淺談BIM 技術(shù)及其應(yīng)用

張小月 于海洋 吳立之

摘 要：當(dāng)今，建筑行業(yè)飛速發(fā)展，各項(xiàng)超高層項(xiàng)目拔地而起，BIM技術(shù)對于建筑行業(yè)是一個(gè)革命性的飛躍，對于實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)全壽命周期管理有重大意義，BIM技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間，但是在我國推行BIM技術(shù)還面臨著許多困難。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；關(guān)聯(lián)性；協(xié)同設(shè)計(jì)

前言

隨著時(shí)代和社會(huì)的發(fā)展，順應(yīng)人們的要求，現(xiàn)代的建筑物體積不斷膨脹，，形態(tài)也日漸新穎，在追求進(jìn)步的同時(shí)也出現(xiàn)了以下問題：大規(guī)模的投資，長時(shí)間的工作周期，參與建設(shè)單位眾多，對建筑工程功能性要求高，施工信息量大等。這類復(fù)雜的建筑對于施工人員的技術(shù)是由嚴(yán)苛的要求的，對于此類施工，用傳統(tǒng)的溝通管理辦法已經(jīng)無法滿足。經(jīng)過調(diào)查數(shù)據(jù)表明，信息傳達(dá)的錯(cuò)誤或不完善是實(shí)際施工中造成施工錯(cuò)誤的主要因素。而BIM技術(shù)就是把建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)整合起來，儲(chǔ)存在BIM數(shù)據(jù)庫中，使原本分散的各個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目具有了關(guān)聯(lián)性。為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工的完美融合提供了新的方案。

在建筑領(lǐng)域，如果說第一次技術(shù)進(jìn)步是CAD技術(shù)的應(yīng)用，那么BIM的出現(xiàn)，將引領(lǐng)整個(gè)建筑工程領(lǐng)域的另一次飛躍，在CAD出現(xiàn)后，BIM技術(shù)是新一代計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用在建筑范疇的重要技術(shù)。BIM技術(shù)是一種先進(jìn)的工程技術(shù)，其重要性不可否認(rèn)，我國國土面積廣闊，需要進(jìn)行建設(shè)的發(fā)展空間還很大，因此，有必要著力在我國應(yīng)用，推廣BIM技術(shù)。它已成為實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)工程技術(shù)新一代革命重要方式。在某些國家中，由于BIM技術(shù)軟件體系較為完善和成熟，因此他們早已將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工之中，從工程實(shí)例上來看BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力已被印證。目前，我國在“十一五”計(jì)劃中，提出的研究課題涵蓋推動(dòng)發(fā)展這類軟件。BIM技術(shù)在我國發(fā)展迅速，其依靠的優(yōu)勢有以下幾點(diǎn)：

1 參數(shù)化設(shè)計(jì)

BIM模型被譽(yù)為參數(shù)化的模型，提高了施工預(yù)算的準(zhǔn)確性。在建模的同時(shí)，各類的構(gòu)建就被賦予了尺寸、型號、材料等約束參數(shù)。由于BIM是經(jīng)過可視化設(shè)計(jì)的環(huán)境反復(fù)驗(yàn)證和修改的成果，所以由此導(dǎo)出的材料設(shè)備數(shù)據(jù)有很高的可信度，應(yīng)用BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用到工程預(yù)算中，為造價(jià)控制、施工決算提供了有力的依據(jù)。

以往，施工決算都是拿著圖紙測量，現(xiàn)在有了BIM模型以后，數(shù)據(jù)完全自動(dòng)生成，做決算、預(yù)算的準(zhǔn)確性大大提高了。各施工單位會(huì)將大量的構(gòu)件，如門窗、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電管道等進(jìn)行工廠化預(yù)制后再到現(xiàn)場進(jìn)行安裝，運(yùn)用BIM導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以極大程度地減少預(yù)制架構(gòu)的現(xiàn)場測繪工作量，同時(shí)有效提高了構(gòu)件預(yù)制加工的準(zhǔn)確性和速度，使原本粗放性、分散性的施工模式變?yōu)榧苫⒛K化的現(xiàn)場施工模式，從而很好地解決了現(xiàn)場加工場地狹小、垂直運(yùn)輸困難、加工質(zhì)量難以控制等等問題，為提高施工效率，降低工作成，本起到了關(guān)鍵性作用。以往做預(yù)制加工都是在現(xiàn)場測繪，所以準(zhǔn)確性很有問題。現(xiàn)在根據(jù)正確的已檢驗(yàn)好的模型來做預(yù)制加工，并利用軟件繪制預(yù)制加工圖，把每個(gè)管段都進(jìn)行物流編號，進(jìn)行后廠加工，是一個(gè)很好的解決方案。

2 構(gòu)件關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)衍生發(fā)展出構(gòu)件關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。假設(shè)我們將原本由參數(shù)控制的建筑模型構(gòu)建互相關(guān)聯(lián)起來，那么我們就實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)。BIM是一個(gè)建筑項(xiàng)目可共享的、全生命周期的信息平臺(tái)，建筑全產(chǎn)業(yè)鏈各方均在BIM中插入、提取、更新信息以完成其協(xié)同作業(yè)。在BIM中怎樣來解決構(gòu)件的關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)，換言之，當(dāng)建筑模型在其構(gòu)件被進(jìn)行修改時(shí)，它將進(jìn)行同步的改變，而且，這種改變是有關(guān)聯(lián)性的。例如，有時(shí)在實(shí)際工程中，我們遇到一些情況需要修改樓層的高度，若我們使用BIM進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，我們不需逐一改變所有樓層的墻、柱、窗、門，我們只需修改每層樓層的層高它們就會(huì)相應(yīng)隨之改變，因?yàn)檫@些建筑構(gòu)件的參數(shù)已經(jīng)不是獨(dú)立的，它們與樓層高度互相關(guān)聯(lián)，所以它們會(huì)隨之改變，且這種改變是全面的。因此我們不再需要去分別修改各視圖的尺寸。有了這種關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)，不僅提高了各單位的工作效率，而且解決了各方單位匯總信息時(shí)圖紙之間的信息傳達(dá)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題，所以BIM的這種構(gòu)件關(guān)聯(lián)性所具有的意義是顯而易見的。應(yīng)用BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用到效果圖的展示、報(bào)表的生成及工程預(yù)算中，更重要的是項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造都是在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行的。

3 分布式模型

完整的設(shè)計(jì)工作，不能僅僅依賴一個(gè)BIM軟件而完成，在當(dāng)前建筑行業(yè)中，通常使用的是BIM分析工具與BIM創(chuàng)作類工具相結(jié)合的分布式模型，建筑項(xiàng)目中一些獨(dú)立的模型需要由設(shè)計(jì)單位及或施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)完成，主要包括設(shè)計(jì)模型、施工模型、施工進(jìn)度模型、制造模型、操作模型等。這些分布式模型都屬于BIM數(shù)據(jù)庫，可以為工程項(xiàng)目施工過程中提供較多的分析工具，如模型檢測工具、進(jìn)度安排工具、估算工具等，可以為設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)提供極佳的平臺(tái)。

4 協(xié)同設(shè)計(jì)與BIM技術(shù)的融合

目前我們口中說的協(xié)同設(shè)計(jì)很大一部分是三維協(xié)同設(shè)計(jì)，它是基于三維數(shù)字技術(shù)上，以CAD設(shè)計(jì)軟件為輔助，各專業(yè)間知識(shí)共享和整合的過程，各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)人員為了達(dá)成一個(gè)共同的目標(biāo)，互相協(xié)助配合工作。在共同設(shè)計(jì)的過程中，團(tuán)隊(duì)人員們必須經(jīng)過信息的交流傳遞來完成整個(gè)工程。建筑工程的分工一直以來呈分散結(jié)構(gòu)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)有自己負(fù)責(zé)的范圍，在各自完成后再進(jìn)行匯總，這種作業(yè)方式不利于工程中信息的交流，在某種程度上還限制了各施工團(tuán)隊(duì)的合作，在未來若將協(xié)同設(shè)計(jì)與BIM融合在一起，借助于BIM技術(shù)和BIM軟件，建設(shè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計(jì)。

BIM是數(shù)字技術(shù)在建筑領(lǐng)域的直接應(yīng)用，使我國的建筑有了新的發(fā)展方向，它代是工程項(xiàng)目信息的數(shù)字化。當(dāng)然在我國現(xiàn)如今，BIM技術(shù)體系發(fā)展還不夠完全，但就目前在國外的發(fā)展來看，只要我們由于探索實(shí)踐，形成適合我國建筑模式的合約模板，BIM將會(huì)得到更有效的全面應(yīng)用，這樣可以在未來的建筑工程中得到理想的成效。

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作者簡介：張小月（1997-），女，遼寧沈陽人，大連海洋大學(xué)本科在讀，研究方向：給排水科學(xué)與工程。

*通訊作者：于海洋（1980-），男，黑龍江肇東人，碩士，講師，研究方向：土木工程。