BIM模型在工程建設全過程中的重要性分析

汪俊橋，王 建 ，李 劍 ，羅宇航，劉仁福

（1.云南中投置業開發有限公司，云南 蒙自 661100；2.四川省名揚建設工程管理有限公司，四川 成都 610017；3.中國建筑一局（集團）有限公司西南分公司，四川 成都 610023）

1 背景狀況

2020年4月8日印發的《住房和城鄉建設部工程質量安全監管司2020年工作要點》中提到要推廣施工圖數字化審查，試點推進BIM審圖模式，提高信息化監管能力和審查效率；推動BIM技術在工程建設全過程的集成應用。該通知既提出了當下存在的問題，又指明了建筑產業未來的發展方向。

隨著信息化技術的發展，智慧城市理念也深入人心，雄安新區、杭州、廈門等已逐步建立各自的智慧城市系統，將市政、公共建筑、商業住宅等相關建（構）筑物相應的信息關聯至系統中，實現動態監控、智慧運維。

2 行業現狀

部分設計院是基于開發企業需求被動使用BIM技術，進行BIM模型設計，以滿足開發企業方案比選的要求；在設計院內部利用BIM技術進行二維圖紙成果確認，采用CAD+SU的設計模式，以較短的設計周期出圖，設計過程仍以二維空間為主，對空間的設計往往取決于經驗，造成設計創新性不足，或過于復雜導致問題層出不窮；同時，由于設計師自身專業限制，往往單專業時設計沒有問題，但多專業整合時就會產生較多問題，這也是導致設計出現問題的關鍵所在。

施工單位在得到設計圖紙后會對圖紙進行圖審，這一步驟的深度往往取決于施工方的專業水平及經驗，但施工方的能力參差不齊，很難具備足夠的檢查問題的能力，通常請專業人員對圖紙進行審查，但效果甚微，許多圖紙問題往往在施工階段才發現，此時再找設計單位進行溝通修改為時已晚，不僅耽誤現場進度，也會造成誤工返工等經濟損失。另外，設計圖紙往往以二維圖紙交付給施工單位，圖紙的表達能力及表現形式往往因設計單位的不同而有很大差異，二維圖紙的內容很難清楚表達設計意圖和真實效果，這時又會產生施工單位不明白或錯誤理解設計意圖而造成的損失。從施工單位自身層面看，現場管理較粗放，對材料等成本占比較大的方面一般通過預算、估算等方式進行管控，過度依靠現場管理人員的經驗及預算員的算量水平進行現場叫料工作，常因人為因素造成的誤差導致現場材料極大浪費。同時，建筑工程領域的勞務人員水平參差不齊，現場施工多依靠經驗進行施工，管理人員對其進行的交底也是通過二維圖紙和文字圖片等方式，很難使工人明確交底內容所述的細節，還是依賴工人本身的經驗和水平決定建筑物質量。

竣工交付后，開發企業得到的資料冗雜，內容包含建筑物的一切資料，大到分部工程的驗收合格證明，小到一個檢驗批的驗收文件，會造成后期物業團隊很難對建筑物內的設施情況進行切實有效的全方位把控。

3 BIM模型在各階段的應用

3.1 設計階段

在設計過程中，設計師可進行協同設計，各專業利用BIM軟件平臺建立本專業模型，直觀而即時對本專業在建筑物內的空間關系有全面的掌握，不同專業可根據模型之間產生的碰撞問題進行協商溝通，在設計階段解決以往設計階段無法表露的空間問題，不僅可解決因設計師自身綜合能力不足導致的設計沖突，而且能利用BIM模型一處更新處處更新的特點，提高設計效率，保證出圖效果，減少后期修改圖紙所造成的重復性工作。BIM模型能給設計師提供直觀設計效果的同時，也能合理利用其參數化信息，對相應的構件進行參數化設置，可結合建筑物周圍環境、道路交通、配套設施、綠化要求、日照分析、季節變化等內容進行模擬分析，為方案比選提供切實有效的數據支撐。為解決施工單位對于二維圖紙的理解偏差，設計單位可利用BIM模型，保障施工單位能準確理解圖紙內容，如某建筑物的外墻材質確認交底如圖1所示。

圖1 基于BIM模型的外墻材質交底

3.2 施工階段

由于施工行業勞務人員普遍知識水平不高，常以經驗識圖并施工，現場質量管理難度大，通過BIM模型三維可視化特點，項目管理人員可將圖紙說明要求、方案交底內容、施工復雜節點、施工具體步驟、現場完成效果等內容進行可視化交底，讓工人清楚了解施工內容、步驟及成果，不再依賴工人本身的經驗及水平決定最終成品質量。傳統施工現場需按要求制作現場質量樣板，以指導勞務人員進行現場施工，不僅耗時、耗力、耗成本，后期還需特定拆除，一定程度上造成材料浪費和進度耽擱，在目前提倡節能環保可持續發展施工的大環境下，質量樣板并不符合當下的理念，通過對BIM模型的修改制作，將相應的實體樣板以等比例建立模型，并通過渲染軟件制作虛擬樣板展示區的全景圖，同樣能直觀指導工人進行施工，相較實體樣板，真正實現節約成本且綠色環保。同時，BIM模型可實時提取相應的構件參數，如體積、長度等，可輔助現場進行材料的叫料管控，確保現場材料進場有準確的數據支撐，可實現現場材料精細化管控，提高管理水平，減少項目材料浪費造成的成本損耗。一般施工場地有限，布局不合理可導致工期延遲、材料場地無法堆放等問題，BIM模型可依照現場進度對材料堆放進行及時布置處理，保證施工機械安全范圍和最大效率，解決施工現場材料碼放雜亂、堆放位置不合理等問題。

3.3 運維階段

對施工階段BIM模型進行相關信息掛接，可將設備、消防、監控、門禁等電子設備及機房進行集中統一的信息匯總，交付給后期運維團隊一本建筑使用說明書，讓后期運維團隊能通過BIM模型的使用實現對建筑物的全面掌控。目前在地鐵建設中已開展相應的BIM運維系統，以BIM模型為基礎，對地鐵設施的所有相關信息進行整理掛接，并關聯至智慧城市平臺上，打造智慧城市。

4 結語

BIM模型所具有的直觀可視化和交互數據化等特點，可為各個階段的應用提供有效保障。在數字化時代的今天，BIM模型將成為建筑領域各個階段溝通的橋梁，能解決以往二維時代所產生的一系列問題，足以證明其在建筑工程領域的重要性，并具有廣闊的應用前景。