建筑業(yè)BIM技術(shù)及其在施工階段應(yīng)用價(jià)值

【摘要】中國(guó)建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，每年完成的工程量居世界之首，然而相比其他行業(yè)，建筑業(yè)效率相當(dāng)?shù)拖拢珺IM作為一種信息溝通平臺(tái)，是信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用的結(jié)果；認(rèn)識(shí)并發(fā)展BIM、實(shí)現(xiàn)行業(yè)的信息化轉(zhuǎn)型已是勢(shì)不可擋的趨勢(shì)；簡(jiǎn)述BIM技術(shù)及其在施工階段的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】建筑業(yè)；BIM技術(shù)；施工階段；應(yīng)用價(jià)值

BIM作為一種創(chuàng)新的工具與信息溝通平臺(tái)，是信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用的結(jié)果，BIM技術(shù)自提出以來(lái)，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑業(yè)中引發(fā)了巨大變革.盡管我國(guó)建筑業(yè)中的BIM應(yīng)用還處在研究起步階段，為了與世界接軌最終建筑業(yè)走向世界，承攬更多的國(guó)際大型建筑項(xiàng)目，認(rèn)識(shí)并發(fā)展BIM、實(shí)現(xiàn)行業(yè)的信息化轉(zhuǎn)型已是時(shí)不我待。

1. BIM技術(shù)的產(chǎn)生、概念及特點(diǎn)

1.1 BIM技術(shù)的產(chǎn)生

BIM起源于美國(guó)，并被歐美、日本、新加坡等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛認(rèn)同和采用。我國(guó)建筑業(yè)處于國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱地位，“十一五”期間，建筑業(yè)增加國(guó)內(nèi)總產(chǎn)值的比重保持在6%，2010年增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到6.6%，成為吸納農(nóng)村剩余勞動(dòng)力、拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門(mén)中占第四位。與這種支柱企業(yè)之一地位不相符的是相對(duì)于制造業(yè)、金融業(yè)、電子行業(yè)建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下，造成這種狀況的主要原因：（1）建筑業(yè)“碎片化”，存在信息孤島；建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)生命周期中參與方比較多，工程項(xiàng)目各階段都需要各個(gè)專業(yè)單位去完成，缺乏統(tǒng)一信息平臺(tái)約束各方，使得設(shè)計(jì)過(guò)程和施工過(guò)程出現(xiàn)分離狀況。（2）存在信息流失；建筑業(yè)中各個(gè)參與方之間信息是通過(guò)圖紙來(lái)傳遞的，很容易造成信息的丟失和不完整性。（3）存在對(duì)二維信息認(rèn)知的偏差；圖紙信息表達(dá)設(shè)計(jì)意圖通過(guò)二維表達(dá)，不能完整地表達(dá)三維建筑物，認(rèn)知過(guò)程中不可避免的偏差和不準(zhǔn)確性。（4）激烈競(jìng)爭(zhēng)的建筑業(yè)迫切需要統(tǒng)一的信息平臺(tái)，及時(shí)提供各參建方共享。特別是業(yè)主方能夠及時(shí)掌握多方位信息，以便做出重要決策；傳統(tǒng)文字、報(bào)表和二維圖紙表示相關(guān)數(shù)據(jù)信息，不能很好的反映工程項(xiàng)目動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制等，導(dǎo)致建筑業(yè)生產(chǎn)效率低下。可見(jiàn)信息的溝通不暢成為提高生產(chǎn)效率的主要瓶頸，借鑒建造業(yè)的PDM技術(shù)信息化成果，BIM 技術(shù)也成為我國(guó)建筑業(yè)信息化的必經(jīng)之路。

1.2BIM的概念

BIM是Building Information Modeling即：建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，由美國(guó)人Chuck M.Eastman于1975年首先提出相關(guān)概念。美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)（The National Building Information Modeling StandardsCommittee簡(jiǎn)稱NBIMS）對(duì)BIM的定義如下：“BIM是建設(shè)項(xiàng)目的兼具物理特性與功能特性的數(shù)字化模型，且是從建設(shè)項(xiàng)目的最初概念設(shè)計(jì)開(kāi)始的整個(gè)生命周期里做出任何決策的可靠共享信息資源。實(shí)現(xiàn)BIM的前提是：在建設(shè)項(xiàng)目生命周期的各個(gè)階段不同的項(xiàng)目參與方通過(guò)在BIM建模過(guò)程中插入、提取、更新及修改信息以支持和反應(yīng)出各參與方的職責(zé)。BIM是基于公共標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型。”

1.3BIM的特點(diǎn)

美國(guó)M.A.Mortenson Company公司給出BIM具備六個(gè)特點(diǎn)[4]：（1）數(shù)字化；（2）空間化；（3）定量化：可計(jì)量化、坐標(biāo)化、可查詢化；（4）全面化；（5）可操作化；（6）持久化：在項(xiàng)目生命周期的所有階段都具有可用性；

2. BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用價(jià)值

BIM技術(shù)涵蓋了建筑的所有信息，平面上二維信息、空間上三維信息、時(shí)間上四維信息、工序上的六維信息。現(xiàn)代建筑越來(lái)越復(fù)雜，技術(shù)要求越來(lái)越高，對(duì)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的細(xì)度已經(jīng)要求到了構(gòu)件級(jí)、材料級(jí)。BIM技術(shù)在施工階段給參與各方提供了良好的信息平臺(tái)。

2.1 BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

在施工階段，錯(cuò)漏碰缺檢查以及圖紙深化被認(rèn)為是對(duì)施工階段幫助最大的兩項(xiàng)應(yīng)用點(diǎn)；實(shí)時(shí)溝通、施工工序模擬、4D施工進(jìn)度模擬、獲取工程量這四項(xiàng)次之。BIM技術(shù)具體應(yīng)用主要有：（1）可以將復(fù)雜工程可視化，利用虛擬三維模型，模擬施工，使各專業(yè)協(xié)同工作，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間三維碰撞檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)整設(shè)計(jì)，避免施工浪費(fèi)，以降低風(fēng)險(xiǎn)；（2）通過(guò)BIM，得到最準(zhǔn)確的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分解到構(gòu)件級(jí)、材料級(jí)，有效控制施工成本，清楚項(xiàng)目該花多少錢，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的造價(jià)管理。（3）通過(guò)BIM，可以輕松完成工程數(shù)據(jù)的共享和重復(fù)利用，做到真正意義上的施工現(xiàn)場(chǎng)—項(xiàng)目部—分公司——集團(tuán)總部的從基層到高層信息共享。

2.2BIM技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用實(shí)例

（1）上海中心大廈

上海中心大廈是高科技的代表。BIM技術(shù)為眾多參與方搭建了信息交流和共享的平臺(tái)，整個(gè)設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了綠色、環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)的建筑業(yè)新理念，從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到后期的運(yùn)營(yíng)管理和維修BIM技術(shù)無(wú)處不在，徹底避免了項(xiàng)目全壽命期“信息孤島”現(xiàn)象，BIM技術(shù)的應(yīng)用是上海中心成功實(shí)施的保障。

（2）國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館

基于BIM進(jìn)行全生命周期管理的另一個(gè)成功的案例，是CCDI設(shè)計(jì)的世博會(huì)國(guó)家電網(wǎng)館。在國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館施工階段，BIM模型與進(jìn)度計(jì)劃實(shí)現(xiàn)4D應(yīng)用結(jié)合，再與工程造價(jià)實(shí)現(xiàn)5D應(yīng)用結(jié)合，通過(guò)立體的可視的模型，為各方提供大量復(fù)雜精準(zhǔn)共享信息，從而最大限度發(fā)揮了業(yè)主投資社會(huì)效益.

（3）某實(shí)驗(yàn)中心大廈

該試驗(yàn)中心大廈附樓三層斜交井字梁屋面，層高高（7.2m）、跨度大（22.3m）、井字梁斷面大（500*1400），混凝土體量大（630m3），模板及其支撐體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制難度高；借鑒BIM技術(shù)的虛擬施工，及時(shí)調(diào)整異型模板及鋼筋骨架支撐點(diǎn)，很好地解決了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題；該中心大廈地下室機(jī)房、設(shè)備房眾多，管線交錯(cuò)布置難度大。

3. BIM技術(shù)展望

目前我國(guó)BIM技術(shù)總體屬于起步階段，它的發(fā)展還需要政府、企業(yè)以及建筑從業(yè)人員共同努力；隨著住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定修訂計(jì)劃》中規(guī)定的4本BIM標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃的發(fā)布，BIM標(biāo)準(zhǔn)正式進(jìn)入了國(guó)家科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系，這將促進(jìn)中國(guó)BIM技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、軟件協(xié)調(diào)配套合理發(fā)展。中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院主編的兩本核心國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》的編寫(xiě)完成，隨著北京等地方BIM標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則，構(gòu)成了完整的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)序列，在“十二五”期間指導(dǎo)中國(guó)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到的科學(xué)、合理的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)，中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)工程建設(shè)管理分會(huì)，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)工程管理研究分會(huì)及中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布.《中國(guó)工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2011》2011.10.

[2] 牟茗. 四維建筑信息模型技術(shù)研究[D]. 北京： 北京林業(yè)大學(xué)， 2009.

[3] Eastman，C.，Teicholz，P.，Sacks，R.and Liston，K.，BIM Handbook：A Guide toBuilding Information Modeling for Owners，Managers，Designers，Engineers andContractors，published：March 3 1，2008，publisher：John WileySons Inc.，Chapter 1，pp.vii，13-14，285-286.

[4] 過(guò)俊，陳宇， 趙斌. BIM在建筑全生命周期中的應(yīng)用[J]. 技術(shù)專欄—BIM應(yīng)用，2010：209-214.

作者簡(jiǎn)介：田大虎（1974.6—） 男 工程師 從事建筑工程施工管理工作。