)生。這在一定程度上能夠有效地節(jié)省建造成本，提高施工效率，進而縮短建筑工期。

二、BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期中的應(yīng)用研究

（一）BIM技術(shù)在建筑設(shè)計階段中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)創(chuàng)建建筑物模型，在設(shè)計階段，建筑物的實貌就已可以被呈現(xiàn)，對于設(shè)計復(fù)雜的圖紙，借助BIM三維可視化優(yōu)勢可以很好地向設(shè)計人員表達圖紙信息，增進他們對圖紙的了解，防止因建筑效果和預(yù)期不符而造成的疏漏偏差，提高工程精確度。同時，BIM還可輔助場地分析[4]，BIM顯示的數(shù)據(jù)便于設(shè)計人員直觀研究地形、高程等，改正錯誤數(shù)據(jù)，完善方案，保證可靠準確，防止因設(shè)計中存在的缺陷而影響施工階段導(dǎo)致未來的返工。

（二）BIM技術(shù)在建筑施工階段中的應(yīng)用

1.施工三維場布

BIM技術(shù)可以運用三維建模的方式模擬還未開始施工的工程場地布置，這是比傳統(tǒng)的二維場布更加適用于當今社會的地方，它更具嚴謹性、科學(xué)性。在二維場布中，平面與平面之間的關(guān)系沒有得到很好的處理，容易使場布造成混亂，加大施工難度。而運用BIM技術(shù)可以直觀表達場布的具體情況，甚至可以自主進行碰撞檢查、標明問題發(fā)生的地點和相關(guān)構(gòu)件，便于工程人員更好地布置場地。

2.管線綜合優(yōu)化

在二維圖紙中，平面內(nèi)管道之間的關(guān)系清晰可見[5]，但具體施工時一些經(jīng)驗不足的工人往往會因為管道的交叉而造成施工問題，立體空間內(nèi)的管道關(guān)系不明確，異面管道往往變成交叉管道，引起施工不便，減緩建設(shè)速度，而經(jīng)驗豐富的工人又往往提高了勞動力成本。運用BIM技術(shù)，建模后的管道立體客觀，相互之間的位置關(guān)系也清晰明了，大大提高了建設(shè)效率。

（三）BIM技術(shù)在建筑運營與維護階段中的應(yīng)用

建筑的運營與維護是工程生命全周期中的最后一個階段，它是在工程施工后對建筑進行相關(guān)管理，更好地使用施工完后的建筑。BIM技術(shù)對建筑運營時期的管理，包括結(jié)構(gòu)安全管理、能耗管理、災(zāi)害應(yīng)急管理等在內(nèi)，都是運用數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)整理、計算，達到便捷、自主、高效的目的。

1.設(shè)備管理

建筑內(nèi)各設(shè)備功能不同，使用年限也迥異。為了實現(xiàn)設(shè)備的最大使用價值、獲得最大利益，需要對設(shè)備進行統(tǒng)一管理。運用BIM技術(shù)可以直接將設(shè)備數(shù)據(jù)記錄入庫，利用監(jiān)控系統(tǒng)對設(shè)備進行監(jiān)控，當設(shè)備出現(xiàn)故障問題時，及時發(fā)出預(yù)警方便運行人員查閱檢修。如安裝在建筑內(nèi)的空調(diào)，在它的使用年限到達最大時，BIM會對相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警，檢查是否繼續(xù)使用或馬上更換，減少了空調(diào)故障時損失的人力物力，節(jié)省了時間。

2.能耗管理

目前社會倡導(dǎo)綠色建筑，提倡低耗能、節(jié)能環(huán)保，減少環(huán)境污染。BIM技術(shù)通過采集到的能耗數(shù)據(jù)進行整理分析，可以減少或消除異常的能源消耗。在水、電方面，BIM通過日常記錄的數(shù)據(jù)，可以計算出建筑適宜溫度、濕度，在符合人們需要的基礎(chǔ)上盡量減小能耗，調(diào)節(jié)資源使用，優(yōu)化管理，更加智能化、人性化。

結(jié)論：BIM技術(shù)遵循當今社會發(fā)展規(guī)律，向大數(shù)據(jù)時代靠攏，減少了不必要的人力資源損失及時間與材料的浪費，是未來建筑行業(yè)必不可少的通用技術(shù)。許多國家和地區(qū)如美國、日本也已開始大力扶植BIM技術(shù)在建筑業(yè)的實際應(yīng)用，廣闊的發(fā)展前景使BIM技術(shù)成為建筑業(yè)時下的熱點研究方向，推動了建筑業(yè)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。通過本研究，能夠有效地幫助建筑施工人員加強對BIM技術(shù)優(yōu)勢的認識，在一定程度上推動BIM技術(shù)的發(fā)展和推廣。