郭洋 臨沂商城實(shí)驗(yàn)學(xué)校

引言：建筑信息模型技術(shù)在2003年于美國(guó)傳入中國(guó)，首先應(yīng)用于我國(guó)的建筑工程管理項(xiàng)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(jí)階段。隨著大數(shù)據(jù)、信息化時(shí)代的到來(lái)，BIM技術(shù)在建設(shè)工程中的重要性越來(lái)越明顯，國(guó)家對(duì)于BIM技術(shù)的推廣也隨之增強(qiáng)，國(guó)家科技部在“十一五”期間首次將建筑信息模型作為重點(diǎn)研究課題[1]。

眾所周知，BIM技術(shù)擁有的強(qiáng)大的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的幫助項(xiàng)目管理者快速理解項(xiàng)目信息，進(jìn)而在一定程度上提高工程施工效率，從而縮短項(xiàng)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(jì)階段、施工階段及建筑運(yùn)維階段的應(yīng)用，從而幫助項(xiàng)目管理者更好地理解BIM技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。

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(guó)Chuck M.Eastman[2]博士提出，他認(rèn)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(gè)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(gè)模型中提取和查找，同時(shí)在不同的項(xiàng)目階段，各方的建筑參與者都能夠有效地運(yùn)行工程信息數(shù)據(jù)的協(xié)同和共享。

（二）BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM特點(diǎn)眾多，不同的學(xué)者都有不同的觀點(diǎn)，但最常見的特點(diǎn)主要包括四點(diǎn)，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(diǎn)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(jì)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(duì)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(dòng)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(jì)及內(nèi)部布局，降低現(xiàn)場(chǎng)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(gè)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(jì)部門成員、現(xiàn)場(chǎng)施工人員、甲方工程部、設(shè)計(jì)部等部門，當(dāng)前的建筑工程則需要集合這些部門成員力量，強(qiáng)化溝通交流促進(jìn)工程進(jìn)展推動(dòng)。

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(jì)圖紙的建筑模型，即建筑實(shí)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(shí)現(xiàn)建筑信息模型中的數(shù)據(jù)各方共享。無(wú)論是在施工前還是施工過(guò)程中各方都能夠針對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行溝通和商議、對(duì)專業(yè)矛盾問(wèn)題進(jìn)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(jìn)行施工過(guò)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(jìn)行圖紙的修改及施工的變更。同時(shí)，BIM的模擬性還體現(xiàn)在可以進(jìn)行突發(fā)情況下的逃生路線模擬、大型商場(chǎng)人流分散模擬、在工程前期設(shè)計(jì)階段的日照采光模擬等。舉例而言,在建筑設(shè)計(jì)階段，為了更好地模擬前后建筑的日照采光效果，設(shè)計(jì)方通常使用軟件模型等工具進(jìn)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(jì)人員提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及合理性以及現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程，從而借助模型實(shí)現(xiàn)5D模擬化施工，幫助工程施工管理者發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工過(guò)程中會(huì)發(fā)生的偏差及潛在問(wèn)題，并提前采取措施避免問(wèn)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(jìn)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(jì)階段中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)創(chuàng)建建筑物模型，在設(shè)計(jì)階段，建筑物的實(shí)貌就已可以被呈現(xiàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的圖紙，借助BIM三維可視化優(yōu)勢(shì)可以很好地向設(shè)計(jì)人員表達(dá)圖紙信息，增進(jìn)他們對(duì)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(shí)，BIM還可輔助場(chǎng)地分析[4]，BIM顯示的數(shù)據(jù)便于設(shè)計(jì)人員直觀研究地形、高程等，改正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，完善方案，保證可靠準(zhǔn)確，防止因設(shè)計(jì)中存在的缺陷而影響施工階段導(dǎo)致未來(lái)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(chǎng)布

BIM技術(shù)可以運(yùn)用三維建模的方式模擬還未開始施工的工程場(chǎng)地布置，這是比傳統(tǒng)的二維場(chǎng)布更加適用于當(dāng)今社會(huì)的地方，它更具嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性。在二維場(chǎng)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(chǎng)布造成混亂，加大施工難度。而運(yùn)用BIM技術(shù)可以直觀表達(dá)場(chǎng)布的具體情況，甚至可以自主進(jìn)行碰撞檢查、標(biāo)明問(wèn)題發(fā)生的地點(diǎn)和相關(guān)構(gòu)件，便于工程人員更好地布置場(chǎng)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(shí)一些經(jīng)驗(yàn)不足的工人往往會(huì)因?yàn)楣艿赖慕徊娑斐墒┕?wèn)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(yàn)豐富的工人又往往提高了勞動(dòng)力成本。運(yùn)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(yùn)營(yíng)與維護(hù)階段中的應(yīng)用

建筑的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)是工程生命全周期中的最后一個(gè)階段，它是在工程施工后對(duì)建筑進(jìn)行相關(guān)管理，更好地使用施工完后的建筑。BIM技術(shù)對(duì)建筑運(yùn)營(yíng)時(shí)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(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)整理、計(jì)算，達(dá)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的最大使用價(jià)值、獲得最大利益，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。運(yùn)用BIM技術(shù)可以直接將設(shè)備數(shù)據(jù)記錄入庫(kù)，利用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警方便運(yùn)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(dá)最大時(shí)，BIM會(huì)對(duì)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(shí)損失的人力物力，節(jié)省了時(shí)間。

2.能耗管理

目前社會(huì)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(guò)采集到的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)日常記錄的數(shù)據(jù)，可以計(jì)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(dāng)今社會(huì)發(fā)展規(guī)律，向大數(shù)據(jù)時(shí)代靠攏，減少了不必要的人力資源損失及時(shí)間與材料的浪費(fèi)，是未來(lái)建筑行業(yè)必不可少的通用技術(shù)。許多國(guó)家和地區(qū)如美國(guó)、日本也已開始大力扶植BIM技術(shù)在建筑業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，廣闊的發(fā)展前景使BIM技術(shù)成為建筑業(yè)時(shí)下的熱點(diǎn)研究方向，推動(dòng)了建筑業(yè)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。通過(guò)本研究，能夠有效地幫助建筑施工人員加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)，在一定程度上推動(dòng)BIM技術(shù)的發(fā)展和推廣。