BIM技術(shù)在建筑工程施工中的創(chuàng)新及應(yīng)用研究

卓博奇

中建三局一公司建筑設(shè)計院 湖北 武漢 430000

引言

BIM技術(shù)作為一種新的信息技術(shù)，在工作模式的創(chuàng)新、設(shè)計形式的補(bǔ)充、相關(guān)領(lǐng)域工作的推進(jìn)方面取得了很大的進(jìn)展。BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項目施工，建立和管理模型，模擬整個施工過程可以提高工程項目的管理水平。因此，有必要特別注意該技術(shù)，加強(qiáng)在建筑工程中的應(yīng)用。BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用詳見下文。

1 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是建筑信息模式的英文縮寫，目前該技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑信息模型的搭建中。建筑信息模型的建立需要綜合考慮建筑工程的施工具體地理位置以及用戶對建筑的具體需求，技術(shù)人員應(yīng)該全面收集所有的數(shù)據(jù)信息，從而建立更加可靠的數(shù)字化模型。傳統(tǒng)的建筑信息模式都是靠圖紙進(jìn)行構(gòu)建的，2D圖紙建立的模型缺少必要的直觀性，數(shù)據(jù)分析不嚴(yán)謹(jǐn)。而采用BIM技術(shù)建立的模型能夠直觀地對其進(jìn)行分析，實現(xiàn)了模型的三維建立。三維模型的建立過程中技術(shù)人員需要收集全面的數(shù)據(jù)信息，并科學(xué)合理地將所有的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用其中，提高模型的真實性。在計算機(jī)技術(shù)的支撐下，BIM技術(shù)能夠有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)模型中存在的不足之處。施工人員可以通過對模型的分析，找出施工設(shè)計方案中存在的問題，并直接在模型中進(jìn)行調(diào)整，不斷提高施工設(shè)計方案的可行性，降低對后續(xù)施工的影響。據(jù)目前的形勢來看，我國建筑行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的水平還比較低，在具體應(yīng)用的過程中仍然存在很多的問題，技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)對BIM技術(shù)的研究，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。技術(shù)人員必須積極主動的吸取發(fā)達(dá)國家該技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，不斷提高我國BIM技術(shù)的應(yīng)用水平[1]。

2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

在建筑工程施工中需要對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理和管理，無論是建筑工程項目自身的數(shù)據(jù)，還是行業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量都非常大，為保證施工的有效性和連續(xù)性，需要對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的處理，為制定施工方案、施工方法、整改措施等提供必要的參考和指導(dǎo)。目前我國建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀為：大企業(yè)的成本高于小企業(yè)、小企業(yè)的成本高于個體，市場競爭非常嚴(yán)重，使得大企業(yè)、小企業(yè)、個體等都處于平等的位置[2]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)”BIM技術(shù)能夠大幅度提升市場競爭優(yōu)勢。大量應(yīng)用案例和研究結(jié)果表明，如果建筑工程施工管理單位能夠從項目立項開始一直到竣工結(jié)束，整個施工中全面貫徹“互聯(lián)網(wǎng)”BIM技術(shù)，所得到的利潤至少能提升10%。因此，施工管理企業(yè)在管理中，要加大“互聯(lián)網(wǎng)”BIM技術(shù)應(yīng)用力度，在提升施工管理水平的同時，以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益

3 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用價值

BIM技術(shù)具有參數(shù)化和計算特性，在應(yīng)用于測量施工中增加的工程數(shù)量的同時，應(yīng)考慮到諸多因素對加強(qiáng)施工設(shè)計的影響。①使施工計劃更加科學(xué)合理，有效減少BIM技術(shù)可以獲得有效的工程測量數(shù)據(jù)，提高工程施工精度。②建立相關(guān)的BIM數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確計算施工工作量，提高施工預(yù)算的效率和準(zhǔn)確性。③為監(jiān)理提供所有施工材料的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息。④業(yè)主和監(jiān)理可以通過現(xiàn)場監(jiān)測獲得現(xiàn)場生產(chǎn)情況，根據(jù)有利于保證工程質(zhì)量和施工人員安全的BIM技術(shù)的三維可視化功能，能夠有效了解施工方案和施工進(jìn)度，便于進(jìn)度管理[3]。

4 BIM技術(shù)在各種施工階段的應(yīng)用

4.1 運(yùn)用于工程項目成本控制

BIM技術(shù)是一種新型的建筑工程管理技術(shù)，與科學(xué)和理性相結(jié)合，可以在一定程度上控制建筑成本。首先，利用BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫模型的數(shù)據(jù)信息，分析施工項目涉及的工程機(jī)械和原材料；其次，通過BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫評價得出分析結(jié)果；最后，評價過程分析了施工項目實際施工過程中的誤差、施工原料的浪費(fèi)、施工設(shè)備的損壞等。通過智能數(shù)據(jù)仿真技術(shù)，提出了針對性的優(yōu)化對策。利益相關(guān)者可以合作采取優(yōu)化措施，科學(xué)管理建設(shè)項目工地，有效節(jié)約人力資源，降低建設(shè)項目建設(shè)成本[4]。

4.2 過程管理

基于BIM與BIM+技術(shù)的BIM5D管理平臺是實現(xiàn)建筑工程質(zhì)量管理精細(xì)化的重要手段。通過BIM+互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、通信技術(shù)、射頻識別設(shè)備、紅外傳感器、激光掃描儀、GPS等技術(shù)和各種信息傳感設(shè)備，將人員、建筑實體、設(shè)備機(jī)械、BIM模型等聯(lián)系在一起，實現(xiàn)人、建筑實體、機(jī)械設(shè)備等的智能識別、跟蹤、定位、監(jiān)測和管理等。同時，將BIM信息模型導(dǎo)入質(zhì)量管理平臺，實現(xiàn)BIM模型與質(zhì)量管理平臺的無縫對接，進(jìn)行資源的有效共享與管理工作；通過物聯(lián)網(wǎng)將施工現(xiàn)場的各個構(gòu)件與BIM模型進(jìn)行對接，可以輸入、輸出建筑物各部件、部位的相關(guān)信息，這樣每個部件與部位都具有獨特“身份”，提高質(zhì)量管理的精細(xì)化程度。再者，工程實施人員也可通過基于BIM技術(shù)的輕量化移動應(yīng)用質(zhì)量信息管理平臺進(jìn)行組織協(xié)調(diào)、信息和權(quán)限分配，實現(xiàn)對建筑產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

4.3 根據(jù)模擬施工開展安全管理

采用BIM技術(shù)的使用，技術(shù)人員可以模擬建筑工程的施工，能夠及預(yù)測出建筑工程施工安全問題發(fā)生的概率，并及時對施工設(shè)計方案的調(diào)整提供方便。同時在進(jìn)行安全事故發(fā)生概率預(yù)測的過程中，可以綜合對事故進(jìn)行分析與評判。例如，通過建筑工程的模型的建立，技術(shù)人員可以對高空墜落以及塔吊事故進(jìn)行模擬，可以做好事故預(yù)防措施，降低事故發(fā)生給企業(yè)帶來的危害。同時，結(jié)合建筑工程的模型，可以對安全事故進(jìn)行全面的總結(jié)與分析。技術(shù)人員結(jié)合建筑工程施工中存在的問題，梳理出高頻發(fā)生的事故，從而警示施工人員提高安全施工的意識。根據(jù)施工現(xiàn)場具體的情況以及施工人員的綜合情況，做好安全防范措施。

4.4 場地資源的優(yōu)化

①利用BIM三維場布模型的可視化和仿真能力，表示傳統(tǒng)的三維平面場方案，用高仿真表示施工現(xiàn)場布置；②利用其視覺特征，易于修改和仿真高容錯率，可以優(yōu)化現(xiàn)場資源配置，合理布置施工現(xiàn)場，減少二次操作，提高成品保護(hù)效果，減少資源投入，保護(hù)成品；③使用BIM軟件提供的場景漫游渲染功能不僅可以將三維場地布局導(dǎo)出為圖像，還可以將三維場地布局導(dǎo)出為視頻，從而不僅可以查看場地的總體布局，還可以直觀地表示容易被阻擋的詳細(xì)布局，直觀地表示出來，相比較傳統(tǒng)的施工平面布置圖有巨大的優(yōu)勢[5]。

4.5 深化施工設(shè)計

將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程項目中，可以合理優(yōu)化施工設(shè)計圖紙，使之更加科學(xué)，滿足建筑的實際需要。通過建立三維建筑模型，BIM技術(shù)可以有效彌補(bǔ)施工中的缺陷，確保設(shè)計工作的正確性，使設(shè)計和實際結(jié)果不僅結(jié)合在圖紙階段，還可以結(jié)合在圖紙圖形上。三維布線設(shè)計與二維平面圖形的密切關(guān)聯(lián)也有助于改進(jìn)和簡化建筑設(shè)計。通過數(shù)據(jù)模型的初始結(jié)構(gòu)，建筑工程最終結(jié)構(gòu)效果的三維顯示可以更直接地觀察以前設(shè)計的缺陷，從而改進(jìn)設(shè)計方案。

4.6 碰撞檢測

傳統(tǒng)的二維CAD圖紙碰撞檢測存在著檢測效率低、人力耗費(fèi)大、不能直觀立體展示及過于抽象等導(dǎo)致常常出現(xiàn)錯漏。而通過三維可視化BIM技術(shù)，可高效、直觀地對各個專業(yè)模型和全專業(yè)模型進(jìn)行碰撞檢測，并快速準(zhǔn)確地輸出碰撞檢測結(jié)果?；贐IM技術(shù)的碰撞檢測很好地解決了上述所提到的傳統(tǒng)二維CAD碰撞檢測的諸多問題，可高效、直觀、全面的提前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)和全專業(yè)設(shè)計中存在的錯誤、不合理及沖突之處，并在項目開工前就實現(xiàn)合理優(yōu)化解決。這大大避免了施工過程中出現(xiàn)設(shè)計變更、返工和浪費(fèi)等問題的可能性，也為建筑工程的質(zhì)量提供保障。

4.7 優(yōu)化建筑性能分析

結(jié)合BIM技術(shù)和建筑工程設(shè)計方案，可以提出多樣的建筑設(shè)計方案，為了滿足投資者的期望，需要根據(jù)建筑工程項目的實際使用情況進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整。例如，建設(shè)購物中心時，必須考慮建筑項目的美觀、高度、室內(nèi)空間的布局，優(yōu)化建筑項目的使用性能以提高消費(fèi)者的舒適性在設(shè)計公共設(shè)施時，BIM技術(shù)是我國建筑工程的基本要求和建筑工程的實際影響性能公共建筑比傳統(tǒng)設(shè)計方案的商業(yè)建筑項目更加慷慨簡單，能夠滿足人民的實際需要[6]。

4.8 質(zhì)量管理中的應(yīng)用

總的來說，施工周期較長，施工技術(shù)相對較多。為了確保總體施工質(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施工單位必須提高施工安全、功能性、耐久性等。從幾個不同的角度。使用BIM技術(shù)，施工人員可以及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，使用合成施工技術(shù)，確保所有施工細(xì)節(jié)的質(zhì)量符合要求，提高施工工程的整體質(zhì)量。同時，施工單位可制定可實現(xiàn)的工程質(zhì)量控制目標(biāo)，以確保施工順利進(jìn)行。

4.9 在實際項目的建造過程中，協(xié)調(diào)好各部門之間的工作

在項目實際的開展過程中，一定要加強(qiáng)各個部門之間的聯(lián)系，避免由于協(xié)調(diào)不和所出現(xiàn)的各種問題。另外，BIM技術(shù)最大的特點就是它的信息化以及協(xié)調(diào)化的管理，這個特點讓它能高效地把各個數(shù)據(jù)連接在一起，然后再運(yùn)用不同的技術(shù)去進(jìn)行處理，這樣就會得到一個總體上的數(shù)據(jù)的展現(xiàn)和融合。也可以使用普通的模型把不同的技術(shù)連接起來，這樣就會實現(xiàn)各項工作的協(xié)調(diào)進(jìn)行，也能增加各個部門的溝通。然而BIM技術(shù)模型也會與某些軟件產(chǎn)生沖突。對于沖突的檢查，一定要在事前有一個高效的模擬，把可能產(chǎn)生的沖突點逐一檢查出來，并加以解決。只有這樣，才能真正解決沖突問題。應(yīng)該明白的是，只有在事前做好方案的協(xié)調(diào)工作，才能解決各方案中出現(xiàn)的問題，才能降低成本，減少損失，提高經(jīng)濟(jì)利潤。就目前來說，BIM技術(shù)在裝配式建筑中的利用會產(chǎn)生一個巨大的收益，而且會在很大程度上縮短工期，所以說它們的結(jié)合還是非常有意義的[7]。

5 結(jié)束語

BIM技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)工程操作模式，促進(jìn)了建設(shè)管理模式隨著新的需求向高效、科學(xué)的方向轉(zhuǎn)變，在BIM技術(shù)的常規(guī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上創(chuàng)新研發(fā)基于BIM的高大模板扣件式支撐架變形監(jiān)測技術(shù)，可推動BIM在建筑行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，加速建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，也為企業(yè)和社會培養(yǎng)一批BIM技術(shù)先鋒力量，推進(jìn)建筑業(yè)信息化的健康發(fā)展。