淺析BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應用

2020-09-10 07:22:44李勇

智能建筑與工程機械 2020年2期

摘? 要：建筑業(yè)在社會經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，其為社會經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻。當前智能建筑在國民生產(chǎn)總值中所占比重逐漸提高，雖然智能建筑發(fā)展已取得一定成就，但是建筑業(yè)"耗能巨大，效率低下"的現(xiàn)實問題依然存在。為解決該問題，建筑業(yè)逐漸由BLM理念向BIM（Building Information Modeling）技術(shù)轉(zhuǎn)變，因此BIM技術(shù)在建筑業(yè)中獲得廣泛應用。本文介紹BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應用，以期進一步推動BIM技術(shù)在建筑業(yè)中的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑工業(yè)化;應用優(yōu)勢

中圖分類號：TU17? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2095-6903（2020）02-0000-00

0 引言

目前我國仍處于社會主義初級階段，建筑業(yè)迎來飛速發(fā)展期，建筑市場不斷擴大，因此其對國民經(jīng)濟發(fā)展做出巨大貢獻。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國近幾年的建筑業(yè)產(chǎn)值提升近20倍，其在國內(nèi)生產(chǎn)總值中的所占比重不斷增加，是目前帶動經(jīng)濟增長的重要力量。當前我國經(jīng)濟總體發(fā)展良好，我國未來經(jīng)濟增長繼續(xù)走高的可能性很大。此外從相關(guān)部門對我國固定資產(chǎn)投資情況來看，預計到2020年我國建筑業(yè)增加值年均增長達到8%，全額總量約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的7%。我國將來50年，城市化率達到76%[1]。但研究發(fā)現(xiàn)以上巨大成果的取得是建立在巨大資源消耗與浪費的基礎上的。想要解決該類問題，建筑業(yè)必須走節(jié)能高效的改革發(fā)展道路，其中BIM技術(shù)充分利用信息化手段有效推動了我國建筑工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）的簡稱。根據(jù)《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》對BIM的闡釋可知其有如下特點 [2]：（1）BIM是建設項目特性的數(shù)字表達;（2）BIM是一個共享的資源平臺;（3）BIM技術(shù)具有全壽命周期性，為從項目建設到拆除的全生命周期提供決策依據(jù)，并在建設項目的不同時期，通過在BIM中插入、提取、更新和更改信息，來達到各個相關(guān)方的協(xié)同合作，進而更好的完成工作。簡而言之，BIM是利用建筑項目的各類信息數(shù)據(jù)建立三維模型，通過信息仿真模擬建筑物的真實過程。此外，BIM技術(shù)能很好的為建設項目的建設單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位等多個項目參與方提供同樣的信息平臺，通過彼此間共同分享同一建筑信息模，最終實現(xiàn)建設項目的可視化、精細化建造[3]。

2 BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應用優(yōu)勢

2.1 信息完備性

信息完備性是指通過BIM技術(shù)獲取建設項目的各類信息和拓撲關(guān)系，集成各參建方的信息資源，形成一套完整的信息庫。

2.2 信息關(guān)聯(lián)性與一致性

信息關(guān)聯(lián)性是指通過分析數(shù)據(jù)建模將各類信息通過彼此之間的信息關(guān)聯(lián)將其聯(lián)系起來，并在BIM模型中用構(gòu)件方式將其表現(xiàn)出來，向人們反應建筑構(gòu)件所包含的信息，從而使人們對建筑信息一目了然。

由于BIM技術(shù)從建設項目的初期設計階段到建設項目的后期運營階段都有涉及，因此BIM技術(shù)容納了建設項目從設計到運營全過程的全部信息，并且前后信息保持了一致性[4]。

2.3 可視化模擬

建筑業(yè)在施工過程中會有一些在圖紙上看不到的構(gòu)件信息，因此可能在施工過程中不小心造成失誤，進而導致極大損失，BIM技術(shù)的可視化功能可讓工作人員在建設前期看到建設后期的各構(gòu)件及結(jié)構(gòu)布置，彌補了完全靠人腦去想象的弊端。而BIM技術(shù)具有的可視化功能能夠?qū)ㄔO項目不同構(gòu)建以及整體效果的聯(lián)系性進行反饋，在很大程度上減少了犯錯機率。

BIM技術(shù)通過數(shù)字信息技術(shù)模擬出建設項目后期運營的建筑模型，反映出前期不能看見的但是后期卻需要進行操作的構(gòu)件信息，為后期制定科學的施工方案起到重要指導作用。如圖1所示。

2.4出圖的協(xié)調(diào)性

建設項目在設計階段會存在各參建方之間溝通不到位，導致構(gòu)件之間出現(xiàn)碰撞摩擦等問題，而BIM技術(shù)作為一個信息化平臺及時的讓各方了解彼此之間的圖紙，解決相互矛盾的地方，避免構(gòu)建之間的不協(xié)調(diào)性。BIM技術(shù)可以對建筑物進行可視化展示然后進行相互之間協(xié)調(diào)優(yōu)化，從而為業(yè)主出提供各類綜合管線、結(jié)構(gòu)預留洞圖以及相應的改進方案。

2.5成本管理的優(yōu)化

BIM技術(shù)利用計算機進行大量復雜的科學計算，并對建設方案進行優(yōu)化。如BIM技術(shù)可以進行項目方案優(yōu)化，讓業(yè)主提前了解更多與建設項目相關(guān)的信息。除此之外，還可提前估算建設項目的造價，控制相關(guān)成本。

BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中有著傳統(tǒng)技術(shù)不具有的優(yōu)勢，如提高工程量計算準確性，利用 BIM 5D 模型讓成本管理更加精細、規(guī)范;做到全生命周期的人、材、機的合理安排，減少變更發(fā)生幾率，利于制定更好的設計方案;減少鋼筋浪費;與 RFID技術(shù)的良好結(jié)合，實現(xiàn)了建筑垃圾的資源化管理，進一步減少成本。傳統(tǒng)技術(shù)與BIM技術(shù)的比較，如圖2所示。

3 BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的應用

3.1 有助于實現(xiàn)建筑構(gòu)件設計、生產(chǎn)的標準化

標準化工廠能實現(xiàn)建筑構(gòu)件設計生產(chǎn)的的精細化發(fā)展，減少加工誤差和產(chǎn)生的失誤[5]。圖3、圖4表示建設項目各相關(guān)方溝通關(guān)系圖。由此可知：同時BIM 技術(shù)很大程度上打破了建筑工業(yè)化管理的屏障，集成各部門之間的信息，，實現(xiàn)了項目管理的集成化發(fā)展，如圖5。

3.2 利于實現(xiàn)施工安裝的裝配化發(fā)展

現(xiàn)場施工，需要通過精細的計算，進行施工搭接，BIM技術(shù)利用計算機來進行計算減少了不必要的計算誤差，使通過BIM技術(shù)進行搭接的精確度更高，保證構(gòu)件安裝施工的順利進行，使建設項目在規(guī)定工期內(nèi)完工，減少不必要的額外成本支出[6]。

3.3 利于實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營的信息化發(fā)展

BIM 技術(shù)的應用能將各個構(gòu)件的信息傳送到所模擬建筑物中，工作人員可以通過軟件進行錯誤查找和修正。并且這些信息從建設項目設計階段就存在[7]，直至項目拆除，這是真正意義上的全壽命周期管理，是未來建筑工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。

4 基于BIM 技術(shù)的成本算例分析

BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中可實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營信息化，即在一定程度上減少了業(yè)主、施工方、監(jiān)理方的信息不對稱程度，進而減少了不必要的成本投入，提高收益。如圖6所示。

假設 R=f（x）表示信息對稱的程度與收益關(guān)系

C1 =F（X1 ）表示信息對稱度和成本的關(guān)系

R：表示收入

C：表示成本

根據(jù)圖6可知，在I[0，X1 ]區(qū)間中，信息對稱度相對小，則有RC，而Ⅲ[X2 ，∞]區(qū)間中，開始呈現(xiàn)信息不對稱性，有R

。若各方共享信息，用在挖掘?qū)Ψ诫[藏信息的成本就會減少，如曲線C2 = F（X2 ）所示，明顯該階段信息不對稱范圍變大，現(xiàn)為[X1’，X2’]。基于這個范圍，支付成本C2 通過上述算例可知，BIM技術(shù)在成本節(jié)約方案中具有重要作用，通過不同參與方之間的信息共享以及數(shù)據(jù)交換，能夠更好的溝通協(xié)調(diào)，方便建筑工業(yè)化中各方彼此之間的監(jiān)督。此外，BIM技術(shù)解決了當前建筑工業(yè)化領(lǐng)域信息交流的瓶頸問題，提升了項目建設的效率和利潤。

5 結(jié)語

建筑業(yè)信息化發(fā)展已經(jīng)成為我國建筑業(yè)發(fā)展中不可或缺的重要一環(huán)，BIM技術(shù)擁有數(shù)據(jù)集成共享功能，把建設項目信息數(shù)字化轉(zhuǎn)換為各相關(guān)方都可視的建筑模型。這在很大程度上為我國建筑行業(yè)走綠色可持續(xù)發(fā)展道路，提供了有力支持。同時對于BIM技術(shù)在建設項目的良好施工運營方面有著重要的實踐意義。雖然我國BIM技術(shù)起步晚，但是發(fā)展迅速。當前不僅各相關(guān)企業(yè)和科研機構(gòu)紛紛研究應用BIM技術(shù)，我國住建部也出臺相應政策文件來指導BIM技術(shù)的推廣[8]，這使得BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)中受到的重視程度逐漸加大，使我國建筑業(yè)在施工方法、項目管理、成本精細化管理、建設經(jīng)營信息化等多個方面可以充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢。因此，大力號召開展BIM技術(shù)研究以及實踐應用，加大對BIM技術(shù)的推廣和改進，成為當前學術(shù)界和企業(yè)界需要解決的關(guān)鍵問題。

參考文獻

[1] 姬麗苗.基于BIM技術(shù)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設計研究[D].沈陽：沈陽建筑大學，2014.

[2] 姚德山.基于BIM技術(shù)的建筑工程成本管理系統(tǒng)[D].合肥：安徽大學，2014.

[3] 朱芳琳.基于BIM技術(shù)的工程造價精細化管理研究[D].成都：西華大學，2015.

[4] 牛博生.BIM技術(shù)在工程項目進度管理中的應用研究[D].重慶：重慶大學，2012.

[5] 齊華偉.BIM技術(shù)在建設項目施工階段的應用研究[D].合肥：安徽建筑大學，2016.

[6] 鄭華海，劉勻，李元齊.BIM技術(shù)研究與應用現(xiàn)狀[J].結(jié)構(gòu)工程師，2015（4）：233-241.

[7] 趙景學，姜立，王會一.BIM技術(shù)在文物建筑保護中的應用可能性研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2012（1）：43-46.

[8] 何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010，02（4）：110-117.

收稿日期：2020-01-22

作者簡介：李勇（1974—），男，云南昆明人，本科，高級工程師，研究方向：施工管理，施工技術(shù)。

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