淺談BIM在建筑工程施工中的應(yīng)用及研究

文/舒炳霞 池州市遠(yuǎn)東房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 安徽池州 247000

1、BIM 在施工過(guò)程中的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)

1.1 可視化

BIM 的可視化技術(shù)是應(yīng)用三維實(shí)體繪制技術(shù)和三維渲染等技術(shù)，將平面上的二維線性構(gòu)件呈現(xiàn)出來(lái)，并將施工圖紙轉(zhuǎn)化為極其逼真的動(dòng)態(tài)模型。將以前難以想象的圖形進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，同時(shí)將連續(xù)構(gòu)件進(jìn)行交互的反饋操作，使整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目不僅達(dá)到視覺(jué)上的可視化，而且在整個(gè)設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中都可以形成可視化。

1.2 信息共享、協(xié)調(diào)和互動(dòng)

BIM 利用計(jì)算機(jī)提供的數(shù)字模型，為參與者提供一個(gè)共同監(jiān)督、使用數(shù)據(jù)、協(xié)同工作、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的平臺(tái)。BIM 模型集成了建筑物的所有相關(guān)信息，并有一套完整的設(shè)計(jì)文件。它能夠承載各種圖形，并能處理與施工有關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，特別是能夠支持施工項(xiàng)目中的各種計(jì)算，系統(tǒng)中輸入的信息可以在平臺(tái)上由各部門(mén)共享，實(shí)現(xiàn)信息的共享、協(xié)調(diào)和交互功能，從而大大地提高了整體的工作效率。從項(xiàng)目開(kāi)始到設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)，所有的甲方和乙方都可以通過(guò)BIM隨時(shí)了解到項(xiàng)目的進(jìn)度，在項(xiàng)目的每個(gè)階段都進(jìn)行提前溝通，配合有關(guān)部門(mén)的規(guī)劃，提前制定計(jì)劃方針，并能保證在有效的時(shí)間內(nèi)不斷修改并完善施工方案，實(shí)現(xiàn)了方案的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足了不同參與部門(mén)的意愿，使建設(shè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量得到了大幅度的提高，確保施工項(xiàng)目能夠保質(zhì)保量地完成。

1.3 優(yōu)化性

由于建設(shè)項(xiàng)目的特殊性，一個(gè)微小的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目毀于一旦，這是一個(gè)非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)，這就要求建設(shè)項(xiàng)目的制定必須嚴(yán)謹(jǐn)，而傳統(tǒng)的手工測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算的結(jié)果不可避免地存在各種各樣的偏差。在傳統(tǒng)的建筑施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)工程師首先在二維圖紙上完成整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后獨(dú)立設(shè)計(jì)暖通、消防、給排水、電氣等各個(gè)項(xiàng)目，并把他們呈現(xiàn)在一個(gè)共同的結(jié)構(gòu)圖紙上，最后直接把所有的組件放在一起，但是這樣很容易產(chǎn)生設(shè)計(jì)不一致的結(jié)果，出現(xiàn)這種問(wèn)題時(shí)，正好可以運(yùn)用BIM 技術(shù)解決。利用BIM 技術(shù)建立的模型，可以直接找出設(shè)計(jì)中的空間位置碰撞問(wèn)題，及時(shí)對(duì)施工圖提出合理化的建議，形成修改方案，最終修改施工圖。

2、BIM 在施工中的具體應(yīng)用

2.1 虛擬仿真建設(shè)

BIM 可以在虛擬的計(jì)算機(jī)中完整地顯示未成形的工程，通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的操作，顯示施工的整體過(guò)程，進(jìn)行施工模擬工作，可以顯示出工程實(shí)際的施工效果圖，將梁、板，柱等結(jié)構(gòu)及各專業(yè)管道的空間在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行立體顯示，根據(jù)不同的工程環(huán)境和特點(diǎn)，為施工項(xiàng)目提供最優(yōu)化的建議，可以明顯地提高圖紙的可操作性。在施工前，BIM 技術(shù)將靜態(tài)的平面信息通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行合理地轉(zhuǎn)換，在室內(nèi)形成直觀的三維模型，通過(guò)指令操作完成對(duì)實(shí)際施工狀態(tài)的高仿真模擬試驗(yàn)，模擬施工的重要過(guò)程和核心技術(shù)，在仿真的過(guò)程中，BIM 利用信息數(shù)據(jù)庫(kù)確定施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并逐一還原具體施工的操作過(guò)程和最終施工效果圖。不僅如此，該技術(shù)還可以識(shí)別施工圖的缺陷，并提供優(yōu)化方案，保證施工工藝的可行性。

2.2 施工進(jìn)度及控制

BIM 模型在成本方面已經(jīng)相當(dāng)成熟。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于施工的全過(guò)程管理，即將BIM 技術(shù)與項(xiàng)目管理知識(shí)相結(jié)合，控制施工的整體進(jìn)度，是工程領(lǐng)域的一個(gè)主要研究方向。施工進(jìn)度控制包括工程工期控制和整個(gè)工程的質(zhì)量控制，在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短工期。這就要求在施工過(guò)程中，施工的人員必須及時(shí)掌握施工進(jìn)度的相關(guān)信息，為實(shí)際的計(jì)劃進(jìn)度的對(duì)比提供數(shù)據(jù)信息，技術(shù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并解決好相關(guān)的問(wèn)題。在進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度管理前，施工方將根據(jù)合同的要求、施工條件和設(shè)計(jì)方案，如甘特圖、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖等等，合理制定施工的進(jìn)度計(jì)劃，這些傳統(tǒng)的方法缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整的可控性，基于構(gòu)件的進(jìn)度控制很難計(jì)算，在實(shí)際運(yùn)行中往往不能真正地發(fā)揮作用，BIM 技術(shù)的施工仿真技術(shù)可以在原有三維模型的基礎(chǔ)上增加進(jìn)度維度，形成獨(dú)特的4D 模型，并在計(jì)算機(jī)上同時(shí)顯示曲線圖、柱狀圖和模型仿真，進(jìn)行對(duì)比分析，幫助用戶確定不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃工程完成程度，并應(yīng)用于實(shí)際施工中。施工人員將比照BIM 計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際完成的工程能清楚地掌握工程的實(shí)際實(shí)施情況，及時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度。而B(niǎo)IM 的兼容性也允許接受圖紙和施工外部因素的變化，自行改變施工進(jìn)度，為施工方提供最佳的施工方案，減少大量的人力和物力，保證施工的整體進(jìn)度。

2.3 施工期資金和物資的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

在傳統(tǒng)的施工中，借助人工計(jì)算資金，材料的使用不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不準(zhǔn)確。此外，原材料市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)大，國(guó)家福利政策隨時(shí)變化，材料價(jià)格參差不齊，沒(méi)有時(shí)效性，因?yàn)閿?shù)據(jù)波動(dòng)性大，往往無(wú)法對(duì)建設(shè)資金做出非常完整的計(jì)劃，影響到實(shí)際工程的效益。BIM 技術(shù)將具體的工程量數(shù)據(jù)、工程造價(jià)和材料造價(jià)加入到BIM 造價(jià)信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)，建立施工現(xiàn)場(chǎng)的三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)。在BIM 信息平臺(tái)下，根據(jù)實(shí)際的工程進(jìn)度計(jì)算指定節(jié)點(diǎn)的工程量，分期計(jì)算工程量，方便短期工程結(jié)算和使用。平時(shí)也可以隨時(shí)用各種電子或移動(dòng)通訊設(shè)備追蹤到施工現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)掌握工程的資金占用和材料使用情況，掌握主要工程的進(jìn)度，避免盲目施工，影響施工進(jìn)度。還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)提供準(zhǔn)確、直觀的施工指導(dǎo)，控制人員的成本，為了降低成本，避免資金鏈斷裂或物資供應(yīng)不足等問(wèn)題。而在實(shí)際的施工中，管理者可以看到整個(gè)工程分包的動(dòng)態(tài)成本變化示意圖，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工程施工預(yù)算的計(jì)算、檢查、調(diào)配和分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工方案。

結(jié)論：

BIM 技術(shù)在工程施工階段的應(yīng)用，在很大程度上提高了工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，解決了傳統(tǒng)施工中存在的不足和缺陷，極大地促進(jìn)了整個(gè)建筑業(yè)的進(jìn)步。各施工單位要更加重視BIM 技術(shù)，注重它的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)掌握BIM 技術(shù)的人才，提高BIM 技術(shù)在施工中的效益。