BIM技術應用于建筑工程的必要性

回中興

摘 要：高度復雜化的建筑施工工程建設項目向以Auto CAD為主體的、以工程圖紙為核心的設計和施工管理模式發出了挑戰，急需尋找一些新的技術手段或者方式方法來取得新的進展，BIM技術引入解決這一問題提供了新的方向。在我國，BIM 技術主要應用于建筑工程項目的設計階段，施工階段的應用較少，而在建筑施工工程中的應用研究也比較少，但其優勢是不容忽視的。

關鍵詞：BIM;建筑工程

建筑施工工程，作為市政公用工程的有機組成之一，是城市基礎設施的重要一環，為城市生產、生活的穩定有序進行，提供基礎服務和保障。隨著我國現代化城市的發展，建筑施工工程作為解決人口、經濟發展等問題的關鍵，國家和政府十分重視市建筑施工工程建設質量及建筑施工效果。建筑施工工程的規模不斷增大、建筑施工工藝更加繁雜，建筑施工工程施工規模、技術、管理難度也就越來越大。

1 建筑施工的現狀分析

1.1設計與施工信息傳遞過程中的偏差

傳統建筑施工的設計工作都是以CAD為操作平臺，以平、立、剖面圖等二維圖紙的方式展現設計成果。設計人員通過繪制二維圖形，加上各種尺寸標注，反映建筑物三維狀態下的位置關系，可視化差，信息表達不準確，存在錯誤在所難免。在信息的傳遞過程中，設計師的三維設計理念通過二維圖紙表達，施工方通過對二維圖紙的理解進行三維建筑的施工，在這個過程中，經歷了兩次二、三維信息的轉換，很容易出現設計師在二維設計時表達的偏差以及施工方對二維圖紙的理解偏差，信息傳遞的偏差，若不能及時發現，必將導致施工過程中出現問題，甚至會導致問題擴大，阻礙施工進度的正常進行。

1.2進度計劃的抽象性

傳統的施工進度計劃是通過網絡計劃圖實現的，這也是工程項目進度管理最常用的工具，但通過以往實際工程的實施可以看到，該方法存在自身的局限性。首先，網絡計劃圖運算過程比較復雜，需要耗費大量時間精力完成，且非專業認識理解起來比較困難，不利于進度計劃與業主及施工方的交流。其次，通過網路計劃圖所表達的進度計劃相對比較抽象，不能將整個項目的規劃進度精確地表達出來，更不利于對實際工程施工情況的跟蹤檢查，不能對工程的變更及環境變化等突發情況進行及時的應變處理，調整優化復雜。最后，使用傳統的施工進度管理工具，依靠經驗確定邏輯關系，準確性收到極大的限制，即使有不合理之處，也難以發現。

1.3建設過程管理不到位

建筑施工的建設過程中，項目管理不到位主要體現在以下幾點：首先是施工總體目標不明確，沒有精確地分目標，不能系統的對施工過程進行指導和控制，從而導致施工的盲目性。其次是沒有完善的施工計劃，或者施工計劃不夠準確，導致施工過程中出現實際施工進度與材料進廠時間不相符等脫節問題，導致工期的滯后，或窩工浪費現象。人力、財力以及資源沒有得到合理的分配，必將導致施工過程浪費大、工期長、效率低等問題的產生，嚴重影響施工質量。

2 BIM在建筑施工工程中的應用優勢

2.1深化設計應用

BIM 技術所創建的建筑信息模型并不是一個圖形，它是一個包含著指定項目相關信息的完整的數據庫。該數據庫中包含建設項目所有構建的大小尺寸、數量、位置關系等一系列信息，通過這些參數化信息所表達出來的及時項目建成后的真實效果，通過該模型能夠看到二維圖紙不能表現的視覺角度和效果。在設計階段創建的建筑信息模型上做施工圖的優化設計，可以將數據庫及視圖進行雙向聯系，輕松得到平、立、剖面的圖形，可根據需求選擇不同位置的剖面圖，對于模型中的非圖形數據也可通過明細表進行統計，提高施工效率。

2.2加強各專業的協同合作

建筑施工工程設及多個專業，基礎工程是多個部門協作完成的，在BIM技術中也是不同專業各自進行設計的，各專業設計的最終模型可通過相關應用軟件，整合成一個整體，實現協同設計，從根本上改變過去通過文字及圖紙表達設計意圖的工作方式。軟件通過對模型中不同專業之間的沖突進行碰撞檢查，并進行修改以達到規定要求，避免了因協同問題造成的對工程進度的影響。

2.3擁有強大的可視化虛擬功能

可視化是BIM最直觀的特點，BIM模型可視化的應用主要體現在兩個方面：一是通過對施工進度的可視化模擬，及時發現進度計劃中存在的問題，優化施工方案;二是通過可視化的建筑信息模型指導施工，尤其是對異形結構、預埋件等。

三維可視化的建筑信息模型加上時間維度，形成4D模型進行虛擬施工。在4D 模型中，在虛擬的環境中，可以準確的發現使用中可能存在的問題，從而優化施工方案計劃，達到有效控制項目進度的目的。施工人員可以通過控制視圖，全方位查看建筑內部構件的空間位置，不再局限于二維平立剖面圖的二維表達，更加直觀、準確，避免了施工錯誤造成的不必要的浪費。另外，施工企業通過4D模型在項目的招標投標中獲得巨大的優勢，他可以快速并直觀的了解施工方對項目的理解和施工方法的一系列措施，并對施工單位作出更準確的評估。

2.4從二維CAD 到三維BIM設計

利用二維圖紙進行建筑設計，對設計師的空間想象能力要求比較高，設計師需要根據二維圖紙想象建筑內部的結構特征。但是即使設計師能想象出建筑內部的結構也無妨將其以一種連續的方式展現在二維圖紙上。但三維設計方式可以實現建筑工程項目三維立體展示的目標，利用 BIM 技術可以對建筑工程項目進行虛擬模擬，設計師可以對建筑工程項目有一個直觀的了解，不需要再進行憑空的想象。同時，BIM 技術不僅能展示建筑工程項目的空間結構，還能顯示建筑工程項目使用的材料特性等具體內容，設計師可以根據自己的需要進行數據庫訪問，這樣可以讓設計人員對建筑工程項目有一個更加全面的了解。

此外，BIM 三維設計還能將較為復雜的幾何結構以一種比較直觀的方式展現出來，例如比較著名的國家大劇院、鳥巢體育場等都屬于外觀機構較為復雜的建筑，二維設計無法對其進行全面的展示，但 BIM 三維技術卻能將設計的成果直接模擬出來，使人能直接看到建筑工程項目的效果。雖然，BIM 三維設計方法能較為直觀的展示建筑工程項目的幾何空間結構，但這不是 BIM 技術唯一的功能特點，BIM 技術還包括很多其它方面的數據信息，如建筑工程的材料、力學原理、物理性質等，這些非幾何信息的存在使得 BIM 技術的功能變得更加強大，一些在二維設計中需要人工完成的任務就可以通過輸入相關數據而自動生成，例如建筑施工需要使用的各種二維圖紙。