基于BIM技術的實施模型研究

劉麗紅，周曉娟

（山西工程技術學院，山西 陽泉045000）

隨著社會經濟體系的不斷完善，建筑行業對于工程造價方面的要求越來越高。在這一背景之下，BIM技術運用而生，其在一定程度上緩解了建筑行業對于工程造價行業迫切需求，并且提高了工程造價管理的效率，它不僅可以進行工程造價管理，也可以用來進行數據分析、工程量的計量等。BIM技術的使用是工程造價管理領域的一次巨大改革[1]。

BIM技術是一種通過對于項目相關屬性數據收集，來構建數字化造價管理模型，從而對項目全過程進行管理的一種技術，也就是人們常說的建筑信息模型。在建筑行業中對于BIM技術存在著一種普遍認同的說法:在整個項目建設的各個階段當中，通過使用相關的BIM軟件將項目建設過程中所有信息整合在一個信息平臺之上，實現所有信息的共享，并且通過信息來進一步對項目施工進行進一步指導，以提高信息利用效率。

1 目的和意義

2015年，我國政府加快了BIM技術應用推廣的效率，在全國的建筑工程項目當中都開始運用BIM技術，無論是在居民住宅項目還是政府部門的市政工程項目建設當中，都在不同程度的運用BIM技術來對項目建設生命周期之內所有信息進行監控，并做好信息共享的工作。一個建筑項目無論規模大小，其里面包含了建筑、取暖、排水等多方面的知識，并且需要政府部門、施工單位、監理單位等多個部門來參與，因此，建立一個科學有效的信息共享平臺對于建筑項目工程整體工作的開展有著巨大作用。

2 BIM模型

BIM模型在建筑工程項目的可行性分析、技術設計、項目施工等各個階段所發揮的作用與目的是不同的，這也體現出了BIM模型的針對性、動態變化以及時效性等相關的特點。BIM技術可以對整個項目建設周期內的信息進行整合，從而實現信息的共享，但是BIM模型并不能將每個階段的所有信息都涵蓋在內，而是在不同的應用環境或時間背景下，BIM模型通過自身的不斷優化來確保不同需求的滿足，這一種模型被稱之為BIM實時模型[2]。

BIM模型在創建過程中利用數字符號的圖元信息的物理、幾何以及結構屬性。模型構建過程中的每一個完整的功能都是通過參數化的形式在模型中進行儲存的，簡單來說一個模型就是一個集成化的數據庫。視圖之間、視圖與數據庫之間都存在著相互的關聯，這種關聯關系可以對數據庫中的所有數據進行協調。

2.1 3D模型

3D模型是建筑行業最早應用的數據化技術，起先作用在室內裝修的設計上，通過這一軟件可以模擬出最終的裝修效果，給人帶來直觀的視覺感受，可以提升裝修設計的滿意度。這一模型最大特點是不僅可以看到所有構件的實際物理尺寸，還有構件的擺放位置。3D模型是在二維模型基礎上加上了空間維度的聯系，使得整體設計的效果可以立體的展現在人們眼前，增強了設計的直觀性，提升了設計數據的精確度[3]。

3D模型可以使所有建筑構件屬性清楚的表達出來，其也是多維度模型載體的基礎。3D模型建立對于后續的設計工作起著至關重要的作用，其質量好壞直接關系到后期施工的質量。

根據所需目標的產品結構，通過三維軟件實現建模而成的模型可以稱之為3D模型。通過該方式實現的模型建立，可以在計算機上以二維平面的方式展現三維圖形[4]。顧名思義，3D模型就是呈現為立體形態的模型。3D模型在與現實物品之間進行對比的時候，主要差異在于缺少存在距離，所以在實際比較過程中，只能認為3D模型只是像真實物品，仍能較為明顯的看出差別。同樣，也可以將通過3D模型建立的實物模型，進行放大、縮小或變形處理，通過打印技術打印出實體。在實際應用中，被稱為3D打印技術的新興技術多在建筑、3D影像制作、機械制造、人物圖形繪制等方面應用居多。該模型的建立方式大致可以分為三種：一為依靠人工設計建立3D模型；二是依靠三維掃描設備獲取實物圖型以建立3D模型；三為基于相關圖像構建3D模型。

2.2 4D模型

通常意義上的4D模型，就是在原有的3D模型的基礎上增加或關聯一個維度。在正常的應用過程中，比如電影行業，通常會增加一些環境特效以改變人體感官器官的感受，例如自然界的風雪雷電等；在建筑行業，與之相關的增加維度的方法基本上是為3D模型添加時間元素，以便于表現出隨時間的推移施工進度的整體體現進而模擬整個施工過程的模型。該模型的信息系統集成方式主要體現在統一的數據信息模型和交換式信息模型兩種方式。與這兩種信息集成方式息息相關的4D信息模型實現方式也體現在兩種方式上：①通過不同的程序、軟件之間的兼容性協議來制定具有單一功能的軟件。其中較為明顯的是Autodesk公司推出的Navisworks軟件是結合已經構建完成的3D模型，在特定的功能上能夠實現4D模型的建立，以便于對項目系統進行綜合系管理。②該種方法所實現的4D模型的建立大都倚靠在某一技術平臺，進行4D模型的開發和建立，通常意義上是在傳統意義CDA平臺和現在較為常用的BIM等技術平臺。在傳統意義CDAS技術平臺上所建立的4D模型，其基礎的3D功能相較于其他平臺所建立的3D模型差別較大，不能夠真正意義上實現三維模型的建立和信息的同步，更為重要的是，該種模型的建立需要浪費大量的時間和精力。

現在主流的4D模型在根據不同的需求條件信息和業務創建思路，大致可以分為兩種建立方法：一是直接在4D集成平臺上實現需求的時間因素和已經構建完成的3D模型進行關聯，組成4D模型；二是在通過信息管理軟件建立需求的時間信息前提下，再與4D集成技術平臺進行整合，同時實現時間因素和3D模型的匹配、關聯。

2.3 nD模型

在3D或4D的基礎上更近一步增加項目或產品所需要的維度需求進行錄入，是為nD模型。顧名思義，該種模型可以從3D模型建立的基礎上對各維度信息的關聯，也可以在4D模型的基礎上對需求的維度信息進行關聯。在實際的工程運用中，對具有不同需求的維度要求，例如工程成本、質量安全等方面，從而能夠形成影響工程進度的5D、6D甚至是7D實時模型。就目前而言，在建筑行業，主要對工程成本和已有的4D模型進行關聯，以達到以下幾種優點：

①在實現4D模擬施工的同時，能夠對工程進度進行實時的查看；

②能夠從所建立的5D模型中實時查看工程成本信息和階段性工程量；

③能顧根據預定的工程進度對整體存在的人、物、財等進行宏觀的調控，以便于增強對項目的綜合分析能力和全局把控能力。

3 建筑工程中常用的BIM軟件

①僅僅具有單一功能的軟件

②綜合性能更加完備的BIM軟件

在對BIM軟件的實用性進行評價過程中，尤其點明BIM軟件的強大實用性的是美國buildingSMART聯盟主席DanaK.Smitn先生，他的評價對BIM軟件在建筑行業的應用體現各專業之間相互協調完成的特點，表現出單一軟件時代的終結。在根據該特點所進行的軟件開發行業所做出的BIM產品稱之為解決方案。

③BIM在實際建筑行業的應用流程

隨著各大軟件開發企業的不斷開發過程中，各種依靠BIM框架所涌現的特色功能軟件，逐漸打破建筑工程中對工程造價和計量、項目管理等工作的傳統概念，伴隨著工作人員對自身工作認識的提高，各專業性質的軟件的使用給建筑行業的發展打下堅實的基礎，在實際的應用過程中，為能夠更好的發揮軟件的高效性，部分企業給這類軟件的使用制定了具有較高使用效率的流程。

4 結語

在建筑行業中通過運用BIM技術為其信息化發展帶來了無限的可能，不僅可以在項目建設過程中對于信息實現共享，并且對于已經竣工的建筑項目信息進行收集、處理，儲存在信息平臺上實現歷史信息的查閱。無論是民用住宅項目工程還是政府市政項目工程，BIM技術均能夠實現項目工程使用生命周期之內的信息共享。