BIM技術在工程中的應用介紹

(重慶交通大學 重慶 400000)

一、引言

近些年對BIM的理論研究和工程實踐應用表明，BIM給建筑業帶來的主要價值是模型的多維化展示以及信息的集成與有效利用。通過應用BIM理念進行設計和施工不僅可以創建逼真的三維幾何模擬，高效的實現協同設計和施工可視化模擬，而且可以保存建筑項目全生命周期中各項信息，使項目各參與方對工程項目的管理智能化、系統化，BIM技術給當前面臨窘境的建筑施工領域帶來了希望[1]。

二、BIM政策支持與發展趨勢

(一)BIM相關政策。2017年8月，住房部發布《住房城鄉建設科技創新“十三五”專項規劃》中，特別指出發展智能建造技術，普及和深化BIM應用，促進建筑產業提質增效。在中央部門的大力推廣下，各地方政府積極相應，先后出臺了諸多BIM發展的有利政策：江蘇省政府2017年11月印發《江蘇省關于促進建筑業改革發展的意見》中提出加快推進建筑信息模型(BIM)技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用，實現工程建設項目全生命周期數據共享和信息化管理；制定BIM技術服務費用標準，并在3年內作為不可競爭費用計入工程總投資和工程造價；至2020年全省建筑、市政甲級設計單位以及一級以上施工企業掌握并實施BIM技術應用，以國有資金投資為主的新立項公共建筑、市政工程集成應用BIM的比例達90%。

(二)BIM市場未來趨勢。全球建筑業已共同認為BIM是未來趨勢，并有巨大的發展空間，其對建筑行業的影響是全面革命性的。目前BIM技術在軟件之間存在數據信息交互不夠通暢，相當于給用戶帶來了重復勞動，提高了使用成本。要推動項目設計、施工和運維之間數據的打通，需要增強BIM軟件之間的合作與BIM軟件自身的功能，隨著應用的廣泛，市場會自然根據主流BIM軟件應用的標準來形成社會普遍的標準，最后通過國家層面通盤考慮，以事實標準為基礎進行深化與完善，最后形成國家統一標準，類似于國外IFC標準。

三、BIM在工程中的應用

BIM技術按工程不同階段有不同的應用對象，如表1所示。

表1 BIM技術在不同工程階段的應用

(一)參數化建模。對于建模中截面樣式和功能相似，且需要多次使用的構件，可以利用Revit軟件參數化建模，利用結構框架族樣板文件，結合截面尺寸信息創建出以數字驅動模型的參數化族文件。參數化驅動的族文件可以被用來反復調用，高效地簡化了工作流程，提高了項目整體創建的效率。

(二)碰撞檢查。“碰撞檢查”工具可以發現項目圖元之間的沖突。在傳統2D圖紙時代，由于可視化程度的限制，往往需要設計師和施工人員靠自己的空間想象力以及經驗來完成設計和施工，出現設計沖突、施工不下去的情況比比皆是。BIM可視化技術的出現，可以對結構物內多專業間的碰撞問題進行審查，檢查設計問題，大大解決了設計中管線碰撞、鋼筋“打架”等細節沖突的問題，增強了各專業之間的協同設計，實現多方可視化審圖成果交底。通過BIM軟件碰撞檢查后，可以提早進行設計修改減少施工階段變更設計，讓施工更流暢有效地進行。

(三)施工進度管理。將BIM模型與施工進度計劃相連接，實現4D模擬技術在指定時間段內對某個施工段或者整個工程進行進度計劃，實際情況分析，實際進度與計劃進度的對比分析，直觀地體現施工的界面、順序，清晰熟悉哪些工程工作提前完成、按時完成或者拖延工期。同時，可以查詢前置任務及其分包單位的完成情況，加強多參與方間的交流協作，有針對性地管控進度，保證工程施工工期。

(四)工程量統計。工程量是以計量單位表示的各項工程構件的數量，直接影響工程投資和施工安排等。在傳統二位CAD時代，工程項目信息是二位信息表達，需要靠人工依據工程知識對材料所用量進行讀取、計算和統計，容易出錯且費時費力，整個過程復雜低效。

BIM模型除了擁有高精度的三維空間結構之外，同時還擁有結構物圖元的尺寸參數、數量、種類屬性、材料屬性等，可以快速統計出各構件材料工程量，為項目各部門提供準確的工程量依據。在提高了工作效率的同時，也提高了材料的整體管控能力，為項目成本控制提供了可靠有力的證據。

(五)數據庫交互應用。模型可以導入BIM管理平臺，平臺可以自動識別模型數據，通過后臺管理員預設附加構件工程施工信息。將工程中每個構件都設定一個“身份證”，形成全生命周期的信息檔案，現場施工技術人員可以使用移動App通過云數據，將現場施工數據和成果實時發布于平臺內，包括設備管理模塊、班組人員管理模塊等，同時對施工問題進行實時跟蹤，集成工程數據庫，實現施工信息全生命周期可追溯管理。

采用數據庫交互應用，將所有構件所涉及的工序、時間、人員、材料、設備以及檔案全部關聯，解決了某單一項目對象的“信息孤島”問題，同時追溯對象所需信息，提升了平臺的實用性。

(六)BIM應用實例。BIM作為建筑領域的一項新技術，最近幾年一直在全國各地開始推廣應用。

(1)位于上海虹橋樞紐的國家會展中心室內展覽面積40萬平方米，整個綜合體的建筑面積達147萬平方米，是世界上最大綜合體項目，首次實現大面積展廳“無柱化”辦展效果。總承包項目部引入BIM技術，為工程主體結構進行建模，然后把各專業建好的模型與總包建好的主體結構模型進行合模，有效地修改模型，解決施工矛盾，消除隱患，避免了返工、修整。(2)位于天津濱海高新技術產業開發區的天津117大廈結構高度達596.5米，通過GBIMS施工管理系統應用，打造天津117大廈項目BIM數據中心與協同應用平臺，實現全專業模型信息即業務信息集成，多部門多崗位協同應用，為項目精細化管理提供支撐。創造了11項中國之最，并運用BIM技術實現了成本節約、管理提升、標準建設。(3)港珠澳大橋，屬于G94株三角環線高速的一部分，是一座連接香港、珠海和澳門的巨大橋梁，BIM應用是其項目的一大亮點。在開始施工時由于BIM技術的不成熟并未采用，后期專門成立了BIM技術領導小組，編制了BIM技術服務方案，此BIM模型完成后，將與交通工程模型進行整合，采用第三方軟件進行運營、維護，BIM模型將為后續大橋近120年的維護管理提供數據支持。

四、本章小結

總體來說，基于BIM技術的施工信息管理平臺能夠做到設備、材料、人員等施工要素的協同管理，實現安全、質量、進度的聯動管理，是可視化、智能化、信息化、精細化高級管理模式的體現。

【參考文獻】

[1]何關培,主編.BIM總論[M].中國建筑工業出版社,2011