基于BIM 技術(shù)的建筑工程設(shè)計管理研究

（沈陽理工大學 藝術(shù)設(shè)計學院，遼寧 沈陽 110000）

這一于21 世紀初提出、且廣泛應(yīng)用于建筑學、工程學等領(lǐng)域的新工具BIM 即建筑信息建模(Building Information Modeling)，是一種新興的、信息集成化程度高、可實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計方法，其既是技術(shù)、亦是一種基于建筑工程全生命周期(項目策劃、項目協(xié)同、工程設(shè)計、建筑規(guī)劃與建造、建筑設(shè)計與施工管理、銷售招商、運行維護)的管理方法，亦是綠色建筑技術(shù)的支撐，BIM 技術(shù)的全生命周期性、所見即所得特點、協(xié)調(diào)性、模擬與優(yōu)化特征使其已經(jīng)成為建筑工程管理的主要應(yīng)用技術(shù)之一。

1 BIM 技術(shù)的概念與內(nèi)容

建筑信息模型技術(shù)(BIM)的理論基礎(chǔ)源于哈林頓博士提出的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）與基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交互規(guī)范（STEP）的產(chǎn)品信息模型，其是對工程項目的數(shù)字化表達，即工程項目設(shè)計與規(guī)劃、工程項目施工、工程項目維護與運營等方面均是在可視化、三維視場的環(huán)境下完成的，達到了“所見即所得”式的便捷與高效，且從工程項目的項目策劃到項目協(xié)同、從運行維護到技術(shù)模擬（日照模擬、緊急疏散模擬）都可以通過BIM 進行全方位的設(shè)計。可見，對于業(yè)主、設(shè)計方和施工方來講，BIM 都將發(fā)揮重大的作用。其次，BIM 具有更好的設(shè)計協(xié)調(diào)性[1]，在BIM 技術(shù)的實際應(yīng)用中，其可以對建筑項目全生命期的數(shù)據(jù)、資源及動態(tài)的工程信息進行有效的整合、分析和創(chuàng)建，從而建立建筑信息模型，包括建筑信息、建筑材料信息、施工信息等數(shù)據(jù)類型。再次，BIM 技術(shù)具有仿真性的特點，其可進行節(jié)能模擬等，這對建筑工程的項目管理、成本與工期的控制起到了非常重要的推動作用。

2 BIM 的應(yīng)用價值

2.1 信息化項目管理

在傳統(tǒng)的建設(shè)項目信息管理中，多采用紙質(zhì)媒體進行信息傳遞，存在諸多弊端。不僅信息傳遞效率相對較低，而且由于信息傳遞環(huán)節(jié)較多，經(jīng)常出現(xiàn)信息失真、信息不準確、信息故障等情況，影響了建設(shè)項目信息數(shù)據(jù)管理的質(zhì)量。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑項目信息化管理[2]，首先可以在實踐中優(yōu)化工程設(shè)計管理模式，可以實現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作，逐步降低成本；其次，有助于提高工程設(shè)計可持續(xù)發(fā)展效能、優(yōu)化管理的信息化水平、實現(xiàn)項目信息集成化程度與各參與方信息共享；再次，其可將項目策劃、文案設(shè)計、初步設(shè)計等各環(huán)節(jié)相聯(lián)結(jié)，并使海量工程量信息依據(jù)時空維度、實際需求、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息、構(gòu)件類型等的不同進行匯總、解構(gòu)與分析、對照，這為造價管理、工期管理、運營管理、工程進度款管理等提供了決策依據(jù)，實現(xiàn)了建筑工程信息數(shù)據(jù)在相關(guān)管理工作中的高效利用，并在建筑工程實踐過程中提高經(jīng)濟效益和社會效益、有效地避免傳統(tǒng)建筑項目信息化管理的弊端；最后，通過BIM下的Revit、Bentley 建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備系列，可以提升建筑工程設(shè)計協(xié)調(diào)性、實現(xiàn)各種建筑工程管理信息集成和共享、以便參與者可以快速獲得所需的建筑工程管理信息、及早進行沖突碰撞檢查、避免各自為戰(zhàn)而造成的沖突，提高了項目信息管理的效率和質(zhì)量。

2.2 智能化工程設(shè)計

BIM 作為工程信息交換和共享的平臺具有較強的智能性、可出圖性等，管理者通過BIM 軟件[3]，通過ArchiCAD等BIM 核心建模軟件與4D 模擬可將建好的BIM 模型作為二次渲染開發(fā)的模型基礎(chǔ)；將BIM 應(yīng)用在算量中[4]，可為企業(yè)制定精確人材計劃、實現(xiàn)限額領(lǐng)料以控制用料和減少物流和倉儲等環(huán)節(jié)的浪費，且通過模擬施工，對三維模型加項目的發(fā)展時間進行模擬，可以實現(xiàn)對項目成本控制與其風險的有效管控，大大減少建筑工程的質(zhì)量問題與安全問題，為復(fù)雜項目的優(yōu)化提供了保障。

3 應(yīng)用BIM 技術(shù)的必要性

建筑工程設(shè)計管理的好壞與工程設(shè)計的質(zhì)量相連接，其是解決生產(chǎn)與質(zhì)量脫節(jié)、平衡人力資源、協(xié)調(diào)工作、提高可視化決策能力與全過程運營管理水平、實現(xiàn)對生產(chǎn)的統(tǒng)一組織和調(diào)度、確保項目可以依據(jù)標準開展、質(zhì)量得到保證、成本得到控制的關(guān)鍵[5]。引入基于全生命周期管理的、由Autodesk 公司開發(fā)的建筑信息模型技術(shù)可為建筑工程設(shè)計管理搭建便捷的溝通平臺、提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，保證設(shè)計質(zhì)量。BIM 技術(shù)以協(xié)同性、模型信息的完備性、模型性、智能化、數(shù)字化、可視化為建筑工程的質(zhì)量和安全提供了必要的保障。

4 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

4.1 BIM 技術(shù)在項目規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑項目規(guī)劃設(shè)計中[6]，其常采用二維建筑模型設(shè)計方法，與傳統(tǒng)的二維圖紙不同，BIM 設(shè)計方法是三維、甚至三維以上及更多維度的設(shè)計，其主要以施工方的規(guī)劃要求為中心，以設(shè)計與管理一體化為基準，以提高部門的生產(chǎn)組織能力為要點，以經(jīng)理管好項目、提高人員效率、縮短工期、保證質(zhì)量等為目標，并由設(shè)計師進行整體的精細化處理。由于傳統(tǒng)的二維建筑模型設(shè)計方法的可視化和協(xié)調(diào)性效果較差，使得二維建筑模型在多算對比、有效管控、快速算量、精度提升等方面效果相對較差，而BIM 技術(shù)是基于二維建筑模型設(shè)計方法將設(shè)計與管理一體化，其對規(guī)劃和設(shè)計方法進行了有效改革，所以建筑工程可以在BIM 技術(shù)軟件和技術(shù)理論的支持下將建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電等圖紙資源轉(zhuǎn)化為直觀的三維模型，實現(xiàn)協(xié)調(diào)性優(yōu)化，所見即所得。

4.2 BIM 技術(shù)在工程造價管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在工程造價管理中的應(yīng)用主要是基于BIM5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫[7]建設(shè)相應(yīng)的BIM 工程模型，其可為企業(yè)制定精確的人材計劃，實現(xiàn)限額領(lǐng)料，為消耗控制提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉儲環(huán)節(jié)的浪費；對于復(fù)雜程度較高的建設(shè)項目管理環(huán)節(jié)，我們可以通過BIM 模型的節(jié)點數(shù)據(jù)仿真得到各節(jié)點的建設(shè)成本需求，從而根據(jù)節(jié)點所反映的成本數(shù)據(jù)信息制定合理的建設(shè)項目成本管理計劃。

4.3 BIM 技術(shù)在工程施工管理中的應(yīng)用

在實際建筑工程的施工過程中[8]，BIM 技術(shù)模型可以用來模擬各種技術(shù)化環(huán)節(jié)，包括日照模擬、緊急疏散模擬、施工進度的模擬、仿真等，通過模擬數(shù)據(jù)，BIM 模型可以全面、仔細分析、優(yōu)化工程設(shè)計，做更多更好的優(yōu)化、精確計劃、減少浪費，如通過BIM 的協(xié)調(diào)服務(wù)可在項目實施前期進行管線布置與結(jié)構(gòu)構(gòu)件等的碰撞檢查，然后在可視化的狀態(tài)下做出變更，找到協(xié)調(diào)與補救措施，最后生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，這樣可以有效減少損失和返工的可能性。此外，工程項目管理過程就是一個不斷優(yōu)化的過程，通過BIM 技術(shù)可以對合同計劃與實際施工的消耗量做出更好的優(yōu)化，對分項單價、分項合價等數(shù)據(jù)進行協(xié)調(diào)和模擬，實現(xiàn)對項目成本風險的有效管控，使復(fù)雜的建設(shè)項目可以變得清晰，實現(xiàn)施工質(zhì)量、安全等方面的提升。

5 結(jié)語

綜上所述，與傳統(tǒng)的二維、三維設(shè)計技術(shù)相比，擁有四維(空間+時間)特征的BIM 技術(shù)在協(xié)同設(shè)計、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)一致性調(diào)和、優(yōu)化全局共享方面的優(yōu)勢更加突出，關(guān)注基于BIM 的建筑工程設(shè)計管理，提高相關(guān)管理工作的信息化水平，可以有效應(yīng)對信息時代背景下的形勢變化，有效解決建設(shè)項目管理不同階段的信息溝通問題，實現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作、動態(tài)集成管理及施工過程的可視化模擬，保證建設(shè)項目管理信息數(shù)據(jù)的準確性和完整性，實現(xiàn)建設(shè)項目生命期總成本精準預(yù)測和控制，減少因各種建筑工程管理信息溝通不準確而造成的效率低下和斷開的問題，使管理工作更合理，增強了建筑工程設(shè)計管理效能。