BIM技術(shù)下的建筑工程設(shè)計施工一體化應(yīng)用分析

黃宇

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在很大程度上帶動了建筑行業(yè)的飛速前進(jìn)。在以往的工程建設(shè)模式當(dāng)中，施工和設(shè)計是相對獨立的，二者之間缺乏溝通和聯(lián)系，使得二者之間的矛盾逐漸凸顯出來。針對BIM設(shè)計中出現(xiàn)的實際問題，描述如何利用BIM技術(shù)將后期可能發(fā)生的問題前置，在BIM設(shè)計階段提前解決，促使BIM設(shè)計模型更好地傳遞到施工階段使用，以期打通設(shè)計、施工之間的信息傳遞渠道，解決設(shè)計施工脫節(jié)問題，為實現(xiàn)建筑工程BIM設(shè)計施工一體化提供一些參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程;BIM技術(shù);設(shè)計施工一體化

引言

目前，施工和設(shè)計之間的聯(lián)系不斷增強(qiáng)，尤其在引進(jìn)一些外國先進(jìn)的設(shè)計理念之后，更是對建筑工程設(shè)計施工一體化帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。BIM就是建筑信息模型，是一種新型信息技術(shù)，并為建筑設(shè)計施工一體化 提供了較大的技術(shù)動力和支持，也是目前國際和建筑領(lǐng)域重點關(guān)心的焦點問題。

1BIM技術(shù)的內(nèi)涵概述

BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是借助計算機(jī)技術(shù)，通過構(gòu)建三維模型，在建筑工程的設(shè)計規(guī)劃、項目施工和項目管理等方面開展全面的管理與有效的控制，從而提升建筑設(shè)計的合理性，降低錯漏，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，提升建設(shè)水平，保障建筑工程整個管理體系的順暢[1]。通過BIM技術(shù)，可將整個建筑設(shè)計項目分層次、分階段、分步驟進(jìn)行，實現(xiàn)建筑設(shè)計項目的整體控制。建筑設(shè)計師首先將設(shè)計思路與架構(gòu)通過三維模型進(jìn)行展示，并賦予其具體的設(shè)計思路與內(nèi)容，之后再形成設(shè)計圖紙，通過這樣的方式，建筑設(shè)計師可以更好地表達(dá)設(shè)計思路，優(yōu)化建筑設(shè)計過程中復(fù)雜的溝通與確認(rèn)環(huán)節(jié)，提升建筑設(shè)計師的工作效率，減少建筑設(shè)計及實施過程中的資源和成本浪費，提升建筑設(shè)計的效率。

2BIM技術(shù)的應(yīng)用特征與優(yōu)勢

2.1發(fā)揮出一體化與三維化的良好作用

在BlM技術(shù)中，涵蓋了非常豐富的數(shù)據(jù)信息。開展建筑工程項目設(shè)計工作時，有關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)定進(jìn)行，如對建筑工程項目的高度、范圍和耗能指標(biāo)等，均應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)定加以實現(xiàn)。從當(dāng)前的情況而言，利用很多有關(guān)設(shè)計軟件均能對物理量進(jìn)行準(zhǔn)確計算。不過處于二維空間環(huán)境中，僅可以把圖紙導(dǎo)入相關(guān)的設(shè)計軟件中，只當(dāng)成相應(yīng)的設(shè)計案底加以利用。一般來說，有關(guān)工程項目的設(shè)計人員基于節(jié)約時間的目的，可以參考自身的設(shè)計經(jīng)驗，科學(xué)計算有關(guān)物理量，達(dá)到建筑工程項目的設(shè)計出圖、計算、渲染等一體化的效果。通常情況下，BIM技術(shù)屬于全三維技術(shù)的類型[2]。現(xiàn)階段，建筑工程項目設(shè)計過程中，依靠三維化形式，能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。然而，實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，效果圖僅會從某個區(qū)域當(dāng)中看到，無法實現(xiàn)看見整體設(shè)計效果的目的。對于業(yè)主、設(shè)計師而言，當(dāng)建筑工程項目竣工之前，如果無法看見整體的設(shè)計成效，顯然屬于十分顯著的不足，依靠對BIM技術(shù)的科學(xué)運用，減少了此種情況的產(chǎn)生。借助此種技術(shù)，能夠看見更加立體化的虛擬光環(huán)境，把工程項目最終的整體設(shè)計效果呈現(xiàn)到業(yè)主、設(shè)計人員的面前，發(fā)揮其應(yīng)有的功效和作用。

2.2能夠更好地實現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)

以往建筑工程的設(shè)計施工是各自獨立的。在這種模式下，相關(guān)的設(shè)計人員和施工人員不能進(jìn)行良好的溝通和交流，使得二者之間出現(xiàn)脫節(jié)，大大降低了設(shè)計的可行性，導(dǎo)致工程不能順利展開，這不但會對工程的質(zhì)量造成較大的影響，還會增加施工和設(shè)計的成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益受到損失，致使工程建設(shè)目標(biāo)不能順利實現(xiàn)。設(shè)計施工一體化的應(yīng)用可以有效解決這個問題，快速實現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。這個模式可以把設(shè)計和施工進(jìn)行緊密聯(lián)系，在對工程進(jìn)行設(shè)計的過程當(dāng)中，施工人員可以到現(xiàn)場進(jìn)行勘察，做好溝通;在施工的時候，相關(guān)的設(shè)計人員也可以進(jìn)行細(xì)節(jié)指導(dǎo)，從而從整體上確保工程的順利展開，使得工程的整體質(zhì)量得到保證。及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題使得建筑目標(biāo)能夠快速、良好地實現(xiàn)。

2.3具有可模擬性

可模擬性也是BIM技術(shù)典型的特征之一，通過BIM技術(shù)的可模擬性，可以直接按照建筑設(shè)計方案模擬真實的建筑施工和使用的場景，通過真實的場景呈現(xiàn)，便于建筑施工單位及時發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)存在的問題，并針對性地加以優(yōu)化;同時也便于建筑項目管理和監(jiān)督工作的開展，是維護(hù)建筑工

程有序建設(shè)的重要技術(shù)手段。例如，在建筑工程設(shè)計階段，設(shè)計人員在對室內(nèi)照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，可以通過BIM技術(shù)直接模擬室內(nèi)節(jié)能設(shè)施、室 內(nèi)光照條件、室內(nèi)熱能傳導(dǎo)等的具體情況，再結(jié)合實際的模擬場景優(yōu)化設(shè)計方案;在建筑施工環(huán)節(jié)，可以通過模擬具體的施工場景對施工流程進(jìn)行管理和規(guī)劃;在建筑工程管理中，還可以模擬現(xiàn)場事故的應(yīng)急處理和人員逃生，為建筑工程管理人員開展現(xiàn)場管理提供極大的支持。借助可模擬功能，可以在建筑設(shè)計、施工和管理當(dāng)中節(jié)約巨大的成本，提升效能，將各類問題前置并提前制訂完善的處理方案，以便于更好地應(yīng)對建筑設(shè)計和建設(shè)中的各類問題。

3項目設(shè)計與施工一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀

首先，基于總承包基礎(chǔ)之上的相互約束。依據(jù)相關(guān)資料表明，基于總承包模式下的設(shè)計與施工，受著多種因素的制約，但究其主要原因，則是傳統(tǒng)機(jī)制因素。若想對工程建設(shè)組織進(jìn)行良好的改革和優(yōu)化，就要加大設(shè)計和施工二者之間的密切聯(lián)系。其次，設(shè)計計劃對施工可行性的影響。設(shè)計計劃當(dāng)中的可施工性占有著關(guān)鍵的地位，這其中會有多種因素對設(shè)計計劃當(dāng)中可施工性產(chǎn)生影響，只有把設(shè)計與施工進(jìn)行高效的融合，才可以在很大程度上使得建筑項目的可施工性問題得到良好地解決。最后，是與信息化之間存在的問題。工程后期能否順利展開，確保工程質(zhì)量，是由建筑初期數(shù)據(jù)信息的可靠性與實用性決定的。所以，建立一個有效的信息網(wǎng)絡(luò)，可以把資源優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來，使得施工與設(shè)計的整體效益充分地體現(xiàn)出來，資源實現(xiàn)更好的共享。

4BIM技術(shù)下建筑工程設(shè)計施工一體化的應(yīng)用

4.1做好全專業(yè)模型的構(gòu)建工作

有關(guān)BIM建模人員需要依據(jù)相關(guān)要求，設(shè)計初步的二維圖紙。為了讓設(shè)計效果更加立體，可以運用涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、精裝修、園林景觀和市政等不同專業(yè)的三維模型[3]。建立的BIM模型需要以企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實施，根據(jù)相應(yīng)的可視化程度情況，梳理建筑、結(jié)構(gòu)、精裝和相關(guān)設(shè)備間存在的關(guān)聯(lián)，同時把基本信息添到相應(yīng)的模型上，實現(xiàn)整體模型的構(gòu)建。運用BIM技術(shù)時，需要借助Revit軟件、Navisworks、showcase等軟件加以完成。依靠Revit模型的深化，能夠進(jìn)行建筑方案、全套施工圖的設(shè)計，形成相應(yīng) 的平立剖面圖，并且導(dǎo)出至3dmax中形成相應(yīng)的后期效果圖。從目前的情況來看，Revit建筑軟件運用的過程中，能夠深化到施工圖。對于Revit結(jié)構(gòu)與設(shè)備方面，依然處于建模的時期，能夠體現(xiàn)設(shè)計糾錯、管線的改進(jìn)等功效，科學(xué)設(shè)置Revit導(dǎo)出圖層，然后對導(dǎo)出的圖紙加以利用。

4.2確保碰撞檢查改進(jìn)設(shè)計的合理性

當(dāng)模型建立結(jié)束后，可以運用Navisworks軟件實施碰撞地檢查，并且出具詳細(xì)的碰撞報告，同時把相應(yīng)的碰撞情況加以記錄下來，然后整理為文檔、圖片，交由相關(guān)設(shè)計人員加以討論，并且有效改進(jìn)碰撞檢查工作，同時不斷改進(jìn)相應(yīng)模型。具體進(jìn)行工程項目施工時，有關(guān)設(shè)計人員能夠為施工人員發(fā)送相關(guān)模型圖，有效協(xié)調(diào)各方之間的關(guān)系，使后續(xù)的施工返工率得以下降，節(jié)約施工成本。

4.3深化設(shè)計

基于BIM技術(shù)下建筑工程設(shè)計施工一體化的應(yīng)用，可以對機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)等進(jìn)行深化設(shè)計，進(jìn)而得到更加精確的數(shù)據(jù)信息，再利用統(tǒng)一的可視化平臺，對于細(xì)節(jié)部分進(jìn)行溝通和交流，在深化設(shè)計時對施工的設(shè)計盲點進(jìn)行分析和研究。比如，在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計的過程當(dāng)中，運用BIM模型可以大大節(jié)省模型的制作時間，不但可以使得它的質(zhì)量得到提高，還能使得構(gòu)建更加的精細(xì)化，有著準(zhǔn)確、便捷、高效的特點。

4.4進(jìn)度控制

在高層建筑工程施工中，安全問題較為突出，施工風(fēng)險相對較高，施工技術(shù)的科學(xué)化、高效化、嚴(yán)謹(jǐn)化應(yīng)用至為關(guān)鍵。再加上建筑工程自身施工技術(shù)復(fù)雜，在建筑工程施工的過程中，尤其是大型公用建筑，往往存在阻礙施工進(jìn)度的問題，導(dǎo)致整體項目的施工質(zhì)量和施工效率下降[4]。為科學(xué)保障建筑工程施工進(jìn)度符合實際施工規(guī)劃的要求，應(yīng)依據(jù)具體施工技術(shù)原理，對存在的施工問題進(jìn)行合理化調(diào)整，對施工中存在的各種影響因素進(jìn)行科學(xué)把控。基于此，為了減少安全風(fēng)險，可借助于云數(shù)據(jù)技術(shù)，將建筑工程的施工進(jìn)度、施工具體計劃展現(xiàn)在3D模型上，通過進(jìn)度控制管理模式，實現(xiàn)對建筑工程施工進(jìn)度數(shù)據(jù)的實時對比分析和優(yōu)化，重點考慮施工進(jìn)度中存在的延遲現(xiàn)象，不斷提高施工技術(shù)，優(yōu)化施工模式，為高效實現(xiàn)施工技術(shù)的應(yīng)用奠定堅實理論基礎(chǔ)。同時，在發(fā)現(xiàn)有進(jìn)度延遲后，應(yīng)及時監(jiān)督管理，制定進(jìn)度科學(xué)管理的有效措施，并強(qiáng)化督促和監(jiān)督，促進(jìn)項目按照原定計劃目標(biāo)順利開展。結(jié)合BIM技術(shù)，對施工過程中存在的問題進(jìn)行把控，如促進(jìn)虛擬施工環(huán)境的優(yōu)化。在具體的施工技術(shù)中，應(yīng)以BIM技術(shù)為核心，通過模型操作的優(yōu)化，保障虛擬環(huán)境的優(yōu)化，對施工進(jìn)度控制的優(yōu)化措施進(jìn)行實踐，并對潛在的工程施工進(jìn)度問題進(jìn)行分析，大幅度地降低風(fēng)險，這樣才能優(yōu)化風(fēng)險管理模式，促進(jìn)整體式施工進(jìn)度管控模式的不斷優(yōu)化。

綜上所述，通過對建筑工程設(shè)計施工一體化的應(yīng)用，使我國的工程管理得到完善和優(yōu)化，模式得到創(chuàng)新，這也決定了我國建筑行業(yè)的發(fā)展方向。所以，相關(guān)的建筑企業(yè)一定要對BIM技術(shù)給予高度的關(guān)注，在施工過程考慮BIM設(shè)計的建議，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在信息傳遞上的優(yōu)勢和價值，為解決BIM技術(shù)在設(shè)計施工一體化中的應(yīng)用提供一些思考。并從自身企業(yè)的實際情況出發(fā)，對其進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，為建筑企業(yè)的發(fā)展不斷拓寬渠道，使我國的建筑行業(yè)在國際舞臺上占據(jù)領(lǐng)先地位。

參考文獻(xiàn)：

[1]李亮.BIM技術(shù)在設(shè)計施工一體化中的應(yīng)用研究[D].沈陽：沈陽建筑大學(xué)，2019.

[2]劉時雨，梁拯.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計施工管理一體化中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2020，5（12）：42-43.

[3]柴亞軍.BIM在建筑設(shè)計施工管理一體化中的應(yīng)用與展望[J].智能城，2019，5（23）：109-110.

[4]谷志勇.BIM在建筑設(shè)計施工管理一體化中的應(yīng)用與展望[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（33）：168-169.