周曉云 青島理工大學

BIM 模型是建筑信息建模模型的英文縮寫，是數(shù)字建筑信息模型。通過三維信息仿真系統(tǒng)，可以實現(xiàn)三維民用信息系統(tǒng)的數(shù)字現(xiàn)實與仿真，實時在線遠程恢復建筑構(gòu)件、工程進度曲線等各種幾何形狀信息和三維非實體建筑幾何形狀信息，以便對大型建設(shè)項目進行實時監(jiān)控。

一、BIM 技術(shù)的特點與優(yōu)勢分析

BIM 是一種全新的技術(shù)載體。它是一項應(yīng)用廣泛的技術(shù)，在建筑工程領(lǐng)域有著顯著的影響。具體而言，是指在該技術(shù)的支持下，對具體工程項目進行建模和處理，并在此基礎(chǔ)上，通過視覺觀察分析工程項目信息，合理進行工程設(shè)計，合理優(yōu)化具體施工方案。該技術(shù)能直觀地顯示與工程相關(guān)的參數(shù)信息，為施工設(shè)計人員準確掌握工程信息提供重要載體。根據(jù)實際參數(shù)信息和工程建設(shè)提出的具體要求，合理進行規(guī)劃設(shè)計，有效開展運營建設(shè)。與其他技術(shù)手段相比，該技術(shù)的功能價值非常顯著，更突出的是它具有很強的視覺功能特性。

二、BIM 技術(shù)在施工中的應(yīng)用

（一）深化圖、局部優(yōu)化及技術(shù)交底

通過對早期系統(tǒng)的數(shù)據(jù)建模和優(yōu)化，實現(xiàn)了整個建設(shè)項目的三維動態(tài)可視化。根據(jù)建筑機電自動化安裝工程必須具備的許多復雜工藝特點，利用建筑BIM 以動態(tài)視頻模型的三維形式實現(xiàn)模擬施工，為進一步設(shè)計和指導模擬施工現(xiàn)場提供依據(jù)，保證施工的順利進行，整個機電聯(lián)動安裝系統(tǒng)有序、安全地進行。首先，基于建筑模型本身，BIM 具有豐富的建筑可視化應(yīng)用功能，可以進一步幫助施工人員在實踐中更生動、直觀、有效地觀察和了解建筑設(shè)計現(xiàn)場的真實情況，并直觀地將理論模型分析與實際設(shè)計工程實例進行比較，找出建筑設(shè)計理論設(shè)計與建筑實際工作存在的明顯細微差距，以及設(shè)計不規(guī)范、不合理的現(xiàn)象，以便施工相關(guān)人員及時提出整改建議和調(diào)整。其次，BIM 施工技術(shù)還具有數(shù)據(jù)共享功能，可以進一步實現(xiàn)項目施工各方利益之間更好的實時溝通、協(xié)調(diào)和工作交流，更直觀、真實地了解、分析和綜合評價項目施工安裝的技術(shù)程序，全面吸收各方面專家的建議和意見，提高建筑機電設(shè)備安裝工程水平。

（二）BIM 技術(shù)在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

基于現(xiàn)代BIM 三維建模與設(shè)計技術(shù)，即工程中常見的建筑質(zhì)量過程數(shù)字化管理技術(shù)，我們知道它可以分為以下兩部分。第一，材料和部件質(zhì)量的管理。為了確保我們在工程結(jié)構(gòu)施工項目管理中有效地管理好工程材料和構(gòu)件的三維質(zhì)量檢驗，我們首先需要了解，我們的施工單位必須能夠確定工程構(gòu)件安裝的具體施工項目位置。由于我國一些重大實際工程構(gòu)件施工涉及的工程量相當大，質(zhì)檢部門的專業(yè)人員通常難以直接確定工程構(gòu)件在特定建筑物中的具體安裝位置。利用BIM 的三維定位技術(shù)，我們可以自動對項目中每個工程建筑構(gòu)件的位置逐一編號，整個三維材料數(shù)據(jù)庫信息統(tǒng)一錄入平臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)軟件數(shù)據(jù)資源共享和集成管理。第二，技術(shù)質(zhì)量精細化管理。BIM 軟件在現(xiàn)場設(shè)備的施工和制造過程中采用動態(tài)實時碰撞模擬、分析和檢測技術(shù)，以避免或出現(xiàn)現(xiàn)場施工管理人員的實際工程操作和工程項目計劃可能導致的一些細微的過程偏差。通過對在線過程模型建立后實施的過程動態(tài)實時碰撞仿真的分析和檢測，可以及時、有效、科學、快速地提前發(fā)現(xiàn)各種過程誤差，減少施工現(xiàn)場因設(shè)備與管道碰撞而完全不必要的部分自動拆除工程和自動返工，可以節(jié)約和降低大量施工和運營成本。

（三）應(yīng)用于現(xiàn)場施工指導

在建設(shè)項目實施過程中，要注意借助BIM 技術(shù)對現(xiàn)場施工活動進行集中監(jiān)督和指導，確保所有技術(shù)要點在實踐中得到充分落實，提高技術(shù)管理水平，促進工程施工質(zhì)量的提高，并有效實現(xiàn)進度控制目標。具體來說，BIM 建筑技術(shù)體系在現(xiàn)場施工組織和指導過程中的主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：1.應(yīng)用BIM 技術(shù)數(shù)字模型模擬設(shè)計和施工過程，直觀地展示各種工藝過程的設(shè)計和技術(shù)要點，借助該模型，能向各施工項目的參與組織人員清楚地說明技術(shù)設(shè)計的總體意圖、目標和各相應(yīng)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點，以提高其員工對施工過程所需內(nèi)容的詳細理解和準確掌握，增強工程建設(shè)質(zhì)量意識；2.注意如何及時、準確地調(diào)整、優(yōu)化和更新項目中的BIM 和數(shù)字模型內(nèi)容，尤其注意當模型中出現(xiàn)任何設(shè)計或變更錯誤時，及時對模型值進行相應(yīng)的修正和調(diào)整，從而真正保證建筑樣板工程能夠真正恢復實際建筑工程設(shè)計的最新實際施工情況；3.應(yīng)用現(xiàn)代三維BIM 可視化技術(shù)，可以及時對項目施工管理現(xiàn)場形成的相關(guān)記錄信息進行分類存儲，包括各種材料信息、施工及實施進度、設(shè)備施工及使用數(shù)據(jù)，并為后期分析提供一些必要的技術(shù)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)支持，通過創(chuàng)建一套專門的獨立三維數(shù)據(jù)庫進行評估和實施管理；4.通過應(yīng)用先進的BIM 等技術(shù)手段，實時動態(tài)跟蹤管理項目現(xiàn)場工程整體技術(shù)服務(wù)的實施質(zhì)量，及時檢查發(fā)現(xiàn)可能存在的潛在問題、漏洞和質(zhì)量缺陷，并督促相關(guān)管理和技術(shù)人員采取技術(shù)措施，隨時解決技術(shù)問題，彌補工程質(zhì)量的不足，避免其對現(xiàn)場建設(shè)工程整體質(zhì)量的嚴重負面影響。

（四）施工安全管理的應(yīng)用

建設(shè)項目和建設(shè)活動往往具有自身強大而獨特的經(jīng)濟綜合因素和系統(tǒng)復雜性特點，往往存在許多安全隱患。這就必然要求工程建設(shè)設(shè)計單位在工作實踐中注意加強工程安全綜合管理的協(xié)調(diào)，通過有效的安全生產(chǎn)管理，注意并有效控制和化解安全質(zhì)量隱患，降低或盡量減少本工程事故和安全風險的潛在發(fā)生和概率，以有效控制和避免人員的意外死亡和潛在財產(chǎn)及人身損失，提高整個工程安全的工程經(jīng)濟效益，同時確保各作業(yè)單位人員的生命安全。

（五）施工成本核算的應(yīng)用

由于建設(shè)項目涉及多個運營項目，建設(shè)量大，需要消耗大量的人力、物力和財力。同時，施工實踐非常容易受到各種突發(fā)事件的影響，因此很難計算成本。由于成本核算的發(fā)展水平直接關(guān)系到項目的整體經(jīng)濟效益，建設(shè)單位必須更加重視這項活動，并借助BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)分析和處理功能，努力高效地進行成本核算。利用BIM 技術(shù)，員工可以快速建立與項目相關(guān)的成本數(shù)據(jù)庫，實時更新與建設(shè)項目相關(guān)的成本數(shù)據(jù)信息，快速獲取與初始成本數(shù)據(jù)相關(guān)的拆分數(shù)據(jù)、匯總數(shù)據(jù)等各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

（六）用于控制施工進度

與傳統(tǒng)的CAD 技術(shù)相比，BIM 技術(shù)由于其視覺特性，包含了更真實、豐滿的模型元素，能夠更直觀地還原建筑工程的實際情況。借助于BIM 軟件，我們可以快速獲得建筑工程中特定構(gòu)件的實際參數(shù)。同時，我們還可以快速修改BIM 模型中的參數(shù)信息，使模型與建筑保持一致，從而提高設(shè)計效率和施工指導的有效性，有效降低返工概率，為進度控制提供有力支持。

三、BIM 技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用

（一）協(xié)同不同專業(yè)之間的設(shè)計

建筑機電工程是一門系統(tǒng)性很強的學科。在一般工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的建筑設(shè)計實踐中，基于現(xiàn)代BIM 軟件的設(shè)計技術(shù)平臺可以非常方便、有效、快速地進行建筑機電工程系統(tǒng)中集成系統(tǒng)平面的布局規(guī)劃和設(shè)計，設(shè)計或生產(chǎn)工程師執(zhí)行各種工作計劃。在部署規(guī)劃前，可根據(jù)項目所在地的具體實際設(shè)計工程條件，選擇使用一種或相應(yīng)類型的專業(yè)設(shè)計軟件進行合理的規(guī)劃和布線設(shè)計，包括給排水、暖通空調(diào)、電氣、消防和建筑系統(tǒng)，當布線設(shè)計涉及整體工程施工和隱蔽施工等綜合環(huán)境施工方案時，電源監(jiān)控設(shè)備的配置確保了本工程系統(tǒng)綜合布線的安全，提高整個機電工程環(huán)境布線設(shè)計的合理性和設(shè)計及工藝實施。在現(xiàn)場和實際施工現(xiàn)場的各種工作應(yīng)用項目中，通過科學、全面、系統(tǒng)地收集和分析現(xiàn)場的各種關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)信息，明確掌握各種工程設(shè)計和安裝施工的方案要素信息與各種相關(guān)工程內(nèi)容的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并綜合分析應(yīng)用實例、操作特點、方法設(shè)計和信息處理實施，利用計算機三維或BIM 三維建模與仿真技術(shù)及時分析，調(diào)整優(yōu)化各類機電結(jié)構(gòu)及安裝設(shè)施施工的各項技術(shù)和設(shè)計實施技術(shù)方案，全面優(yōu)化提高現(xiàn)場設(shè)計的系統(tǒng)科學水平和方案合理性，公司整體施工安裝技術(shù)工作及實施方案。

（二）管道碰撞檢測及布局優(yōu)化

建筑機電工程結(jié)構(gòu)往往具有一系列機電一體化運行的機械特性，結(jié)構(gòu)復雜而明顯。對各種機械工程管道設(shè)備和各種混凝土橋梁系統(tǒng)安裝引起的各種安全和碰撞行為進行應(yīng)急檢查或處理，一直是機電建設(shè)行業(yè)的一個重點任務(wù)領(lǐng)域和重要難點。在傳統(tǒng)道路上使用的各種管道碰撞風險的檢測設(shè)計方面，只有直接選擇和采用繪制二維圖的設(shè)計表達方法，才能檢查各系統(tǒng)部件的潛在碰撞風險，橋梁尺寸數(shù)據(jù)和其他檢測元件信息不能通過繪制二維圖的設(shè)計表達方法直接、完整地反映和呈現(xiàn)。很難直接、完整地反映和呈現(xiàn)所有可能導致車輛各部件碰撞的安全隱患數(shù)據(jù)和車輛碰撞的安全隱患，因此，管道主要系統(tǒng)和部件等關(guān)鍵要素的參數(shù)設(shè)計更容易發(fā)生重大設(shè)計技術(shù)沖突，這也大大提高了各種地下管線設(shè)計、施工和布置的難度。

（三）視覺披露技術(shù)

在機電工程運營和施工領(lǐng)域，BIM 在技術(shù)交底中的功能價值也十分突出，可以在工作環(huán)境中進行合理優(yōu)化和改進。在視覺條件的支持下，有效完成技術(shù)交底，使各部門人員對具體工程設(shè)計信息形成更清晰、準確的理解。同時，在該模型的支持下，還可以完成對項目總體設(shè)計方案的進一步檢查，有效分析當前設(shè)計中存在的問題或潛在風險，并利用先進的技術(shù)載體進行標準化，從而確保工程設(shè)計更加合理，為機電工程的進一步發(fā)展提供重要的行動參考。

四、結(jié)語

隨著機械建筑行業(yè)的快速健康發(fā)展，傳統(tǒng)的機械二維繪圖系統(tǒng)在機電工程領(lǐng)域應(yīng)用多年，已不能有效滿足現(xiàn)代建筑機電工程技術(shù)實施的客觀需要。依托現(xiàn)代BIM 新技術(shù)及其在工程建設(shè)細分領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，更好、更全面地展示機電結(jié)構(gòu)安裝布線工程實施的具體過程，合理制定和優(yōu)化施工管理方案，尤其是避免了傳統(tǒng)施工工藝和方法，在施工初期難以發(fā)現(xiàn)管線碰撞損壞等突出問題，為后續(xù)工程建設(shè)各個施工環(huán)節(jié)的有序開展提供了切實有力的指導。