淺談建筑信息模型在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

黃佳程

摘要：對(duì)建筑信息模型（BIM）在工程實(shí)踐中應(yīng)用領(lǐng)域的研究和總結(jié)，分析建筑信息模型（BIM）在工程實(shí)踐中相較于傳統(tǒng)工程全壽命周期的優(yōu)點(diǎn)。探討建筑信息模型（BIM）未來(lái)在工程實(shí)踐中的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型（BIM）;協(xié)同設(shè)計(jì);建筑信息化

建筑信息模型是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。它是來(lái)形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。當(dāng)初這個(gè)概念是由JerryLais—erin把Autodesk、奔特力系統(tǒng)軟件公司、Graphisoft 所提供的技術(shù)向公眾推廣。它是建筑過(guò)程的數(shù)碼展示方式來(lái)協(xié)助數(shù)碼信息交流及合作。如果用簡(jiǎn)單的解釋，可以將建筑信息模型視為數(shù)碼化的建筑三維幾何模型，此外這個(gè)模型中，所有建筑構(gòu)件所包含的信息，除了幾何外，同時(shí)具有建筑或工程的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)提供程式系統(tǒng)充分的計(jì)算依據(jù)，使這些程式能根據(jù)構(gòu)件的數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出查詢者所需要的準(zhǔn)確信息。此處所指的信息可能具有很多種表達(dá)型式，諸如建筑的平面圖、立面、剖面、詳圖、三維立體視圖、透視圖、材料表或是計(jì)算每個(gè)房間自然采光的照明效果、所需要的空調(diào)通風(fēng)量、冬、夏季需要的空調(diào)電力消耗等。

1 協(xié)同設(shè)計(jì)

以二維圖紙為工作對(duì)象的傳統(tǒng)工作方式，由于同一設(shè)計(jì)內(nèi)容在不同圖紙上重復(fù)出現(xiàn)而使得修改的工作量成倍增加，更使得出錯(cuò)的機(jī)會(huì)也成倍增加。對(duì)于目前大量—般設(shè)計(jì)項(xiàng)目而言，還是可以保證完成的。甚至由于設(shè)計(jì)人員對(duì)傳統(tǒng)工作方式的熟練操作，使得個(gè)人的高工作效率掩蓋了其中的消極因素（團(tuán)隊(duì)抵消率）。從設(shè)計(jì)項(xiàng)目的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，項(xiàng)目日趨復(fù)雜，參與設(shè)計(jì)項(xiàng)目的人員和團(tuán)隊(duì)眾多，專業(yè)化分工協(xié)作的趨勢(shì)日趨明顯，專業(yè)化的范圍逐漸擴(kuò)大。專業(yè)分工更多更細(xì)，深度也逐漸加大。一些超大型的復(fù)雜項(xiàng)目，采用傳統(tǒng)的工作方式已經(jīng)不可能實(shí)現(xiàn)了。建筑信息模型包含了建筑中的所有信息參數(shù)，從設(shè)計(jì)到使用，甚至是建筑使用周期的終結(jié)，各種信息始終是建立在—個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。因此建筑各工種（建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師等），專業(yè)內(nèi)部（可以專業(yè)分工更多更細(xì)）以及施工隊(duì)、產(chǎn)品生產(chǎn)部門(mén)、業(yè)主、政府政務(wù)部門(mén)等都可以基于同—個(gè)帶有三維參的建筑模型進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

2 建筑信息化

2.1 基于BIM技術(shù)的精細(xì)化分區(qū)域統(tǒng)計(jì)材料用量

在傳統(tǒng)施工管理中，材料的分配和領(lǐng)取主要依賴于負(fù)責(zé)人的經(jīng)驗(yàn)，往往會(huì)造成在施工過(guò)程中無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確獲取分項(xiàng)工程所需材料的實(shí)物量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)過(guò)程管控。基于BIM技術(shù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以準(zhǔn)確快速的統(tǒng)計(jì)到每個(gè)區(qū)域、每個(gè)構(gòu)件的材料用量，隨時(shí)為限額材料提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐;快速、準(zhǔn)確地獲得過(guò)程中工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分實(shí)物量;隨時(shí)為采購(gòu)計(jì)劃提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使材料運(yùn)輸點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，做到材料運(yùn)輸一次性到位，減少材料的二次搬運(yùn)，進(jìn)而有效提高各工序的配合進(jìn)度，加快施工進(jìn)度。

2.2 基于BIM技術(shù)的施工全過(guò)程實(shí)際成本控制

BIM模型是通過(guò)數(shù)字信息仿真建筑物所具有的真實(shí)信息。該信息不僅僅是幾何形狀所描述的視覺(jué)信息，還包括大量的非幾何信息，如材料的耐火等級(jí)、材料的傳熱系數(shù)、構(gòu)件的造價(jià)、采購(gòu)信息等。實(shí)際上即通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，在計(jì)算器中建立一座虛擬建筑，一個(gè)建筑信息模型就是提供了一個(gè)單一、完整、一致的建筑信息庫(kù)。使用建筑信息模型來(lái)取代圖則，所有的信息都可以在模型中直接生成，并且這些信息將始終實(shí)時(shí)地與設(shè)計(jì)保持一致，也即在設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更時(shí)，該變更將自動(dòng)更新到所有相關(guān)的施工文檔和明細(xì)表中去。BIM技術(shù)可以自動(dòng)化處理繁瑣的數(shù)量計(jì)算工作，協(xié)助進(jìn)行精準(zhǔn)的成本預(yù)算和核算。

3 軟件應(yīng)用

建筑信息模型，是應(yīng)用于建筑業(yè)的信息技術(shù)發(fā)展到今天的必然產(chǎn)物。事實(shí)上，多年來(lái)國(guó)際學(xué)術(shù)界一直在對(duì)如何在計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)中 進(jìn)行信息建模進(jìn)行深入的積極的探索。可喜的是，目前建筑信息模型的概念已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和軟件開(kāi)發(fā)商中獲得共識(shí)，Graphisoft公司的ArchiCAD、Bentley公司的TriForma以及Autodesk公司的Revit 這些引領(lǐng)潮流的建筑設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，都是應(yīng)用了建筑信息模型技術(shù)開(kāi)發(fā)的，可以支持建筑工程全生命周期的集成管理環(huán)境。以Autodesk公司的Revit為例Revit 軟件專為建筑信息模型（BIM）而開(kāi)發(fā)，借助Revit、Architecture，可以重新?lián)碛兄幸獾墓ぷ鞣绞剑翰皇苘浖`，自由設(shè)計(jì)建筑。在想要的任何視圖中工作，在各個(gè)設(shè)計(jì)階段都可以修改設(shè)計(jì)，快速、輕松地對(duì)主要的設(shè)計(jì)元素做出變更。高效創(chuàng)建完善的設(shè)計(jì)方案。借助三維視圖和實(shí)時(shí)陰影，瞬間看見(jiàn)創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)。甚至可以在設(shè)計(jì)的晚期做出變更，而無(wú)需擔(dān)憂如何協(xié)調(diào)您的平面圖、明細(xì)表和施工圖紙。 改善協(xié)作和質(zhì)量。借助Revit的參數(shù)化變更管理，可以毫不費(fèi)力地協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目。改善溝通并快速進(jìn)行決策。及時(shí)獲得項(xiàng)目設(shè)計(jì)、工作量、進(jìn)度和預(yù)算方面的反饋。同時(shí)，最大程度上減少采用其他方式來(lái)協(xié)調(diào)文檔可能產(chǎn)生的嚴(yán)重錯(cuò)誤和人力浪費(fèi)改善業(yè)務(wù)。借助Revit軟件高效的工作流程，可以交付更加完整的文檔和更高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，超出客戶的期望。憑借清晰、完整的演示，贏得更多業(yè)務(wù)。

4 BIM未來(lái)

建筑信息模型占有翔實(shí)而準(zhǔn)確的信息，能夠模擬許多事物。從基本的照明、能量、風(fēng)以及人流量到更復(fù)雜的建造、制造、材料和保安系統(tǒng)等。從而使尺寸得到充分的驗(yàn)證。建筑信息模型將逐步改變當(dāng)今的建筑生產(chǎn)方式（以及相關(guān)產(chǎn)品） 。設(shè)計(jì)師將不得不考慮建筑構(gòu)件的生產(chǎn)和裝配問(wèn)題，而非大堆的圖紙和效果圖。更進(jìn)一步，設(shè)計(jì)師將不得不改變對(duì)合作的理解，學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)同步（實(shí)時(shí)）創(chuàng)建和裝配一套相互關(guān)聯(lián)的建筑構(gòu)件，而非團(tuán)隊(duì)異步（時(shí)間錯(cuò)開(kāi)）創(chuàng)建和裝配一套松散關(guān)聯(lián)的圖紙。數(shù)字構(gòu)件將被保存在中央建筑信息模型，可以通過(guò)確認(rèn)以保證構(gòu)件—體化。而不是一堆的CAD圖紙或文件夾根據(jù)線、層、剖面和大樣設(shè)計(jì)一字排開(kāi)，一旦出現(xiàn)脫節(jié)便彼此推卸責(zé)任。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑信息模型目前正被愈來(lái)愈多的專家，應(yīng)用在各式各樣的建筑上。從簡(jiǎn)單的倉(cāng)庫(kù)到型式最為復(fù)雜的新建筑。這種設(shè)計(jì)方法正在發(fā)展中。建筑信息模型提供虛擬建筑模型，供設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)（ 如建筑師、測(cè)量師、土木工程師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師）傳遞到承建的營(yíng)造方到業(yè)主，可以在各個(gè)階段添加各自專業(yè)的資料更新、追蹤變更和維護(hù)此共同單一的模型。字設(shè)計(jì)和宇建筑模擬時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，它不僅僅是引進(jìn)幾套幫助設(shè)計(jì)師更好的協(xié)調(diào)建造文件的新的計(jì)算機(jī)工具，它昭示著建筑業(yè)自身的未來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱佳佳.BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].科技論壇，2013（17）：97-99.

[2] 潘佳怡， 趙源煜.中國(guó)建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析[J].工程管理學(xué)報(bào)，2012（01）：6-11.

[3] 張人友，王珺.BIM的內(nèi)涵[J].工業(yè)建筑，2012（03）：34-36+43