數(shù)字建筑對工程全周期影響分析
——以廣聯(lián)達(dá)BIM軟件為例

王 玥 張艷菲

（大連財(cái)經(jīng)學(xué)院， 遼寧 大連 116622）

1 前言

1.1 問題的提出

伴隨著中國的發(fā)展、社會的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的增長、人們需求的變化，建筑行業(yè)的發(fā)展也發(fā)生了翻天覆地的變化。從最初的為了保障人們基本生活的磚混結(jié)構(gòu)，到如今除了滿足建筑物基本功能之外，房屋更加注重安全、美觀、舒適等需求。故使建筑物外觀發(fā)生了變化，構(gòu)造形式建筑方式都在不斷的發(fā)展進(jìn)步。但是不變的是無論多么宏偉的建筑物都需要人來傾注心血，從可行性研究、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、成本控制、具體實(shí)施等任一階段都需要大量的人工，對人才的極度渴望的同時也暴露出我國建筑行業(yè)中用工難、管理難這兩大問題。

那么我們應(yīng)該如何去解決呢？我們不能讓人完全從建筑過程中脫離，而是應(yīng)該通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)、智能的方式來減少不必要的人工耗損，使人能有更大的熱情更多的時間來研究建筑，從而使建筑不僅充滿著人情味并且具有數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

然而目前工程的整個周期沒有一個固定的模式，都是依據(jù)不同的實(shí)際工程問題來研究解決辦法，因此建筑行業(yè)形式粗放、生產(chǎn)效率低、工業(yè)化程度低、資源浪費(fèi)大、建設(shè)成本高。怎樣提高建筑水平、提升建筑能力、增強(qiáng)建筑質(zhì)量成為了建筑行業(yè)所重視的主要問題。

1.2 研究的意義

從建設(shè)過程來看，建筑項(xiàng)目的整個生命周期是一個不停發(fā)生變動的過程，隨著變動的發(fā)生風(fēng)險也在不停的增加，項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也存在著不確定性；從生產(chǎn)成本來看，經(jīng)常會存在著資源分配不合理等情況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度和管理水平。這些問題嚴(yán)重影響著建筑行業(yè)的發(fā)展速度。

數(shù)字建筑能夠預(yù)先建立數(shù)字模型對建筑物進(jìn)行預(yù)覽，根據(jù)預(yù)覽模型讓建筑的決策和實(shí)施階段具有實(shí)時性、一致性、統(tǒng)一性。本文討論的就是如何利用數(shù)字工具，讓建設(shè)項(xiàng)目的每個階段密切銜接使信息來源和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一，使建筑行業(yè)更加切合時代發(fā)展。

2 數(shù)字建筑的闡述

2.1 數(shù)字建筑的概念

用數(shù)字技術(shù)帶動行業(yè)發(fā)展是數(shù)字建筑的主要目標(biāo)。表現(xiàn)在通過技術(shù)集成整個生命周期內(nèi)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造、運(yùn)營和維護(hù)等階段的數(shù)據(jù)，使整個過程更精準(zhǔn)、更嚴(yán)謹(jǐn)。

2.2 數(shù)字建筑的特點(diǎn)

數(shù)字化，作為基礎(chǔ)特點(diǎn)可以用“三個全”來解釋，即全過程、全因素、全參加。全過程是指貫穿了建設(shè)項(xiàng)目的整個生產(chǎn)周期，全因素是指涵蓋每一個周期中的每一項(xiàng)建設(shè)步驟，全參加是無論是業(yè)主、施工單位、設(shè)計(jì)單位等一系列參與建設(shè)的體系都能夠覆蓋。

在線化，作為核心特點(diǎn)意味著“虛實(shí)雙生”，即虛擬模型和實(shí)體建筑都可以完整的呈現(xiàn)，并且可以做到相互影響、相互融合。讓建筑過程的每個階段相輔相成，共同為建設(shè)宏偉的建筑物出力。

智能化，作為深度應(yīng)用的目標(biāo)是要逐步實(shí)現(xiàn)的。面對著很多單一且重復(fù)的工種在未來可以通過智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人化。精細(xì)的操作更可以通過智能技術(shù)達(dá)到提前感知、提前認(rèn)知、精確執(zhí)行。

3 建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的闡述

3.1 全生命周期的概念

工程項(xiàng)目的全生命周期是指與建設(shè)工程開發(fā)相關(guān)的，包括可行性研究、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工、運(yùn)營等一系列過程。

3.2 全生命周期的特點(diǎn)

工程項(xiàng)目的全生命周期不是獨(dú)立存在的，而是各個階段緊密相連。從可行性研究開始就需要對設(shè)計(jì)階段進(jìn)行研究，而設(shè)計(jì)階段更是貫穿施工整個過程；招投標(biāo)是對項(xiàng)目的施工進(jìn)行前期保障；施工階段是完成設(shè)計(jì)的目的將設(shè)計(jì)方案變成實(shí)物；運(yùn)營是讓建筑變的有意義，而不是冰冷的產(chǎn)物，所以建筑項(xiàng)目的生命周期具有連續(xù)性、貫穿性。

4 建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中的BIM應(yīng)用

4.1 建設(shè)項(xiàng)目初期的BIM應(yīng)用

從初期策劃階段來看，我們需要對工程的整個范圍、質(zhì)量、采購、人工等一系列步驟進(jìn)行統(tǒng)一的事先規(guī)劃，但是傳統(tǒng)的建筑行業(yè)沒有辦法達(dá)到我們設(shè)想，為了能夠更加快速、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶ㄖ镞M(jìn)行構(gòu)造，可以通過建立BIM模型對建設(shè)前期的宏偉設(shè)想，以及詳細(xì)的施工進(jìn)程進(jìn)行可視化，通過數(shù)字手段來驗(yàn)證我們未成熟的猜想。在設(shè)計(jì)方案選擇上，將模型導(dǎo)入軟件就可以進(jìn)行比較，選擇規(guī)范合理并且造價合適的施工方案，提高方案編制效率，增強(qiáng)計(jì)劃合理性；在設(shè)備選型上，模型可以對建設(shè)工程的各個專業(yè)內(nèi)管線、設(shè)備進(jìn)行預(yù)先的碰撞，精確提供結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)和設(shè)備的生產(chǎn)尺寸，杜絕資源浪費(fèi)從而節(jié)約建設(shè)成本；在空間部署上，利用BIM的現(xiàn)場模擬，可以將施工場地的有限空間進(jìn)行合理布局，節(jié)約施工工期，提高施工質(zhì)量。在構(gòu)件建造上，通過復(fù)雜節(jié)點(diǎn)信息查看提高施工效率，前期對構(gòu)件預(yù)留預(yù)埋定位進(jìn)行確定，加快現(xiàn)場施工速度；在安全施工的前提下，針對施工的特性來編制針對性文明方案，并且提前搜索安全隱患，模擬逃生通道，為整個工程的安全保駕護(hù)航。

4.2 建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用

在設(shè)計(jì)階段對項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、物料進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，會促使建設(shè)工程的成本降低，建設(shè)的生命周期變短。因此一個嚴(yán)謹(jǐn)可行的施工方案是項(xiàng)目成功的必要因素。在設(shè)計(jì)方案編制上，模型可以事先進(jìn)行多專業(yè)碰撞，將計(jì)劃進(jìn)行整合，智能修改，有利于后期深化設(shè)計(jì)，提前做好洞口預(yù)留。對復(fù)雜節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行快速查找，提高查看效率。在設(shè)計(jì)方案展示上，我們能夠使用模型直觀展現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，和造價大數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，能夠快速得出各方案的造價數(shù)據(jù)，能夠更加快速準(zhǔn)確的選擇出設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)的可行性上，模型可以靈活呈現(xiàn)不同施工階段的現(xiàn)場變化，便于甲方與施工方進(jìn)行交流，提高對建筑的滿意度。便于安全文明施工管理，提高利用率縮短工期。提前進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，對特殊設(shè)施或情況可以進(jìn)行前期模擬，增強(qiáng)可行性的精確度。以廣聯(lián)達(dá)BIM5D產(chǎn)品為例，在技術(shù)員進(jìn)行方案交底時我們可以利用模型進(jìn)行方案模擬同時對現(xiàn)場的規(guī)范以及物資進(jìn)行查詢。

4.3 建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施階段的BIM應(yīng)用

在施工管理階段更多面對的是不可控因素，大體上分為兩種：一是材料的不可控，二是人員的不可控。首先面對材料不可控這種情況我們目前大多解決問題的方式是選擇具有豐富前期經(jīng)驗(yàn)的老員工進(jìn)行領(lǐng)導(dǎo)，從而達(dá)到高效節(jié)約的目標(biāo)，但是經(jīng)驗(yàn)是一個尺度，不是準(zhǔn)確的數(shù)字，而通過智能模擬進(jìn)行前期估算是最精確的方式。以廣聯(lián)達(dá)BIM土建算量軟件為例，如果我們在前期策劃階段擁有BIM模型就可以一鍵導(dǎo)入，利用軟件中的自動識別功能將構(gòu)件進(jìn)行提取，軟件根據(jù)各個構(gòu)件的計(jì)算公式來算出具體的工程量。對于在異形構(gòu)件計(jì)算式的不同也可以手動進(jìn)行更改。同時也可以利用物資數(shù)字化，減少人力手工清點(diǎn)材料，省時高效。其次是人員，目前我國建筑行業(yè)的情況是建筑施工用工難，年輕人少，老齡化嚴(yán)重，整體素質(zhì)偏低，技術(shù)工少，所以行業(yè)的用工情況參差不齊，人員不好管理。對于人員不可控這種情況，我們可以采用人員數(shù)字化和安全數(shù)字化。利用人員數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)智能考勤，及時掌握出勤情況以及與員工所在位置。利用安全數(shù)字化可以對員工的安全負(fù)責(zé)任。在接觸到危險區(qū)域時，智能安全帽會根據(jù)員工的姿態(tài)來判斷周邊環(huán)境的情況，從而發(fā)出警告。

4.4 建設(shè)項(xiàng)目運(yùn)營維護(hù)階段的BIM應(yīng)用

在項(xiàng)目竣工之后的運(yùn)營維護(hù)階段是延長建筑物壽命的保護(hù)手段，也是讓設(shè)計(jì)目的得以實(shí)現(xiàn)的重要方式。運(yùn)營維護(hù)成本是項(xiàng)目建成后的主要運(yùn)營成本，而能源的消耗是項(xiàng)目產(chǎn)品回報率的主要影響因素。因此，我們應(yīng)該將運(yùn)營成本的使用精確化，來提高利潤率為整個建設(shè)項(xiàng)目畫上完美的句號。在將建筑物移交物業(yè)做后期跟進(jìn)、維護(hù)時，經(jīng)常會出現(xiàn)因物業(yè)不清楚建筑結(jié)構(gòu)而不能及時解決問題，這樣的情況會導(dǎo)致物業(yè)有不誠信的口碑、讓業(yè)主產(chǎn)生質(zhì)疑、使建筑物價值變低。面對這種情況，我們可以利用BIM模型的可視性和先視性，首先，讓業(yè)主更直觀的感受空間的布局與排版，讓業(yè)主能夠更好的部署空間、使用空間。其次，提供給物業(yè)精細(xì)化的維修保養(yǎng)方案，讓建筑物的功能得以發(fā)揮最大同時延長設(shè)備壽命。

5 我國建設(shè)開發(fā)項(xiàng)目的BIM發(fā)展

5.1 BIM發(fā)展存在的問題

首先，在認(rèn)知上存在著一定的偏差，使用者一般考慮的都是直接利益即BIM模型能節(jié)省多少成本，帶來多少收益，而不是綠色環(huán)保的理念、數(shù)字技術(shù)的先進(jìn)，只將模型作為單純的賺錢工具，就很難真正的發(fā)展起來；其次是人才的缺少，BIM軟件培訓(xùn)難度比較大并且復(fù)雜的建模可能會涉及到一些數(shù)學(xué)以及編程能力，因此能熟練運(yùn)用軟件的人很少，導(dǎo)致技術(shù)很難普及；企業(yè)管理也存在一定問題，為了縮減人手沒有成立專門的部門，導(dǎo)致人員分工不明確、項(xiàng)目落實(shí)不到位、利用效率低。

5.2 BIM發(fā)展的趨勢

BIM在建筑行業(yè)中的未來是廣闊的，BIM發(fā)展的必然性來源于行業(yè)的需求，無論是業(yè)主、施工單位、設(shè)計(jì)院，都希望計(jì)算機(jī)能夠幫助我們完成繁瑣的步驟，能夠快速利用信息，使用信息。并且BIM技術(shù)被政府、住建部所認(rèn)可，這標(biāo)志著在建筑行業(yè)高速發(fā)展的今天，采用新的技術(shù)、學(xué)習(xí)新的技術(shù)、提高管理水平是行業(yè)健康發(fā)展的趨勢。同時隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展其在未來使用的難度將被簡化，將會有越來越多的人理解掌握BIM的意義與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自己建造模型的理想。

6 結(jié)論與希望

數(shù)字建筑在我國雖然發(fā)展時間比較短，但對于建筑行業(yè)來講是一個突破性的技術(shù)，從手畫圖紙、軟件算量、建立現(xiàn)場模型、智能管理都是不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程。數(shù)字建筑通過信息的共享與轉(zhuǎn)換讓工程的全生命周期進(jìn)行協(xié)同，利用BIM技術(shù)作為管理工具，為項(xiàng)目管理帶來新的管理模式提高管理效率。我國的BIM體系盡管還未健全，功能點(diǎn)也未完全掌握，在人才培養(yǎng)、平臺開發(fā)上仍然有所欠缺，但是我們一直在探索、學(xué)習(xí)的路上積極行走，相信在不遠(yuǎn)的未來，數(shù)字技術(shù)定能助建筑行業(yè)走向輝煌！

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