BIM技術在建筑設計及施工過程中的應用

易 勇

湖南省建筑設計院有限公司，湖南長沙 410000

建筑工程項目的建設周期較長，參建單位眾多且工程涉及的信息量十分巨大，因此對其工程的設計和施工管理工作難度較大。BIM技術作為一種新型技術，能夠通過建立信息模型實現項目各個參與方的共同交流，及時將數據整合并向大眾展示，幫助工作人員直觀地了解需要用到的信息。所以，大力發展BIM技術，對于建筑工程項目的順利完成是非常有利的。

1 BIM技術特征

1.1 可視化特點

可視化通俗來講就是指“看得見”，在建筑行業中通過借助可視化這一技術手段，所起到的作用是非常巨大的。在工程項目具體建設工作過程中，通過借助BIM技術可視化這一特點，能夠利用軟件把傳統工程項目的構建信息進行三維可視化模型構建，將建設項目各個階段以可視化狀態進行，方便管理人員動態、直觀地了解項目建設情況。

1.2 協調性特點

協調性特點是BIM技術的重要特點，通過借助這一特性能夠讓業主方、施工方、設計方互相配合、協調一致，共同為項目順利完成貢獻力量。工程項目在開展施工建設工作過程中，如果遇到了問題就需要將參與項目的各方匯集起來進行商討，找出問題原因并提出設計變更，確保工程能夠繼續。在以往工程項目設計初期，由于各個分項設計師之間沒有進行有效溝通和交流，在后期施工建設時可能出現一些互相影響的問題，利用BIM技術協調性這一特點可有效地處理這類問題，通過利用BIM軟件進行設計圖紙的設計，在軟件中將圖紙各構件信息輸入，軟件自動進行碰撞檢查，通過出具協調報告來讓各個專業設計師發現問題，確保做到事前控制，避免后期發生更大麻煩，能夠極大地節約施工工期以及項目成本，提高了效益。此外，BIM這一技術除了解決碰撞問題外，還能夠協調諸如電梯井的布置、防火設備的分布格局等問題。

1.3 模擬性特點

BIM技術還有模擬性特點，這一技術能夠模擬建筑物外觀形態以及實操事物，例如，借助BIM技術能夠針對設計事物開展節能模擬工作、日照分析模擬工作、熱傳導模擬工作和安全通道疏散模擬工作等；通過借助BIM4D技術能夠在施工階段對施工組織計劃、施工進度進行實際的模擬，確保出具的施工組織方案更加完善。

2 BIM技術在建筑工程設計過程中的應用

2.1 建筑結構的三維展示

通過前文介紹可知，BIM技術具有可視化的特點，所以，其在建筑工程的圖紙可行性分析中扮演著十分重要的角色，BIM技術可以將圖紙中的文字及數據信息以圖形的形式展現出來，設計人員可以通過BIM技術的視圖功能對圖紙進行三維模擬，面對相對直觀的三維圖形，設計人員可以更加明確地了解建筑工程的施工細節和結構內部的具體情況，有利于對建筑的各個部分進行檢查，從而便于設計人員對于工程的可行性進行準確判斷。同時，BIM技術還可以實現對建筑結構數據的分析，使建筑工程主體結構與其他建筑部分實現合理的匹配管理，進而提升建筑工程的合理性。

2.2 自動分析功能

在進行建筑設計時，BIM技術還具有自動分析的功能，BIM技術可將非圖形的數據信息以三維圖形的形式展現出來，并通過對模型中相關數據的處理，實現對建筑工程信息的科學分析，例如結構分析、性能分析、能量分析等。通過結合計算機分析建筑工程的設計數據，可以有效提升設計的準確度，從而保證工程設計方案的科學性。同時，伴隨我國能源問題的逐漸突顯，現代化的綠色節能建筑逐漸成為建筑行業的主要發展方向，利用BIM技術可以有效實現對建筑能耗的分析，并針對工程能耗特點實現對建筑的節能減排設計。

2.3 在實現協同設計中的應用

伴隨現代建筑建設規模以及功能性的日益完善，建筑結構的復雜程度也越來越高，在建筑設計環節也需要完成各個專業的協同設計。在傳統的設計方式中，應用CAD進行設計，使協同設計不具備相應的操作技術平臺。通過BIM技術，使建筑設計工作邁向了三維時代，不同專業的設計人員可以在同一個模型上進行設計，有利于多個專業的相互交流，減少工程建設中的圖紙變更情況。同時，設計人員還可以對建筑信息模型進行創建、修改和注釋，便于工程信息的傳輸，實現了設計工作的信息化發展。

3 BIM技術在建筑施工中的應用分析

3.1 三維碰撞檢查

BIM技術可以實現各專業的協同設計，從而使各個專業的設計方案更加合理。與此同時，在建筑施工環節，BIM技術還可以實現三維碰撞檢查，技術人員可以利用魯班虛擬碰撞軟件或Navisworks等軟件進行碰撞檢查，通過這些軟件，施工技術人員在施工前可以對土建工程以及電氣和給排水管線等進行綜合碰撞檢查，對于檢查過程中出現的軟碰撞和應碰撞進行消除，這樣可以有效減少因設計失誤造成的施工問題，從而有效保證工程建設的進度。同時，建筑工程的施工人員在對管線設計方案進行碰撞優化后，還可以進行施工模擬，并制定出合理的施工技術交底方案。BIM技術的三維碰撞檢查工程可以進一步促進各專業的間的協同施工，全面提升了工程的施工質量與效率。

3.2 工程量計算

在BIM技術的應用中，各個構建的信息均屬于可運算信息，通過計算機可以對建立模型中的各個構建進行自動識別，然后通過模型內嵌的幾何信息和各種物力的結合，對具體的構件數量進行計算。由于BIM技術可將圖紙轉化為三維模型，所以，該技術也可以自動生成建筑物的實際尺寸，同時對于工程建設中出現的變更，也可以直接反映到建筑材料的明細表中，實現對變更工程的構建信息進行明確計算。

3.3 虛擬建造

在建筑工程的施工過程中，技術人員可以通過BIM技術的虛擬構建技術中的各種交互式功能對建筑的施工、外觀以及環境工程實現交互分析，并建立相應的虛擬模型。技術人員通過對虛擬模型的分析，可以全面了解建筑物的力學性質以及空間關系等信息，使用戶可以通過不同的比例和角度對模型進行觀察，并及時發現施工環節存在的不合理之處。由此可見，在建筑施工環節應用BIM技術可以有效保證施工方案的科學性，并提升工程建設質量，通過虛擬模型實現對建筑工程施工過程的整體管理與優化。

3.4 對建筑工程施工過程的管控

3.4.1 施工質量管理

在建筑工程施工質量管理環節運用BIM技術，可以使管理者通過移動終端對工程質量進行有效管控。利用移動終端可以對模型信息進行瀏覽，將施工信息清晰直觀地展現出來。同時，相關的技術標準、施工方案及規范可以通過分布式云平臺技術進行查詢，在工程建設中的各工種都可以通過移動終端及時接收更新后的數據模型，使工程信息的通達度得以提升，從而有效提升工程建設的質量。除此之外，工程監理人員與安全管理人員在現場檢查中如果發現問題，也可以應用移動終端進行現場取證，可以及時有效的對現場的實際情況進行取證與記錄，移動終端直接關聯數據模型，這極大地提高了對于施工現場管理工作的效率。

3.4.2 施工進度管理

在施工進度管理環節應用BIM技術，以工程施工圖紙以及相關規范為基礎，建立工程3D模型，并將模型中的CAD圖紙與作業面建立關聯。3D模型可以對施工作業面進行較為精確的定義，可以使工程的施工人員對每天的工程量及作業面進行準確的控制，方便施工人員合理地對作業任務進行調整，有利于工程進度的按時完成。3.4.3 施工成本管理

BIM管理理念的引入能夠以動態管理的方式實現對工程施工成本的預測、控制、核算等的管理。動態成本BIM模型的使用，不需要再按照傳統手工計算工程量的變化再作出相應的修改，只需要在工程變更發生時在相關項目的信息模型上輸入變量，相關工程量變化就會隨之反映出來，根據工程量的變化，在模型中查找出變化后的構件，確定變更價格。如果有多個方案能夠滿足功能使用要求，BIM模型可以對這些方案成本進行對比分析，然后按照分析報告所生成的結果選擇兼具合理性與經濟性的方案，以更好地支持工程項目工程量的提取、成本預算調整及成本分析，使工程施工成本的管理效率得到提高。

4 結語

綜上所述，BIM技術應用于建筑工程的設計與施工過程中，可以有效提升工程建設的科學性和規范性，減少設計工作中存在的缺陷，并使施工管理工作更加全面與準確。另外，BIM技術的應用也實現了對施工過程的監督作用，增強了信息化技術的使用，減少了客觀因素的干擾，提高工程質量與施工安全，促進建筑工程行業的進一步發展。