試述BIM技術在土木工程中的應用

趙丕勇

【摘 要】隨著當今社會信息化的快速發(fā)展，各個行業(yè)領域都隨之發(fā)生了深刻的改變。建筑行業(yè)的建筑工程信息化發(fā)展也成為大趨勢下的產物，在這種背景下，BIM技術在我國的工程領域內得到了廣泛的傳播和應用。本文通過對國內外BIM技術在土工程領域內的發(fā)展進行簡述，概括了BIM技術在工程施工領域的應用，對今后企業(yè)如何運用BIM技術提供了借鑒和參考。

【關鍵詞】BIM技術；施工；應用

BIM技術是由美國建筑行業(yè)提出的一種對數(shù)據進行處理的現(xiàn)代方式，將對相關數(shù)據信息構建模型，通過對模型所傳達的信息進行分析和處理，從而達到目的。因此，這項技術在土木工程施工領域的應用，既是對土木工程相關知識的一種分享，也是對工程問題的一種合作探討，是保障建筑工程得以順利開展的保障。BIM技術既可應用于工程項目的每一個步驟，也可應用與工程項目的整體，從而使工程施工更好的滿足要求，促進施工的順利開展。

一、BIM技術的基本概念

BIM技術通過計算機輔助設計創(chuàng)建了一個虛擬建筑，并根據工程項目真實信息不斷完善建筑模型，實現(xiàn)仿真模擬建筑物，從而得到多維建筑信息模型。也是由于BIM技術是把傳統(tǒng)的二維建筑信息轉變成了三維數(shù)字化的建筑信息模型，因此把它們運用到工程項目的前期規(guī)劃、勘察，中期的設計、施工和后期的運營維護中，以此搭建建筑工程的集成管理平臺，創(chuàng)建工程項目集成管理環(huán)境。在項目中期的施工階段中，項目施工者對實際項目的任何改動，會首先在虛擬建筑上進行分析模擬，充分利用BIM技術的可視化和協(xié)同管理的優(yōu)勢，得到最優(yōu)方案，從而提高工作效率，縮短工期，避免現(xiàn)場問題發(fā)生，保證建筑項目在整個進程中以“高效率，低風險”的狀態(tài)進行。

BIM在現(xiàn)階段的主要特點概括如下：（1）模型數(shù)據信息完整性，BIM在原有5D技術的基礎上實現(xiàn)了對共享參數(shù)的附加，并賦予了參數(shù)數(shù)據的可調整性。（2）信息關聯(lián)性。BIM可以實現(xiàn)對建筑信息和工程信息的無損傳遞，達到IFC的國際標準。（3）信息聯(lián)動性。BIM可以保證工程信息在不同階段的一致性，省去重復調整過程，并且能根據不同階段的要求對數(shù)據進行組合性調用。

二、BIM技術在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）BIM技術在國內的發(fā)展現(xiàn)狀

自2001年加入WTO以來，隨著世界經濟全球化的發(fā)展，我國市場經濟發(fā)生了巨大的變化，經濟全球化的趨勢一方面促進了我國企業(yè)的綜合發(fā)展，另一方面也給企業(yè)帶來了空前的競爭壓力，為了在激烈的企業(yè)競爭中站穩(wěn)腳跟，我國企業(yè)必須就經營理念、管理方法和發(fā)展目標等方面做出調整。就建筑業(yè)來說，加大BIM技術在土木工程施工過程中的應用成為提高企業(yè)實力的重要舉措。對BIM技術的應用是對我國建筑行業(yè)進行的重大改革，為我國建筑行業(yè)帶來了極大的改善，但從建筑產業(yè)的整體出發(fā)，BIM技術的實際應用仍有問題沒有解決，因此，要想使BIM技術真正的服務于建筑行業(yè)，還需要進行更深度的探索。

（二）BIM技術在國外的發(fā)展現(xiàn)狀

由于BIM技術在國外有較早的應用和研究歷史，所以，在建筑業(yè)實際的應用和研究中，BIM技術在國外實現(xiàn)了更為廣泛的普及和高速發(fā)展。從2007年起，BIM技術在美國建筑業(yè)上所體現(xiàn)出的應用價值已經得到了廣泛的認可，使得BIM技術在美國的發(fā)展一直處于上升趨勢。另外，近年來，以英國為代表的西方國家也就BIM技術進行了更為實用性的改革，并由英國在2016年提出了3D.BIM技術，實現(xiàn)了BIM技術在建筑行業(yè)的又一次突破性進展，實現(xiàn)建筑業(yè)與信息技術的有效結合，推動了建筑業(yè)的發(fā)展。

三、BIM技術在土木工程施工領域的應用

（一）BIM技術在施工成本計算上的應用

在傳統(tǒng)的施工成本計算工作中，造價工程師的工作方式有兩種，一種是將工程圖紙的信息輸?shù)焦こ塘坑嬎丬浖羞M行建模，借助軟件完成計算；另一種是通過二維圖紙手工計算工程量，這兩種方法在實施過程中都損耗了大量的時間和經理。BIM技術利用復用設計模型，省去手工建模計算的時間，從而大大提高了工作效率。同時，BIM技術可使工程預算、進度計劃與3D信息模型迅速集成為SD模型，通過相應軟件實現(xiàn)對施工過程的實時管理和控制。因此，對BIM技術的有效利用，可以提高資源、資金和工程進度等計劃的合理性，提高對資源的合理利用，優(yōu)化工程方案，避免返工和誤工，降低經濟損失；同時在施工階段，BIM技術可以生成切實的資金需用計劃、勞動力入場計劃和材料采購計劃等，嚴格規(guī)范施工過程，提高施工效率。

（二）BIM技術在施工技術上的應用

在利用傳統(tǒng)的施工方案對實際作業(yè)進行要求指導時，往往不能保證方案的可行性，導致邊施工變修改優(yōu)化的過程，嚴重時會出現(xiàn)拖延工期、降低施工質量和增大施工成本等影響。BIM技術可利用其三維可視化的技術對施工操作進行模擬，通過在虛擬操作中找到問題、解決問題，進而確保方案的可行性，保證工人能清楚的了解施工過程中的關鍵工序，牢牢把握重難點，避免環(huán)節(jié)出錯。運用好BIM技術，可對施工過程中材料的使用情況和工程量進行把握，完善對工程材料的管理工作以及施工現(xiàn)場物資的保管工作，避免損失和浪費，防止丟失，規(guī)范施工過程。BIM技術可通過對工程模型進行拆分，從而提取到相應的工程量，以便于及時修改和完善采購計劃，節(jié)省成本，減少實際用量和理論用量之間的出入，實現(xiàn)對施工過程的整體把關。

（三）BIM技術在施工管理中的應用

1.支持現(xiàn)場生產協(xié)同。

在施工項目的實際施工過程中，工程參與人員對工程全面準確的理解是保證施工方案和措施有效實施的前提，但傳統(tǒng)的二維圖紙卻很難做到這一點。BIM技術以三維信息模型為基礎，通過構建虛擬模型，對設計方案的理念和構思進行直觀形象的表述，從而大大提高了溝通效率。

2.進度優(yōu)化。

對工程的進度進行管理是建筑工程過程中十分重要的環(huán)節(jié)，而進度優(yōu)化則是保證工程高效完成的關鍵。BIM技術可通過橫道圖、網絡圖及三維動畫預演等多種形式對施工的具體環(huán)節(jié)進行客觀形象的模擬，從而幫助相關人員及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效措施，保障工程的順利進行。同時，BIM技術可對施工過程進行跟蹤，通過計劃工期與實際工期進行比較，保證項目能按時完工。

四、結語

綜上所述，BIM技術通過將建筑物進行三維化的展現(xiàn)和對施工過程的模擬，幫助工程技術人員熟悉施工內容，確保在正式施工時及時發(fā)現(xiàn)問題和不足并及時改正完善，從而減少設計變更，節(jié)約工期和施工費用。隨著BIM技術日益發(fā)展，未來建筑工程行業(yè)要想取得長遠的發(fā)展，必須借助BIM技術對項目進行管理和操作，提高企業(yè)對項目的的管理水平，從而在市場上提高競爭力，走在建筑行業(yè)發(fā)展的最前列。

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